硅在铸铁中促进石墨化的作用
在铸铁中,硅是促进石墨化作用较强的合金元素,飞越实业,其促进石墨化的能力,是镍的3倍、铜的5倍。而且无论在液态或固态的铸铁中,硅与铁结合的作用都比碳强。
液态铸铁中含有硅,就会使碳的溶解度降低。铁液中硅的含量愈高,碳含量相应地愈低,就会有更多的碳被排挤出来。
在灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和黑心可锻铸铁中,碳和硅是影响石墨形态、数量的主要元素。就是基本上不含石墨的白心可锻铸铁,在其脱碳退火的过程中,硅促进碳在奥氏体中扩散,对于这种可锻铸铁的脱碳也有重要的作用。
硅在铁素体中的固溶强化作用
在固态铸铁中,硅几乎全部固溶于奥氏体和铁素体,不进入碳化物。硅原子与铁原子可以结合成具有强共价键的含硅铁素体,不仅促进铁素体形成,而且使铁素体强化的作用很强。
不同硅含量铁素体的力学性能
为了解硅强化铁素体的能力,上世纪五十年代,国外研究者在碳含量为0.1%、不含其他合金元素的钢中,飞越实业有限公司,加入不同量的硅,以比较硅对力学性能的影响,结果见表1。表1中,飞越实业郭虎成,还列出了组织为全部珠光体、不含其他合金元素的碳钢的性能,以供对比。
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据统计,1985年全世界共消耗金属硅约50万吨,其中用于铝合金的金属硅约占60%,用于**硅的不足30%,用于半导体的约占3%,其余用于钢铁冶炼及精密陶瓷等。硅大量用于冶炼成硅铁合金作钢铁工业中合金元素,在很多种金属冶炼中作还原剂。硅还是铝合金中的良好组元,绝大多数铸造铝合金都含有硅。硅是电子工业**纯硅的原料,**纯半导体单晶硅做的电子器件具有体积小、重量轻、可靠性好和寿命长等优点。掺有特定微量杂质的硅单晶制成的大功率晶体管、整流器及太阳能电池,比用锗单晶制成的好。非晶硅太阳能电池研究进展很快,转换率达到了8%以上。硅钼棒电热元件使用温度可达1700℃,具有电阻不易老化和良好的性能。可配制几百种硅树脂润滑剂和防水化合物等。此外,碳化硅可作磨料,高纯氧化硅制作的石英管是高**属冶炼及照明灯具的重要材料。