发表时间: 2021-09-28 11:03:46
作者: 东莞市桂业自动化设备科技有限公司
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一、铸铁的特点与分类
1.白口铸铁(white cast iron)
2.灰口铸铁(gray cast iron)
3.可锻铸铁(malleable iron)
4.球墨铸铁(nodular cast iron)
5.蠕墨铸铁
此外,为了满足一些特殊要求,向铸铁中加入一些合金元素,如Cr、Al、B等,可得到耐蚀铸铁、 耐热铸铁及耐磨铸铁等合金铸铁。
铸铁的石墨化及影响因素
1.化学成分
(2)硫
(3)锰
4)磷
2.冷却速度
冷却速度的大小主要取决于浇注温度、铸件壁厚和铸型导热能力等多种因素。浇注温度愈高,使得铁水凝固前铸型吸收的热量愈多,铸件冷却就愈慢;各种造型材料的导热性不同,铸件在金属型中的冷却比在砂型中快。同是砂型,湿型的冷却速度大于干型和预热的铸型;铸件壁厚是影响冷却速度的一个重要因素,铸件壁越厚,则冷却速度越小,石墨化就越完全。所以,在实际生产中常常发现同一厚壁处为灰口,而薄壁处出现白口的现象。铸铁的化学成分(C+Si)和冷却速度对组织的影响如图21-3所示。 生产中就是利用这一关系,对于不同壁厚的铸件通过调整C和Si 的含量以保证得到所需要的灰口组织。
灰口铸铁
灰口铸铁的成分、组织与性能
灰口铸铁的化学成分大致为:(2.6~3.6) %C,(1.2~3.0) %Si,(0.4~1.2)%Mn,≤0.15%S,≤0.3%P。
灰口铸铁组织特点是石墨呈片状分布在金属的基体组织上。按金属基体组织的不同,灰口铸铁分为三种类型:铁素体灰口铸铁;铁素体-珠光体灰口铸铁;珠光体灰口铸铁。
1.铁素体灰口铸铁
它是在铁素体的金属基体上分布着粗大的片状石墨。此铸铁的强度、硬度***,很少用来制造机器零件,但质软,易加工,铸造性能好,可用来制造少数要求不高的铸件或薄件。
2.铁素体--珠光体灰口铸铁
它是在珠光体和铁素体组成的金属基体上分布着片状石墨,其石墨片稍粗大,数量也较多,因此,其强度、硬度较差,此种铸造时易控制,切削性能较好,用途广。
3.珠光体灰口铸铁
它是在珠光体的基体上分布着细小而均匀的片状石墨。强度、硬度***,主要用于制造重要机件。
(二)灰口铸铁的性能
灰口铸铁组织是钢的基体上分布有片状石墨,石墨的密度为铸铁的1/3,其体积约占铸铁的(7~10)%,石墨的抗拉强度小于20MPa,塑性近于零,硬度3HBS,石墨的这种特性是改变灰口铸铁机械性能的主要因素。
由于片状石墨象刀口一样对金属基体的严重割裂作用,减少了基体受力的有效面积,使铸件金属基体的作用不能充分发挥,据统计灰口铸铁金属基体强度的利用率一般不超过(30~50)%,这表现为铸铁抗拉强度比碳钢低得多,σb为(120~250)MPa,塑性、韧性较差,并且几乎没有延伸率(δ≈0),使普通灰口铸铁成为脆性材料, 故常把灰口铸铁看成具有大量微小裂纹或孔洞的碳钢。但石墨对基体的割裂作用和造成的应力集中对压应力的有害影响较小,所以灰口铸铁的抗压强度较高。石墨数量愈多,愈粗大,分布愈不均匀,对基体的割裂就愈严重,其机械性能愈差。由上可知,普通灰铁性能好坏的关键是组织中的石墨,即其性能取决于铸铁的石墨化程度。
由于铸铁很脆,因此不能进行锻造和冲压,焊接时易于产生裂纹,并出现白口组织,使切削加工增加困难,所以说焊接性能差。
灰口铸铁接近共晶成分,铸造时流动性好,又由于石墨膨胀可使收缩减小,铸造性能***。
由于石墨具有割裂基体连续性的作用,从而使铸件的切削屑易脆断成碎片,具有良好的切削加工性。
铸铁中的石墨对振动能起缓冲作用,阻止晶粒间振动能的传递,并将振动能量转变为热能。所以,灰口铸铁具有很好的减振性。并且,粗大片状石墨的减振能力大于球状石墨,因此对于承受振动较大的零件,在强度允许时应先采用具有片状石墨的普通灰口铸铁。
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