鑄鐵與球墨鑄鐵

鑄鐵與球墨鑄鐵鑄造用生鐵（即灰口鐵）鑄造生鐵硅含量為1.25-3.6%。碳多以片狀石墨狀態(tài)存在。斷口呈灰色，質(zhì)軟易切削加工。主要用來生產(chǎn)各種鑄鐵件原料如床身、箱體等。鑄造用生鐵按含硅（Si）量劃分鐵號，按含錳（Mn）、磷（P）、硫（S）分組、級、類。球墨鑄鐵用生鐵球墨鑄造用生鐵也是一種鑄造生鐵，只是低硫低磷。低硫使碳充分在鐵中石墨化。低磷提高生鐵的機械性能；主要用于生產(chǎn)性能（機械性能）較好的球墨鑄鐵件。球墨用生鐵也是按含硅（Si）量劃分鐵號，按含錳（Mn）、磷（P）、硫（S）分組、級、類。（二）灰口鑄鐵的性能機械性能灰口鑄鐵組織是鋼的基體上分布有片狀石墨，石墨的密度為鑄鐵的1/3，其體積約占鑄鐵的（7~10）%,石墨的抗拉強度小于20MPa，塑性近于零，硬度3HBS，石墨的這種特性是改變灰口鑄鐵機械性能的主要因素。由于片狀石墨象刀口一樣對金屬基體的嚴重割裂作用，減少了基體受力的有效面積，使鑄件金屬基體的作用不能充分發(fā)揮，據(jù)統(tǒng)計灰口鑄鐵金屬基體強度的利用率一般不超過（30~50）%，這表現(xiàn)為鑄鐵抗拉強度比碳鋼低得多，氣為（120~250）MPa，塑性、韌性較差，并且?guī)缀鯖]有延伸率皆0），使普通灰口鑄鐵成為脆性材料，故常把灰口鑄鐵看成具有大量微小裂紋或孔洞的碳鋼。但石墨對基體的割裂作用和造成的應力集中對壓應力的有害影響較小，所以灰口鑄鐵的抗壓強度遠大于抗拉強度，如圖所示。石墨數(shù)量愈多，愈粗大，分布愈不均勻，對基體的割裂就愈嚴重，其機械性能愈差。工藝性能由于鑄鐵很脆，因此不能進行鍛造和沖壓，焊接時易于產(chǎn)生裂紋，并出現(xiàn)白口組織，使切削加工增加困難，所以說焊接性能差?；铱阼T鐵接近共晶成分，鑄造時流動性好，又由于石墨膨脹可使收縮減小，鑄造性能最好，能夠鑄造形狀復雜的零件。由于石墨具有割裂基體連續(xù)性的作用，從而使鑄件的切削屑易脆斷成碎片，具有良好的切削加工性。減振性鑄鐵中的石墨對振動能起緩沖作用，阻止晶粒間振動能的傳遞，并將振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。所以，灰口鑄鐵具有很好的減振性。并且，粗大片狀石墨的減振能力大于球狀石墨，因此對于承受振動較大的零件，在強度允許時應先采用具有片狀石墨的普通灰口鑄鐵。耐磨性石墨對鑄鐵耐磨性的影響主要表現(xiàn)在儲油與潤滑兩個方面。鑄鐵摩擦面上的石墨構(gòu)成大量的顯微凹坑，起儲油作用，可維持油膜的連續(xù)性，同時石墨本身又是良好的潤滑劑，脫落在摩擦面上也起潤滑作用。所以灰口鑄鐵具有良好的耐磨性。5?缺口敏感性小石墨在鑄鐵中形成大量的小切口，從而減少了它對外來切口的敏感性。因此，表面加工質(zhì)量不高對鑄鐵疲勞強度的不利影響要比對鋼的影響小得多。由于灰口鑄鐵具有以上一系列的特點，故被廣泛地用來制造各種承受壓力和要求消振性好的床身、機架、箱體、殼體和經(jīng)受摩擦的導軌、缸體、活塞環(huán)等。二、 灰口鑄鐵的孕育處理為了改善灰口鑄鐵的組織和力學性能，生產(chǎn)中常采用孕育處理的方法。它是把作為孕育劑的硅鐵或硅鈣合金(加入量一般為鐵水總質(zhì)量的0.4%左右)沖入到C、Si含量稍低的鐵水中，經(jīng)攪拌去渣后進行澆注，以獲得大量的人工晶核，從而得到石墨片極為細小且均勻分布的珠光體灰口鑄鐵，這種鑄鐵又常稱為“孕育鑄鐵七其強度、硬度比普通灰口鑄鐵有顯著提高。孕育鑄鐵具有較高的強度和硬度，可用來制造力學性能要求較高的鑄件，如汽缸、曲軸、凸輪、機床床身等，尤其是截面尺寸變化較大的鑄件。另外，工廠里常用去應力退火和軟化退火來消除鑄件內(nèi)應力和白口組織。三、 灰口鑄鐵的牌號和應用灰口鑄鐵的牌號由“灰鐵”漢語拼音的字首“HT”和后面的三位數(shù)字組成。后續(xù)數(shù)字表示最低抗拉強度(MPa)的數(shù)值。一、球墨鑄鐵的組織和性能球墨鑄鐵是20世紀五十年代發(fā)展起來的一種高強度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優(yōu)異的性能，目前已成功地用于鑄造一些受力復雜，強度、韌性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵已迅速發(fā)展為僅次于灰鑄鐵的、應用十分廣泛的鑄鐵材料。所謂“以鐵代鋼”，主要指球墨鑄鐵。球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，有效地提高了鑄鐵的機械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強度。球墨鑄鐵與灰口鑄鐵相比，C、Si含量較高，而Mn較低，對S、P的限制較嚴。其化學成分一般為：(3?5~3?8)%C，(2.0~3.0)%Si，(0.5-0.7)%Mn，＜0.08%P，＜0.02%S，(0.0