清華大學(xué)工程材料第九章鑄鐵(編輯修改稿)
2024-09-19 16:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圍為： ～ %C， ～ %Si，～ %Mn， ～ %S， ～ %P。具有上述成分范圍的液體鐵水在進(jìn)行緩慢冷卻凝固時，將發(fā)生石墨化，析出片狀石墨。其斷口的外貌呈淺煙灰色，所以稱為灰口鑄鐵。 普通灰口鑄鐵的組織是由片狀石墨和鋼的基體兩部分組成的。根據(jù)不同階段石墨化程度的不同，灰口鑄鐵有三種不同的基體組織：鐵素體基、珠光體基、鐵素體＋珠光體基。 ? 灰口鑄鐵的牌號 、 性能及用途 灰口鑄鐵灰口鑄鐵的牌號以 “ HT+數(shù)字 ” 的方式表示 。 灰口鑄鐵的性能與普通碳鋼相比 ， 具有如下特點： （ 1） 力學(xué)性能低 ， 其抗拉強(qiáng)度和塑性韌性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼 。 但是 ，灰口鑄鐵在受壓時石墨片破壞基體連續(xù)性的影響則大為減輕 ， 其抗壓強(qiáng)度是抗拉強(qiáng)度的 ～ 4倍 。 所以常用灰口鑄鐵制造機(jī)床床身 、 底座等耐壓零部件 。 （ 2） 耐磨性與消震性好 。 由于鑄鐵中石墨有利于潤滑及貯油 ， 所以耐磨性好 。 同樣 ， 由于石墨的存在 ， 灰口鑄鐵的消震性優(yōu)于鋼 。 （ 3） 工藝性能好 。 由于灰口鑄鐵含碳量高 ， 接近于共晶成分 ， 故熔點比較低 ， 流動性良好 ， 收縮率小 ， 因此適宜于鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜或薄壁鑄件 。 另外 ， 由于石墨使切削加工時易于形成斷屑 ， 所以灰口鑄鐵的可切削加工性優(yōu)于鋼 。 ? 灰口鑄鐵的孕育處理 HT250、 HT300、 HT350屬于較高強(qiáng)度的孕育鑄鐵 （ 也稱變質(zhì)鑄鐵 ） ， 這是普通鑄鐵通過孕育處理而得到的 。 由于在鑄造之前向鐵液中加入了孕育劑 （ 或稱變質(zhì)劑 ） ， 結(jié)晶時石墨晶核數(shù)目增多 ， 石墨片尺寸變小 ， 更為均勻地分布在基體中 。 所以其顯微組織是在細(xì)珠光體基體上分布著細(xì)小片狀石墨 。 鑄鐵變質(zhì)劑或孕育劑一般為硅鐵合金或硅鈣合金小顆粒或粉 ， 當(dāng)加入鑄鐵液內(nèi)后立即形成 SiO2的固體小質(zhì)點 ，鑄鐵中的碳以這些小質(zhì)點為核心形成細(xì)小的片狀石墨 。 鑄鐵經(jīng)孕育處理后不僅強(qiáng)度有較大提高 ， 而且塑性和韌性也有所改善 。 同時 ， 由于孕育劑的加入 ， 還可使鑄鐵對冷卻速度的敏感性顯著減少 ， 使各部位都能得到均勻一致的組織 。 二 、 球墨鑄鐵 灰口鑄鐵經(jīng)孕育處理后雖然細(xì)化了石墨片 ，但未能改變石墨的形態(tài) 。 改變石墨形態(tài)是大幅度提高鑄鐵機(jī)械性能的根本途徑 ， 而球狀石墨則是最為理想的一種石墨形態(tài) 。 為此 ， 在澆注前向鐵水中加入球化劑和孕育劑進(jìn)行球化處理和孕育處理 ， 則可獲得石墨呈球狀分布的鑄鐵 ， 稱為球墨鑄鐵 ， 簡稱 “ 球鐵 ” 。 ? 球墨鑄鐵的化學(xué)成分和組織特征
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