鑄態(tài)球墨鑄鐵生產(chǎn)工藝研究(編輯修改稿)
2024-11-27 22:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 要的影響，在使用鑄鐵時，就應(yīng)該對其合金元素的含量進(jìn)行精準(zhǔn)的化驗分析。 球墨鑄鐵的生產(chǎn)過程包括以下環(huán)節(jié)：熔煉合格的鐵液，球化處理，孕育處理，爐前檢驗，澆注鑄件，清理及熱處理，鑄件質(zhì)量檢驗。其中選擇好化學(xué)成份是保證鑄鐵獲得良好組織狀態(tài)和高性能的基本條件，鑄鐵中個元素對組織和性能的影響如下： 球墨鑄鐵的組織 球墨鑄鐵顯微組織由金屬基體和分布 期間的球狀石墨組成。石墨體積約占總體積的10%左右。常規(guī)基體組織是鐵素體和珠光體。 球墨鑄鐵以基體中占優(yōu)勢的組織歸類，如珠光體占優(yōu)勢的成為珠光體球墨鑄鐵。球 圖 鐵素體基體球墨鑄鐵 圖 鐵素體珠光體基體球墨鑄鐵 3 圖 珠光體基體球墨鑄鐵 圖 下貝氏體基體球墨鑄鐵 墨鑄鐵鑄態(tài)組織中的珠光體一般是片狀珠光體。其分散度因鑄件冷卻速度不同而有差別?？炖洚a(chǎn)生層間距較 小的共析組織。球墨鑄鐵件中的鐵素體基本上是以兩種狀態(tài)分布。鑄件凝固和隨后的冷卻過程中，球狀石墨周圍的碳擴(kuò)散到石墨表面而產(chǎn)生低碳區(qū)，形成環(huán)狀鐵素體（俗稱牛眼狀鐵素體）。環(huán)狀鐵素體是由一些等軸晶粒構(gòu)成。當(dāng)鑄件冷卻緩慢，含硅較高時，等軸晶粒充分生長，鐵素體環(huán)厚度增加，并互相連接。鐵素體可能呈塊狀或網(wǎng)狀存在，這種鐵素體分散分布于珠光體團(tuán)之間，有先共析相，也有一些在共析轉(zhuǎn)變過程產(chǎn)生。 由于碳當(dāng)量低或孕育不充分或其他原因，球墨鑄鐵基體中還可能出現(xiàn)滲碳體。滲碳體常以條塊狀、魚骨狀等各種形態(tài)存在，使球墨鑄鐵呈白口或麻口斷面 。鐵水連續(xù)降溫并分別進(jìn)行穩(wěn)定共晶反應(yīng)和亞穩(wěn)定共晶反應(yīng)，可能在不同的過冷度下形成滲碳體，石墨和珠光體共存的組織。 石墨成球狀是球墨鑄鐵的組織特征。但實際鑄件中并不是每個石墨都是圓整的球狀。球狀石墨在生長過程中總會遇到自身和外界的額障礙，一部分石墨偏離球形。 單位體積上石墨球的數(shù)量（簡稱球數(shù)）對球墨鑄鐵基體組織、力學(xué)性能、物理性能、工藝性能都有影響。球數(shù)增加使其間距減小，這意味著碳原子在液相和固相中石墨表面的擴(kuò)散距離縮短，有利于增加鐵素體量和減少游離滲碳體。石墨總量增加可以提高球墨鑄鐵導(dǎo)熱能力和減震能力，增加凝 固時的共晶膨脹，有利于減少體積收縮量和消除鑄件縮孔缺陷。鐵素體球墨鑄鐵石墨球尺寸增加會使抗拉強(qiáng)度和硬度稍有下降，但伸長率明顯提高。各種基體組織中石墨球徑增大都將導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度下降。 球墨鑄鐵由于具有良好的鑄造性能、導(dǎo)熱性、吸震性和力學(xué)性能 ,常在工業(yè)生產(chǎn)上作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用。隨著其應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大 ,特別是在有磁場要求的場合 ,往往要求球墨鑄鐵具有較好的磁性能作為功能材料加以使用。對功能材料來說 ,在選材的時候常以磁性能作為設(shè)計選材的重要依據(jù)之一 ,需要考核球墨鑄鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度、最大磁導(dǎo) 率、剩磁等 ,同時還要保證球墨鑄鐵具有良好的力學(xué)性能。 提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強(qiáng)度。球墨鑄鐵是 20 世紀(jì)五十年代發(fā)展起來的一種4 高強(qiáng)度鑄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(jī)械性能，特別是鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優(yōu)異的性能，已成功地用于鑄造一些受力復(fù)雜，強(qiáng)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(yīng)用十分廣泛的鑄鐵材料。所謂“以鐵代鋼”，主要指球墨鑄鐵。 生鐵是含碳量大于 2%的鐵碳合金，工業(yè)生鐵含碳量一般在 %4%，并含 C、 Si、 Mn、 S、 P等元素，是用鐵礦石經(jīng)高爐冶煉的產(chǎn)品。根據(jù)生鐵里碳存在形態(tài)的不同，又可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和球墨鑄鐵等幾種。 析出的石墨呈球形的鑄鐵。球狀石墨對金屬基體的割裂作用比片狀石墨小，使鑄鐵的強(qiáng)度達(dá)到基體組織強(qiáng)度的 70～ 90%，抗拉強(qiáng)度可達(dá) 120MPa，并且具有良好的韌性。球墨鑄鐵除鐵外的化學(xué)成分通常為：含碳量 ～ %，含硅量 ～ %，含錳、磷、硫總量不超過 %和適量的稀土、鎂等球化劑。 表 珠光體球墨鑄鐵和 45 號鍛鋼靜拉伸性能 性能 45 鍛鋼（正火） 珠光體球墨鑄鐵 （正火） 抗拉強(qiáng)度（ MPa） 690 815 屈服強(qiáng)度（ MPa） 410 640 伸長率（ %） 26 3 彈性模量（ MPa） 21 104 （ 17～ 18） 104 屈強(qiáng)比 表 珠光體球墨鑄鐵和 45 號鍛鋼試樣的彎曲疲勞強(qiáng)度 材料 彎曲疲勞強(qiáng)度（ MPa） 光滑試樣 帶孔式樣 帶肩試樣 帶孔帶肩試樣 珠光體球墨鑄鐵 255 100% 205 80% 175 68% 155 61% 45 鍛鋼（正火） 305 100% 225 74% 195 64% 150 51%
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