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灰口铸铁的性能

发布时间:2015/6/1 17:08:59
灰铁铸件,机床铸件,灰铁铸造

 灰铸铁的性能

① 低的力学性能。由于石墨具有特殊的简单六方晶格,碳原子呈层状排列,同一层上的原子间为共价键结合,原子间距小,结合力很强,而层与层之间为分子键,面间距大,结合力较弱,所以石墨的强度、塑性、韧性极低,几乎为零,硬度仅为3HBW。于是铸铁中的石墨相当于在钢基体上形成了许多“微裂纹”或“微孔洞”,这对于灰铸铁而言,不仅减少了钢基体的承载面积,而且由于其片状石墨_引起的应力集中,使得灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢。但当铸铁在承受压应力时,石墨的不利影响较小,因此它具有较高的抗压强度,适合于制造承受压应力的零件。

为减少石墨对灰铸铁性能的不利影响,工程上通常采用孕育处理来细化珠光体基体和片状石墨,得到在细珠光体基体上分布着细小片状石墨的组织,以提高基体的力学性能、减小片状石墨引起的应力集中和对基体的割裂作用,使灰铸铁的力学性能得到了较大的提高。常用的孕育剂有两类,一类是硅类合金,如硅铁合金、硅钙合金,另一类是石墨粉、电极粒等。铁水中加入孕育剂后,同时生成大量均匀分布的石墨晶核,石墨片变细,基体组织细化。经孕育处理后的铸铁称为孕育铸铁。孕育处理使铸铁对冷却速度的敏感性显著减小,铸件的组织性能趋于均匀一致。孕育铸铁适合于制造截面较大且力学性能要求较高的大型铸件。此外,采用各种方法使石墨形态由片状改变为球状(球墨铸铁)或蠕虫状(蠕墨铸铁)、团絮状(可锻铸铁),能减小对基体的割裂作用,提高基体强度的利用率,从而大大提高了铸铁的力学性能。

② 优良的铸造性能。灰铸铁在凝固时由于析出密度小而体积大的片状石墨,因而减少了灰铸铁凝固时的收缩率,使灰铸铁不易产生缩孔、缩松等缺陷。再者,灰铸铁的熔点低、流动性好,故灰铸铁具有优良的铸造性能。

③ 良好的切削加工性。灰铸铁中片状石墨的存在使切屑易于脆断并对刀具有润滑减摩作用。

④ 较好的耐磨性和减振性。由于石墨是润滑剂,而且当灰铸铁件表面的石墨脱落后形成孔洞时,还可以储存润滑油,故灰铸铁的耐磨性较好。另外,由于片状石墨的质地松软,能吸收振动能量,加之片状石墨的存在破坏了金属基体的连续性,不利于振动能量的传递,故灰铸铁的减振性较好。

⑤ 较低的缺口敏感性。由于片状石墨本身就相当于在钢基体上存在了许多微小的缺口,故其他缺口的存在对降低其力学性能的幅度不大,即缺口敏感性低。

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