[理學(xué)]第七章鑄鐵(已修改)
2025-04-03 06:40 本頁面
【正文】 第七章 鑄鐵 * wc ＜ %的鐵碳合金稱為 → 鋼 * wc ＞ %的鐵碳合金稱為 → 鐵 （ 鑄鐵 ） 鑄鐵是以鐵 碳 硅為主的多元鐵基合金 ， 除鐵 、碳 、 硅以外 ， 還含有錳 ， 此外 ， 還含有磷和硫等雜質(zhì) ， 因此 鑄鐵也是由 : C、 Si、 Mn、 P、 S 五大元素組成的 。 鑄鐵和鋼有什么不同？ 鋼 鑄鐵 灰鑄鐵的機(jī)械性能比鑄鋼差得多，主要原因是 鑄鐵中有 石墨 存在，縮減了基體的作用。 *灰鑄鐵獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： ① 耐磨性良好 ② 缺口敏感性較低 ③ 吸震性良好 ④ 彈性模量變化范圍較寬 ⑤ 工藝性能良好 ⑥價(jià)格便宜 鑄鐵是人類使用最早的金屬材料之一。到目前為止，鑄鐵仍是一種被廣泛使用的金屬材料。從整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中使用金屬材料的數(shù)量來看，鑄鐵的使用量僅次于鋼材。在各類機(jī)械中，鑄鐵件約占機(jī)器總重量的 45％ 90％，在機(jī)床和重型機(jī)械中，則要占機(jī)器總重量的 85％～ 90％。 這張埃及古墓壁畫是 人類冶金業(yè)的最早紀(jì)錄之一 , 從鐵礦石中提煉鐵 第一 節(jié) 鑄鐵中 石墨的形態(tài)控制 （ 鑄鐵中常見的石墨形態(tài)有四種： 片狀、球狀、團(tuán)絮狀、蠕蟲狀 ） 一、片狀石墨形態(tài) 石墨的晶體結(jié)構(gòu)為六方點(diǎn) 陣和層狀結(jié)晶 (如右圖所示 )。 在同一層晶面上碳原子間距 比較小 (), 故石墨 沿著層面的生長速度比較快； 而層與層之間碳原子的距離 比較大 (),原子間 的作用力比較弱，因此沿著 垂直于層面，即 C軸方向， 石墨的生長速度較慢，這就 是石墨生長成片狀的內(nèi)在原因 片狀石墨的大小分為 8級(jí)，以 1級(jí)為最粗， 8級(jí)為最細(xì)。 石墨片越粗，其機(jī)械性能越差。為了獲得細(xì)片狀的石墨，通常采用孕育處理。經(jīng)過孕育處理的灰鑄鐵 , 稱為 孕育鑄鐵 。 8級(jí) 1級(jí) 二、球狀 石墨形態(tài) *如果 鐵水在臨澆鑄前加入一定量的球化劑，就可以促使石墨結(jié)晶時(shí)生長為球狀 *目前，國外廣泛應(yīng)用的球化劑是鎂系列球化劑，如純鎂、硅鐵－鎂、銅－鎂等，也有用稀土硅鈣和稀土元素鈰、鑭、釔等作球化劑。 *國內(nèi)最常用的球化劑有鎂、稀土－硅鐵合金和稀土－硅－鐵－鎂合金三種。 *球狀石墨對(duì)金屬基體的損壞，減小有效承載面積以及引起應(yīng)力集中等危害作用均比片狀石墨的灰鑄鐵小得多。 因此， 球墨鑄鐵具有比灰 鑄鐵高得多的強(qiáng)度、塑性 和韌性， 并保持有耐磨、 減振、缺口不敏感等灰口 鑄鐵的特性。 *一般來說，石墨的圓整 度越好，球徑越小，分布 越均勻，則球墨鑄鐵的機(jī) 械性能亦越高。 片狀石墨 球狀石墨 三、 蠕蟲狀石墨形態(tài) *如果 鐵水在臨澆鑄前加入一定量的 蠕 化劑，就可以促使石墨結(jié)晶時(shí)生長為 蠕蟲 狀。 *常用的 蠕 化劑有：稀土硅鐵、鎂 鈦 鋁復(fù)合 蠕 化劑 *蠕墨鑄鐵是一種高強(qiáng)度的鑄鐵，抗拉強(qiáng)度一般可達(dá)400MPa抗彎強(qiáng)度可達(dá) 680MPa。這種鑄鐵的最大優(yōu)點(diǎn)是 有接近于球鐵的強(qiáng)度，有接近于普通灰鑄鐵的鑄造性能 ，耐磨性、抗熱沖擊性很好 。 蠕蟲狀石墨 片狀石墨 蠕鐵生產(chǎn) 的難點(diǎn) 蠕鐵生產(chǎn)主要存在的問題是蠕化劑加入量控制較難 ， 因此質(zhì)
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