灰铸铁灰铸铁的组织与性能Wc=2.5%~3.6%1、灰铸铁的组织(1)铁素体灰铸铁——石墨化过程充分进行;(2)铁素体珠光体灰铸铁——、二阶段石墨化过程充分进行,第三阶段石墨化过程部分进行;(3)珠光体灰珠铁——、二阶段石墨化过程充分进行,第三阶段石墨化过程完全没有进行;2、灰铸铁的性能1)灰铸铁的性能主要取决于基体的性能和石墨的数量、形状、大小、分布状况。其中以细晶粒的珠光体基体和细片状石墨组成的灰铸铁的性能,应用范围广。2)灰铸铁的抗拉强度和塑性大大具有相同基体的钢,但石墨片对灰铸铁的抗压强度影响不大,所以灰铸铁广泛用作承受压载荷的零件,如机座、轴承座等。3)灰铸铁具有良好的铸造性能、切削加工性能,而且石墨的存在可以起到减磨、减震作用。变质处理(孕育处理)——孕育铸铁1、变质处理:浇注前向铁液中加入变质剂,促进晶粒细化。常用变质剂为含硅75%的硅铁,加入量一般为铁液重量的0.4%左右。2、性能:孕育铸铁的强度有很大提高,并且塑性、韧性也有所提高。
灰口铸铁灰口铸铁含碳量较高(2.7%~4.0%),碳主要以片状石墨形态存在,断口呈灰色,简称灰铁。熔点低(1145~1250℃),凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。由于片状石墨存在,故耐磨性好。铸造性能和切削加工较好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。其牌号以“HT”后面附两组数字。例如:HT20-40(数字表示抗拉强度,第二组数字表示抗弯强度)。灰口铸铁按石墨的形状特征,可分为普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。1.普通灰铸铁。普通灰铸铁的石墨呈片状,由石墨和基体两部分组成,基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体,相当于钢的组织。2.可锻铸铁。可锻铸铁的石墨呈团絮状,由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁。其组织性能均匀,耐磨损,有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。3.球墨铸铁。球墨铸铁的石墨呈球状。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。碳全部或大部分以自由状态的球状石墨存在,断口成银灰色。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。其牌号以“QT”后面附两组数字表示,例如:QT45-5(组数字表示抗拉强度,第二组数字表示延伸率)。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。4.蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的零部件。
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灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁,因断裂时断口呈暗灰色,故称为灰铸铁。其含碳量
为2.7%~4.0%。灰铸铁可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类:铁素体基体灰铸铁;珠光体一铁素体基体灰铸铁;珠光体基体灰铸铁。
灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重,在石墨尖角处易造成应力集中,使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢,但抗压强度与钢相当,也是常用铸铁件中力学性能差的铸铁。同时,基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响,铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大,强度和硬度,故应用较少;珠光体基体灰铸铁的石墨片细小,有较高的强度和硬度,主要用来制造较重要铸件;铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大,性能不如珠光体灰铸铁。故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁
铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金,由工业生铁、废钢等钢铁及其合金材料经过高温熔融和铸造成型而得到,除铁外,还含及其它铸铁中的碳以石墨形态析出,若析出的石墨呈条片状时的铸铁叫灰口铸铁或灰铸铁、呈蠕虫状时的铸铁叫蠕墨铸铁、呈团絮状时的铸铁叫白口铸铁或码铁、而呈球状时的铸铁就叫球墨铸铁。
球铁铸件差不多已在所有主要工业部门中得到应用,这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。
球墨铸铁除铁外的化学成分通常为:含碳量3.0~4.0%,含硅量1.8~3.2%,含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。
灰铸铁与球墨铸铁的区别
灰铸铁组织里的石墨是以片状存在,球墨铸铁组织里的石墨是以球状存在的。组织上的差别导致它们的性能也有差异
(1)强度与塑性方面
灰铸铁强度\塑性低(片状石墨割裂基体,引起应力集中),脆性大,消振性能好.主要用来生产一些强度要求不高,主要承受压应力的各种箱体\底座等.球墨铸铁:球形石墨对基体的割裂作用降到,应力集中作用小,故其强度很高,可以和中碳钢蓖美,可以充分发挥基体的性能,且有一定的塑性和良好的韧性.常用来制作一些强韧性要求高且形状复杂(铸造性能比钢好,)的工件,比如内燃机曲轴\连杆等之类的零件.
(2)热处理加工方面
球墨铸铁一般还可以经过热处理来进行强化,而灰铸铁一般不能经过热处理来提高强度(片状石墨的影响).(3)与铸铁相比,球墨铸铁在强度方面具有的优势。
(3)力学性能方面球墨铸铁的抗拉强度是60k,而铸铁的抗拉强度只有31k。球墨铸铁的屈服强度是40k,而铸铁并没有显示出屈服强度,并且终出现断裂。球墨铸铁的强度比远远优于铸铁。球墨铸铁在耐腐蚀性方面与铸铁相同。 球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。球墨铸铁具有更高的屈服强度,其屈服强度为40k,而铸钢的屈服强度只有36k。
(4)耐腐蚀与抗氧化方面球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。由于球墨铸铁的球状石墨微观结构,在减弱振动能力方面,球墨铸铁优于铸钢,因此更加有利于降低应力。选择球墨铸铁的一个重要的原因在于球墨铸铁的性能。
因球墨铸铁的性能使得这种材料更加受欢迎,铸造效率更高,也较少了球墨铸铁的机加工成本,有时,球墨铸铁被称为“两个世界里的”金属,意思是球墨铸铁具有铸钢的强度,也有铸铁的抗腐性。
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