球墨鑄鐵特性及其應(yīng)用-展示頁
2025-05-09 02:20本頁面
【正文】 射狀指向球心。也只有石墨球化后，進(jìn)一步改變基體的性能才更有意義。保證鑄鐵中石墨球化良好，是熔制球墨鑄鐵的第一要求。 這些條件的實質(zhì)在于改變石墨結(jié)晶的冷卻狀況。 均質(zhì)形核： C的微觀原子團(tuán) （ C6） n —— 晶胚 鐵液過冷度達(dá) 200－ 300℃ 異質(zhì)形核：形核基底的外來質(zhì)點 符合晶格匹配關(guān)系（失配度 δ 12%) 界面能要求 —— 外來質(zhì)點被石墨潤濕 ?形核物質(zhì) 石墨：未溶石墨、添加晶體石墨、非平 衡石墨 巖狀結(jié)構(gòu)碳化物基底 氧化物 硫化物 /氧化物 鉍及鉍的化合物 球墨鑄鐵的孕育 ? 球墨鑄鐵孕育的重要性 ? 灰鑄鐵、球墨鑄鐵孕育的異同點 ? 孕育衰退現(xiàn)象 ? 提高孕育效果的措施 S的含量 球狀石墨的生長 ? 球狀石墨的生長條件 a、極低的硫、氧含量 b、限制反球化元素 c、保證必要的冷卻速度 d、添加的球化元素 第一組：鎂、釔、鈰、鈣、鑭、鏷、釤、 鏑、鐿、鈥、鉺 第二組：鋇、鋰、銫、銣、鍶、釷、鉀、鈉 第三組：鋁、鋅、鎘、錫 最佳含量 W(Mg)： ()% W(Ce): ()% W(Y) : ()% 石墨球的螺旋生長 石墨球螺旋生長模型 a）生長成的球體 b）角錐體單晶 c）錐頂角 Φ與 θ 的關(guān)系 石墨球生長的工藝措施 從生產(chǎn)實踐中得知，使石墨按球狀生長的工藝措施為改變化學(xué)成分和控制冷卻速度。 所以，石墨生長過程的控制是獲得球狀石墨的關(guān)鍵。其中的形核是石墨的首要過程，鐵液在熔煉及隨后的球化、孕育處理中產(chǎn)生大量的非金屬夾雜物，初生的夾雜物非常小，在隨后澆鑄、充型、凝固過程相互碰撞、聚合變大，上浮或下沉，成為石墨析出的核心。 因此，對球墨鑄鐵的金相研究，是我們了解球墨鑄鐵，使用球墨鑄鐵的前提條件。球墨鑄鐵也不例外，只有石墨球化，才能發(fā)揮金屬基體的作用，使鑄鐵的力學(xué)性能大幅度提高。 由于球墨鑄鐵產(chǎn)量的不斷增加，性能不斷開發(fā)，現(xiàn)已成功部分取代了鍛鋼和鑄鋼，成為前景廣闊的金屬結(jié)構(gòu)材料。 與鋼材相比，球墨鑄鐵還有很多優(yōu)點。 球墨鑄鐵可以像鋼一樣，通過熱處理和合金化等措施來進(jìn)一步提高其使用性能。球墨鑄鐵特性及其應(yīng)用 球墨鑄鐵的概念 ? 球墨鑄鐵的概況 球墨鑄鐵是指鐵液在凝固過程中碳以球型石墨析出的鑄鐵。與灰鑄鐵相比，其金相組織的最大不同是石墨形狀的改變，避免了灰鑄鐵中尖銳石墨的存在，使得石墨對金屬基體的切口作用大為減少，基本消除了片狀石墨引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使得金屬基體的強(qiáng)度利用率達(dá)到 70－ 90％，從而使金屬基體的性能得到很大程度的發(fā)揮。比如，處理過的球墨鑄鐵可以取得很好的韌性，延伸率高達(dá)24％；抗拉強(qiáng)度可以高達(dá) 1400MPa，基本接近鋼材。比如鑄造性能好，成本相對較低。 球墨鑄鐵的金相組織 ?金相組織與力學(xué)性能的關(guān)系 力學(xué)性能與金屬的金相組織密切相關(guān)，什么樣的金相結(jié)構(gòu)決定了什么樣的力學(xué)性能。也只有石墨球化，進(jìn)一步改變基體的性能才更有意義。 球墨鑄鐵的形成 球狀石墨的形成經(jīng)歷了形核與生長兩個階段。 球狀石墨核心形成以后，碳原子開始在核心基底上堆砌，石墨最終生成的形狀決定受工藝條件影響的生長方式。 球狀石墨的形核 單個夾雜物 復(fù)合夾雜物 球狀石墨的核心 ?石墨形核的條件 石墨的形核分均質(zhì)形核和異質(zhì)形核。 化學(xué)成分中，對石墨生長有重要影響的是一些能顯著改變鐵液過冷傾向的元素；而引起鑄鐵冷卻速度產(chǎn)生變化的因素則是鑄件壁厚、鑄型以及澆鑄。 球墨鑄鐵的金相組織與力學(xué)性能的關(guān)系 球墨鑄鐵的力學(xué)性能是和它的金相組織密切相關(guān)的。 只有石墨球化，才能充分發(fā)揮金屬基體的作用，使鑄鐵的力學(xué)性能大幅度提高。 金相組織 球狀石墨外貌接近球形，內(nèi)部呈放射狀，有明顯的偏光效應(yīng)。 球化分級 球化級別 說明 球化率（％） 1級 石墨呈球狀，少量團(tuán)絮，允許極少量團(tuán)絮狀 ≥95 2級 石墨大部分呈球狀，余為團(tuán)狀和極少量團(tuán)絮狀 90－ 95 3級 石墨大部分呈團(tuán)狀，余為團(tuán)絮狀，允許有極少量蠕蟲狀 80－ 90 4級 石墨呈分散分布的蠕蟲狀、球狀、團(tuán)狀、團(tuán)絮狀 70－ 80 5級 石墨呈聚集分布的蠕蟲狀、片狀及球狀、團(tuán)狀、團(tuán)絮狀 60－ 70 GB9441－ 1998球墨鑄鐵金相檢驗標(biāo)準(zhǔn)將石墨大小分成六級。 石墨球徑的減小，
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