球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝

球墨鑄鐵特性及其應(yīng)用球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!球墨鑄鐵的概念球墨鑄鐵的概況球墨鑄鐵是指鐵液在凝固過程中碳以球型石墨析出的鑄鐵。與灰鑄鐵相比，其金相組織的最大不同是石墨形狀的改變，避免了灰鑄鐵中尖銳石墨的存在，使得石墨對(duì)金屬基體的切口作用大為減少，基本消除了片狀石墨引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使得金屬基體的強(qiáng)度利用率達(dá)到70－90％，從而使金屬基體的性能得到很大程度的發(fā)揮。

球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!

球墨鑄鐵可以像鋼一樣，通過熱處理和合金化等措施來進(jìn)一步提高其使用性能。比如，處理過的球墨鑄鐵可以取得很好的韌性，延伸率高達(dá)24％；抗拉強(qiáng)度可以高達(dá)1400MPa，基本接近鋼材。與鋼材相比，球墨鑄鐵還有很多優(yōu)點(diǎn)。比如鑄造性能好，成本相對(duì)較低。由于球墨鑄鐵產(chǎn)量的不斷增加，性能不斷開發(fā)，現(xiàn)已成功部分取代了鍛鋼和鑄鋼，成為前景廣闊的金屬結(jié)構(gòu)材料。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!球墨鑄鐵的形成

球狀石墨的形成經(jīng)歷了形核與生長兩個(gè)階段。其中的形核是石墨的首要過程，鐵液在熔煉及隨后的球化、孕育處理中產(chǎn)生大量的非金屬夾雜物，初生的夾雜物非常小，在隨后澆鑄、充型、凝固過程相互碰撞、聚合變大，上浮或下沉，成為石墨析出的核心。球狀石墨核心形成以后，碳原子開始在核心基底上堆砌，石墨最終生成的形狀決定受工藝條件影響的生長方式。所以，石墨生長過程的控制是獲得球狀石墨的關(guān)鍵。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!石墨形核的條件石墨的形核分均質(zhì)形核和異質(zhì)形核。均質(zhì)形核：C的微觀原子團(tuán)（C6）n——晶胚鐵液過冷度達(dá)200－300℃

異質(zhì)形核：形核基底的外來質(zhì)點(diǎn)符合晶格匹配關(guān)系（失配度δ<12%)

界面能要求——外來質(zhì)點(diǎn)被石墨潤濕球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!球墨鑄鐵的孕育球墨鑄鐵孕育的重要性灰鑄鐵、球墨鑄鐵孕育的異同點(diǎn)孕育衰退現(xiàn)象提高孕育效果的措施

a.選擇強(qiáng)效孕育劑

b.必要的S的含量

c.改善處理方法

d.提高鑄件冷卻速度

球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!石墨球的螺旋生長

石墨球螺旋生長模型a）生長成的球體b）角錐體單晶c）錐頂角Φ與θ的關(guān)系球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!球墨鑄鐵的金相組織與力學(xué)性能的關(guān)系

球墨鑄鐵的力學(xué)性能是和它的金相組織密切相關(guān)的。保證鑄鐵中石墨球化良好，是熔制球墨鑄鐵的要求。只有石墨球化，才能充分發(fā)揮金屬基體的作用，使鑄鐵的力學(xué)性能大幅度提高。也只有石墨球化后，進(jìn)一步改變基體的性能才更有意義。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!2、球化分級(jí)球化級(jí)別說明球化率（％）1級(jí)石墨呈球狀，少量團(tuán)絮，允許極少量團(tuán)絮狀≥952級(jí)石墨大部分呈球狀，余為團(tuán)狀和極少量團(tuán)絮狀90－953級(jí)石墨大部分呈團(tuán)狀，余為團(tuán)絮狀，允許有極少量蠕蟲狀80－904級(jí)石墨呈分散分布的蠕蟲狀、球狀、團(tuán)狀、團(tuán)絮狀70－805級(jí)石墨呈聚集分布的蠕蟲狀、片狀及球狀、團(tuán)狀、團(tuán)絮狀60－70球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!各種基體與力學(xué)性能的關(guān)系1、鐵素體根據(jù)GB9441-1988球墨鑄鐵金相檢驗(yàn)評(píng)定鐵素體數(shù)量。其百分比，按大多數(shù)視場對(duì)照?qǐng)D片評(píng)定。一般不檢查牛眼鐵素體數(shù)量，僅檢查與其共存的珠光體數(shù)量球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!3、奧氏體、貝氏體、馬氏體由奧氏體、上貝氏體或下貝氏體通過等溫淬火，加入適當(dāng)元素獲得。4、滲碳體滲碳體多呈針狀、條狀，在球墨鑄鐵中易使基體變脆，故應(yīng)避免其出現(xiàn)。5、磷共晶體磷共晶體在球墨鑄鐵中對(duì)性能的危害比在灰鑄鐵中大得多。沿晶界分布的二元或三元磷共晶體，強(qiáng)烈降低球墨鑄鐵的韌性、塑性和強(qiáng)度，受沖擊時(shí)，裂痕總是沿磷共晶體邊緣開始開裂。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!一、五大元素1、碳和硅由于石墨球?qū)w的削弱作用很小，所以碳含量在3.2-3.8%時(shí)，對(duì)力學(xué)性能無明顯影響。確定球墨鑄鐵的碳硅含量時(shí)，主要從保證鑄造性能考慮，將碳當(dāng)量選擇在共晶成分左右。當(dāng)碳含量過低時(shí)，鑄件易產(chǎn)生縮松和裂紋；碳當(dāng)量過高時(shí)，易產(chǎn)生石墨漂浮現(xiàn)象，結(jié)果使夾雜物增多。硅可以提高石墨球的圓整度，細(xì)化石墨，還可以減小結(jié)晶過冷和白口傾向。一般認(rèn)為硅含量大于2.8％時(shí)，可能降低韌性，使韌性－脆性轉(zhuǎn)變溫度升高。因此，選擇碳硅含量時(shí)，應(yīng)按照高碳低硅的原則，鑄件在寒冷地區(qū)使用，則含硅量應(yīng)適當(dāng)降低。鐵素體C：3.6-4.0%Si：2.4-2.8%

珠光體C：3.4-3.8%Si：2.2-2.4%球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!3、磷磷在球墨鑄鐵中有很強(qiáng)的偏析傾向，具有增大球鐵的縮松傾向，易在晶界處形成磷共晶，嚴(yán)重降低球鐵的韌性。對(duì)于寒冷地區(qū)使用的鑄件，易采用磷的下限含量。磷的含量控制在0.04-0.06%以下。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!二、合金元素球墨鑄鐵的合金元素主要有鉬、銅、鎳、鉻、銻、釩、鉍等金屬。這些元素的主要是起提高鑄鐵的強(qiáng)度，穩(wěn)定基體組織的作用。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!球墨鑄鐵的典型缺陷1、球化不良和球化退化特征：斷口銀灰色，分布芝麻狀黑斑點(diǎn)。金相組織分布大量厚片石墨。原因：原鐵液含硫高，過量反球化元素。建議選用低硫焦炭，脫硫處理，必要時(shí)增加球化劑稀土量，控制沖天爐鼓風(fēng)強(qiáng)度和料位。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!3、石墨漂浮特征：冷卻過程中的過共晶鐵液首先析出石墨球，上浮聚集成石墨漂浮，分布于鑄件最后部位的上部的冒口處。微觀觀察石墨球串接呈開花狀。原因：碳當(dāng)量和稀土殘留量高，爐料原始尺寸大、數(shù)量多，都可能增加石墨漂浮。措施：建議C<4%，控制稀土含量，注意原生鐵與其他爐料的搭配。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!5、夾渣特征：澆鑄位置上表面或死角處，斷面呈暗黑無光澤、深淺不一的夾雜物，金相為可見、塊狀?yuàn)A雜物。原因：形成一次夾渣的重要原因是原鐵液含硫量高、氧化嚴(yán)重；二次夾渣主要原因是鎂殘留量過高，提高了氧化膜形成溫度。措施：降低原鐵液硫、氧含量，保證球化時(shí)降低鎂殘留量，加入適量稀土降低形膜溫度。澆鑄系統(tǒng)應(yīng)使充型平穩(wěn)，夾渣部位設(shè)集渣冒口。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!8、碎塊狀石墨特征：出現(xiàn)在Ce等活性元素富集在共晶團(tuán)邊界，促使該區(qū)域過飽和析出而形成蠕蟲狀石墨，其斷面形態(tài)為碎塊狀。原因：冷卻緩慢，共晶凝固時(shí)間過長引起的成分偏析和孕育衰退。措施：選用純凈爐料并限制Ce等元素的含量，控制較低的碳當(dāng)量，加入Sb、Y、Bi等微量元素。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!分析

在鑄鐵凝固時(shí)，存在石墨共晶與滲碳體共晶兩種形式。在平衡狀態(tài)圖中，前者的溫度比后者高。為了要避免白口的產(chǎn)生，應(yīng)使石墨共晶凝固過程在溫度達(dá)到滲碳體共晶以前完成，這就需要提高石墨共晶的凝固速率，而在一定的冷卻速度下，球鐵共晶團(tuán)的生長速度是一定的，因此提高石墨共晶的凝固速度，就必須增加共晶團(tuán)數(shù)量。因此，為防止白口，對(duì)球墨鑄鐵的某一冷卻速度，存在對(duì)應(yīng)的臨界共晶團(tuán)數(shù)，即臨界石墨球數(shù)。只有石墨球數(shù)大于該臨界數(shù)，才能避免白口出現(xiàn)。當(dāng)鑄件越薄，冷卻速度越大時(shí)，所需的臨界石墨球數(shù)越多。研究表明，為增加石墨球數(shù)目，添加稀土Bi是十分有效的。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!球墨鑄鐵鑄件形式1、大斷面球墨鑄鐵2、鑄態(tài)球墨鑄鐵件3、薄壁球墨鑄鐵件4、高強(qiáng)度高韌性球鐵球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!GB規(guī)定的球墨鑄鐵牌號(hào)序號(hào)牌號(hào)最小值布氏硬度主要金相組織抗拉強(qiáng)度σb（MPa）屈服強(qiáng)度σ0.2（MPa）延伸率（％）1QT400-1840025018130－180鐵素體2QT400-1540025015130－180鐵素體3QT450-1045031010160－210鐵素體4QT500-75003207170－230鐵素體＋珠光體5QT600-36003703190－270珠光體＋鐵素體6QT700-27004202225－305珠光體7QT800-28004802245－335珠光體或回火組織8QT900-29006002280－360貝氏體或回火索氏體球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!℃2、動(dòng)荷載性能（1）沖擊韌度：鐵素體球墨鑄鐵由于含硅量變化，貝氏體球墨鑄鐵由于上、下貝氏體及奧氏體數(shù)量變化，沖擊韌度的變化范圍較大。基體組織沖擊韌度（J/cm2）鐵素體50－150珠光體15－35貝氏體30－100回火索氏體20－60J鐵素體球墨鑄鐵試樣沖擊吸收功－溫度曲線各種基體組織球墨鑄鐵常溫沖擊韌度球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!3、高溫性能（1）硬度各種球墨鑄鐵低溫下有很好的硬度，但在540℃時(shí)開始粒狀化，高于650℃

開始分解，硬度開始下降并逐漸接近鐵素體球墨鑄鐵的硬度。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!（3）高溫蠕變和持久強(qiáng)度

材料常溫（20℃）力學(xué)性能試驗(yàn)溫度℃高溫持久強(qiáng)度（MPa)抗拉強(qiáng)度σb延伸率δ100h1000h退火鐵素體433.022427538649210.768.322.7169.551.5152.5正火珠光體901.65427538649352.8115.227.4285.262.216.7奧氏體429.235427538649277.3176.481.8236.2142.160.8球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!4、低溫性能隨溫度降低，球墨鑄鐵逐漸發(fā)生由韌性向脆性的轉(zhuǎn)變，尤其在脆性轉(zhuǎn)變溫度以下，沖擊值急劇下降。同時(shí)，屈服強(qiáng)度提高，延伸率下降，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性明顯增加，表現(xiàn)為屈服以后變形量較小即斷裂。對(duì)于常溫下塑韌性較好的鐵素體球墨鑄鐵，低溫下抗拉強(qiáng)度提高。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!二、球墨鑄鐵的物理性能1、密度（1）球墨鑄鐵的常溫密度材料密度(g/cm－3)鐵素體球鐵6.9-7.2珠光體球鐵7.1-7.5中硅耐熱球鐵7.1溫度℃12251250130013351350137514001415備注密度(g/cm－3)7.056.946.916.856.786.75（1）6.906.876.836.80（2）（2）熔融狀態(tài)鎂球墨鑄鐵的密度備注（1）C:3.44%，Si:2.56%，Mn:0.22%，P:0.11%

（2）C:3.3－3.6%，Si:1.6-2.6%，Mn:0.4-0.5%，球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!（3）熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率取決于成分、組織、石墨形態(tài)和溫度。石墨比基體組織的導(dǎo)熱性好，石墨沿基面又比沿C軸的導(dǎo)熱性好。含碳量越高，導(dǎo)熱性越好；球化率越低，導(dǎo)熱性越好；溫度越低，導(dǎo)熱性越好。球墨鑄鐵熱導(dǎo)性高于鋼，但低于灰鑄鐵。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!2、切削性能球墨鑄鐵含有較多的石墨，起到切削潤滑作用。因此球墨鑄鐵的切削阻力小于鋼，切削速度較高。珠光體增多使球墨鑄鐵的切削性能下降，貝氏體球墨鑄鐵切削性能較差。所以，閥門中使用球墨鑄鐵時(shí)，都是采用鐵素體＋珠光體的基體類型。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!4、耐熱性球墨鑄鐵中的石墨彼此分離，與灰鑄鐵相比，可阻礙高溫下氧的擴(kuò)散。因此球墨鑄鐵的抗氧化性和抗生長性均優(yōu)于灰鑄鐵，也優(yōu)于可鍛鑄鐵。鐵素體球墨鑄鐵的高溫抗生長性優(yōu)于珠光體球墨鑄鐵。提高硅含量或鋁含量可改善球墨鑄鐵的抗氧化性及耐熱性。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!6、耐磨性球墨鑄鐵是良好的耐磨和減磨材料，耐磨性優(yōu)于同樣基體的灰鑄鐵、碳鋼以致低合金鋼。（1）潤滑耐磨球墨鑄鐵的耐磨性優(yōu)于灰鑄鐵。（2）磨料磨損球墨鑄鐵在磨料磨損條件下也有一定應(yīng)用。但與白口鑄鐵、低合金鋼相比，普通球墨鑄鐵的耐磨性并不太好，只有合金球墨鑄鐵或合金貝氏球墨鑄鐵有良好的耐磨性。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!混合基體球墨鑄鐵的性能及應(yīng)用

QT500-7，QT600-3屬鐵素體和珠光體混合基體的球墨鑄鐵，這種鑄鐵由于有較好的強(qiáng)度和韌性的配合，多用于機(jī)械、冶金設(shè)備的一些部件中。通過鑄態(tài)控制或熱處理手段可調(diào)整和改善組織中珠光體和鐵素體的相對(duì)數(shù)量及形態(tài)分布，從而在一定范圍內(nèi)改善和調(diào)整和韌性的配合，以滿足各類部件的要求。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!奧氏體－貝氏體球墨鑄鐵的性能及應(yīng)用

奧氏體－貝氏體球墨鑄鐵開發(fā)于上世紀(jì)70年代后期，與普通球墨鑄鐵相比，具有高強(qiáng)度、高塑性、高韌性的綜合特點(diǎn)。奧氏體－貝氏體的抗拉強(qiáng)度高達(dá)900－1400MPa，如果降低抗拉強(qiáng)度，延伸率可高達(dá)10％。奧氏體－貝氏體具有的高沖擊韌性和抗點(diǎn)蝕疲勞能力，尤其具有高抗彎曲疲勞性能和耐磨性，可用于代替某些鍛鋼或普通球墨鑄鐵不能勝任的部件，為此收到廣泛重視，視為鑄鐵冶金領(lǐng)域的重大突破。

球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!力學(xué)拉伸機(jī)－強(qiáng)度試驗(yàn)球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!

鉆樣分析球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!球墨鑄鐵鑒別的方法金相觀察及理化實(shí)驗(yàn)法

球墨鑄鐵灰鑄鐵球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!表觀觀察法1、鉆樣取屑法一件合格的墨鑄鐵產(chǎn)品，它在機(jī)械加工切削過程中，其切屑顯片狀或條狀，而灰鑄鐵在加工切削中，其切屑是顯粉狀。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!球墨鑄鐵的金相組織金相組織與力學(xué)性能的關(guān)系力學(xué)性能與金屬的金相組織密切相關(guān)，什么樣的金相結(jié)構(gòu)決定了什么樣的力學(xué)性能。球墨鑄鐵也不例外，只有石墨球化，才能發(fā)揮金屬基體的作用，使鑄鐵的力學(xué)性能大幅度提高。也只有石墨球化，進(jìn)一步改變基體的性能才更有意義。因此，對(duì)球墨鑄鐵的金相研究，是我們了解球墨鑄鐵，使用球墨鑄鐵的前提條件。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!球狀石墨的形核

單個(gè)夾雜物復(fù)合夾雜物

球狀石墨的核心球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!形核物質(zhì)

1、石墨：未溶石墨、添加晶體石墨、非平衡石墨

2、巖狀結(jié)構(gòu)碳化物基底

3、氧化物

4、硫化物/氧化物

5、鉍及鉍的化合物球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!球狀石墨的生長球狀石墨的生長條件

a、極低的硫、氧含量

b、限制反球化元素

c、保證必要的冷卻速度

d、添加的球化元素組：鎂、釔、鈰、鈣、鑭、鏷、釤、鏑、鐿、鈥、鉺第二組：鋇、鋰、銫、銣、鍶、釷、鉀、鈉第三組：鋁、鋅、鎘、錫最佳含量W(Mg)：(0.04-0.08)%W(Ce):(0.07-0.12)%W(Y):(0.15-0.2)%球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!石墨球生長的工藝措施

從生產(chǎn)實(shí)踐中得知，使石墨按球狀生長的工藝措施為改變化學(xué)成分和控制冷卻速度?；瘜W(xué)成分中，對(duì)石墨生長有重要影響的是一些能顯著改變鐵液過冷傾向的元素；而引起鑄鐵冷卻速度產(chǎn)生變化的因素則是鑄件壁厚、鑄型以及澆鑄。這些條件的實(shí)質(zhì)在于改變石墨結(jié)晶的冷卻狀況。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!1、金相組織球狀石墨外貌接近球形，內(nèi)部呈放射狀，有明顯的偏光效應(yīng)。石墨是由很多角錐體枝晶組成的多晶體，各枝晶的基面垂直于球徑，C軸呈輻射狀指向球心。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!

GB9441－1998球墨鑄鐵金相檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)將石墨大小分成六級(jí)。球墨鑄鐵石墨球的大小對(duì)力學(xué)性能的影響很大，減小石墨球徑，增加石墨球在單位面積的個(gè)數(shù)可以明顯地提高球墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑性和韌性。石墨球徑的減小，使單位面積上球墨鑄鐵數(shù)量增多，可使抗疲勞強(qiáng)度提高，因此，細(xì)化石墨也是提高抗疲勞強(qiáng)度的一個(gè)要求。級(jí)別3級(jí)4級(jí)5級(jí)6級(jí)7級(jí)8級(jí)石墨直徑（100×）mm>25－50>12-25>6-12>3-6>1.5-3≤1.53、石墨大小石墨球大小分級(jí)(GB9441-1988)

球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!2、珠光體在球墨鑄鐵中，珠光體的形態(tài)一般分三級(jí)：粗狀珠光體、片狀珠光體、細(xì)片狀珠光體。隨著珠光體的細(xì)化，球墨鑄鐵的強(qiáng)度和硬度有所提高。若基體為粒狀珠光體，則球墨鑄鐵在保持一定強(qiáng)度的同時(shí)，具有更高的塑性。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!球墨鑄鐵的化學(xué)成分

選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分是保證球墨鑄鐵獲得良好的金相組織和高性能的基本條件，化學(xué)成分的選擇既要利于石墨的球化和獲得滿意的基體，以期獲得滿意的性能，又要使球墨鑄鐵具有良好的鑄造性能。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!2、錳球墨鑄鐵中，由于球化元素具有很強(qiáng)的脫硫能力，不需要錳承擔(dān)這種功能。錳有嚴(yán)重的正偏析傾向，往往有可能富集于共晶團(tuán)界處，嚴(yán)重時(shí)會(huì)促使形成晶間碳化物，顯著降低球墨鑄鐵的韌性。鑄態(tài)鐵素體Mn：0.3-0.4%

珠光體球鐵Mn：0.4-0.8%球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!4、硫球墨鑄鐵中硫與球化元素的化合能力很強(qiáng)，生成硫化物或硫氧化物，不僅消耗球化劑，造成球化不穩(wěn)定，衰退速度加快，而且還使夾雜物數(shù)量增多，導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生缺陷。國外一般要求鐵液含硫量低于0.02%，我國目前由于焦炭含量較高等熔煉條件的限制，往往達(dá)不到這一標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)進(jìn)一步改善熔煉條件，有條件可進(jìn)行爐外脫硫。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!球墨鑄鐵的凝固特點(diǎn)1、球墨鑄鐵有較寬的共晶溫度范圍2、球墨鑄鐵的糊狀凝固特性3、球墨鑄鐵具有較大的共晶膨脹球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!2、縮孔和縮松特征：縮孔發(fā)生于次收縮階段。表面凹陷及局部熱節(jié)凹陷，含氣孔的暗縮孔，內(nèi)壁粗糙?？s松發(fā)生于第二次收縮階段。被樹枝晶分割的溶池處成為真空，凝固后的孔壁粗糙、排滿樹枝晶的疏松孔為縮松。原因：碳當(dāng)量低，磷含量高，增加縮孔縮松傾向。措施：提高鑄型剛度，如使用樹脂砂，提高鐵液碳當(dāng)量。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!4、反白口特征：宏觀斷面為界限清晰的白亮塊，呈方向性白亮針，出現(xiàn)于熱節(jié)中心。金相觀察為過冷密集細(xì)針狀滲碳體。原因：凝固熱節(jié)中心偏析富鎂、稀土、錳等白口化元素，孕育不足或大件冷卻速度快等。措施：保證球化前提下減少殘留稀土鎂，防止?fàn)t料內(nèi)的強(qiáng)烈白口化元素，強(qiáng)化孕育，提高小件鑄件溫度。

球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!7、應(yīng)力變形和裂紋特征：收縮應(yīng)力、相變應(yīng)力之和超過斷面金屬抗斷裂后形成裂紋，熱裂呈暗褐色不平整端口，冷裂形成淺褐色光滑平直斷口。原因：碳含量低，碳化物形成元素增加，孕育不足，冷卻過快等。措施：適當(dāng)提高碳當(dāng)量，降低含磷量，加強(qiáng)孕育等措施。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!討論薄壁鑄態(tài)球墨鑄鐵在歐美發(fā)達(dá)國家的閥門鑄造工藝中，日趨使用薄壁鑄件，可以節(jié)約資源。薄壁鑄態(tài)球墨鑄鐵件是壁厚僅為幾毫米的鑄件。由于薄壁，共晶凝固時(shí)冷卻速度極快，所以抑制白口組織的出現(xiàn)成為首要問題。

球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!6、皮下氣孔特征：鑄件表皮下2－3mm處均勻或蜂窩狀分布的球形、橢圓形或針孔狀內(nèi)壁光滑孔洞，直徑0.5-3mm，在熱處理和拋丸后暴露，小件中較多。原因：鐵液表明形成的氧化膜阻礙氣體析出，碳化反應(yīng)中形成的氣體，鎂殘留量多形成的鎂蒸汽，爐料潮濕銹蝕等。措施：球化保證條件下降低鎂殘留量，鐵液平穩(wěn)澆鑄，控制爐料干燥少銹，采用少氮或無氮樹脂。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!球墨鑄鐵的性能

球墨鑄鐵的力學(xué)性能以抗拉強(qiáng)度和延伸率兩個(gè)指標(biāo)作為驗(yàn)收依據(jù)。在生產(chǎn)工藝穩(wěn)定的條件下，也可根據(jù)硬度值進(jìn)行驗(yàn)收。因硬度與強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系建立在球化合格，化學(xué)成分、孕育穩(wěn)定，鑄造工藝合理的基礎(chǔ)上，為保證性能，規(guī)定按硬度驗(yàn)收時(shí)，必須檢驗(yàn)金相組織，其球化率不得低于4級(jí)。即使硬度和球化合格，由于基體其中存在滲碳體、磷共晶、高硅固溶強(qiáng)化等，可能使強(qiáng)度和韌性達(dá)不到要求。所以不具備生產(chǎn)工藝穩(wěn)定的條件下，不能根據(jù)硬度值驗(yàn)收。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!一、球墨鑄鐵的力學(xué)性能1、凈荷載性能（1）硬度球墨鑄鐵的硬度主要取決于基體組織，而且與抗拉強(qiáng)度、延伸率等凈荷載性能有相應(yīng)的關(guān)系。（2）強(qiáng)度和塑性球墨鑄鐵的強(qiáng)度和塑性主要取決于基體組織，下貝氏體或回火馬氏體強(qiáng)度最高，其次是上貝氏體、索氏體、珠光體。隨著鐵素體增多，強(qiáng)度下降，延伸率增加。奧氏體或鐵素體強(qiáng)度較低，塑性較好。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!（2）疲勞強(qiáng)度某些球墨鑄鐵具有很高的疲勞強(qiáng)度，相當(dāng)于45號(hào)正火鋼，如珠光體球鐵。材料抗拉強(qiáng)度σb

（MPa）疲勞強(qiáng)度σ－1

（MPa）疲勞強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度鐵素體球鐵4612060.45鐵素體球鐵4702450.52珠光體球鐵7352550.347珠光體球鐵7602690.35珠光體球鐵7102620.37貝氏體球鐵1170－1470304－3430.2-0.26鐵素體球鐵4902100.43珠光體－鐵素體球鐵球鐵6212760.44回火馬氏體球鐵9313380.36上貝氏體球鐵10884120.38各種基體組織球墨鑄鐵的彎曲疲勞強(qiáng)度球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!（2）高溫短時(shí)力學(xué)性能圖中表明球墨鑄鐵抗拉強(qiáng)度隨溫度升高而降低。延伸率中，鐵素體先顯著降低再急劇升高，珠光體緩慢下降，然后顯著增加。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁!(4)抗疲勞強(qiáng)度溫度（℃）疲勞強(qiáng)度σ－1（MPa）鑄態(tài)珠光體退火鐵素體20223.4183.3250203.8183.3400176.4132.3500170.5132.3球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁!鐵素體和珠光體的低溫拉伸性能

Si：2.1%；P：0.09%溫度（℃）正火珠光體球墨鑄鐵退火鐵素體球墨鑄鐵抗拉強(qiáng)度σbMPa延伸率δ（％）抗拉強(qiáng)度σbMPa延伸率δ（％）20803.62470.4240759.52492.924－25744.81515.524－50739.91539.019－75744.81554.713－100769.30.5564.59－125784.00.5548.85－150754.60.5558.63－196700.70.5627.20.5－269629.20605.60球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁!2、線膨脹系數(shù)隨著溫度升高，線膨脹系數(shù)緩慢增加，600℃以后顯著增加。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁!三、球墨鑄鐵的其他性能1、減震性球墨鑄鐵的減震性優(yōu)于鋼，劣于灰鑄鐵。球化率越高，減震性越差。溫度上升，灰鑄鐵的減震性下降，但是對(duì)球墨鑄鐵的影響很小。球墨鑄鐵的彈性模量高于灰鑄鐵，因此其聲波傳播速度，固有頻率都高于灰鑄鐵。利用聲學(xué)的差別，可檢驗(yàn)球化率等級(jí)。球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝共70頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁!3、焊補(bǔ)性球墨鑄鐵不能焊接，只能焊補(bǔ)。當(dāng)球墨鑄鐵中稀土鎂合金含量較高時(shí)，在焊縫和近焊縫區(qū)易產(chǎn)生白口或馬氏體組織