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04钢铁材料及其用途.ppt
* * * * * * * (3)灰铸铁的孕育处理 HT250、HT300、HT350属于较高强度的孕育铸铁(也称变质铸铁),这是普通铸铁通过孕育处理而得到的。由于在铸造之前向铁液中加入了孕育剂(或称变质剂),因此结晶时石墨晶核数目增多,石墨片尺寸变小,更为均匀地分布在基体中。所以其显微组织是在细珠光体基体上分布着细小片状石墨。铸铁变质剂或孕育剂一般为硅铁合金或硅钙合金小颗粒或粉,加入量为铁水总量的0.4%,当变质剂加入铸铁液内后立即形成SiO2的固体小质点,铸铁中的碳以这些小质点为核心形成细小的片状石墨。 铸铁经孕育处理后不仅强度有较大提高,而且塑性和韧性也有所改善。同时,由于孕育剂的加入,还可使铸铁对冷却速度的敏感性显著减少,使各部位都能得到均匀一致的组织。因而孕育铸铁常用来制造力学性能要求较高、截面尺寸变化较大的铸件 (1)力学性能低 其抗拉强度和塑性、韧性都远远低于钢。这是由于灰口铸铁中片状石墨的存在,不仅在其尖端处引起应力集中,而且破坏了基体的连续性。石墨片的量愈多,尺寸愈大其影响也愈大。但是,石墨的存在对抗压强度影响不大,其抗压强度是抗拉强度的2.5~4倍。所以常用灰口铸铁制造机床床身、底座等耐压零部件。 (2)耐磨性与减振性好 由于铸铁中石墨有利于润滑及贮油,所以耐磨性好。同样,由于石墨的存在,灰铸铁的减振性优于钢。 (3)工艺性能好 由于灰铸铁含碳量高,接近于共晶成分,故熔点比较低,流动性良好,收缩率小,因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外,由于石墨使切削加工时易断屑。所以灰铸铁的可切削加工性优于钢 灰铸铁的性能与碳钢相比,具有如下特点: 2.可锻铸铁 可锻铸铁中是由白口铸铁在固态下经长时间石墨化退火而获得的一种具有团絮状石墨的高强度铸铁,又叫马铁。由于可锻铸铁中石墨呈团絮状,所以明显减轻了石墨对基体金属的割裂。与灰铸铁相比,可锻铸铁的强度和韧性有明显提高。 铁素体基体+团絮状石墨的可锻铸铁断口呈黑灰色,俗称黑心可锻铸铁,这种铸铁件的强度与延性均较灰铸铁的高,非常适合铸造薄壁零件,是最为常用的一种可锻铸铁。 珠光体基体或珠光体与少量铁素体共存的基体+团絮状石墨的可锻铸铁件断口呈白色俗称白心可锻铸铁,这种可锻铸铁应用不多 可锻铸铁的石墨化退火是将白口铸铁件加热到900~980℃温度,一般保温60~80h。炉冷使其中渗碳体分解,让“第一阶段石墨化”充分进行,形成团絮状石墨。待炉冷至770~650℃,再长时间保温,让“第二阶段石墨化”充分进行,这样处理后获得“黑心可锻铸铁”。若取消第二阶段的770~650℃长时间保温,只让第一阶段石墨化充分进行,炉冷后便获得珠光体基体或珠光体与少量铁素体共存的基体+团絮状石墨的“白心可锻铸铁” 可锻铸铁的牌号、性能特点及用途 牌号中的“KT”是“可铁”二字汉语拼音的大写字头,为可锻铸铁代号,“H”表示“黑心”,“Z”表示珠光体基体;后面的两组数字分别表示最低抗拉强度和最低延伸率 可锻铸铁的力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间,有较好的耐蚀性,但由于退火时间长,生产效率极低,使用受到限制,故一般用于制造形状复杂、承受冲击,并且壁厚25mm的铸件(如汽车、拖拉机的后桥壳、轮彀等) 可锻铸铁亦适用于制造在潮湿空气、炉气和水等介质中工作的零件,如管接头、阀门等 3.球墨铸铁 在浇注前向铁液中加入一定量的球化剂(如镁、稀土或稀土镁)和少量的孕育剂(硅铁和硅钙)进行球化处理和孕育处理,在浇注后可获得具有球状石墨结晶铸铁,称为球墨铸铁,简称“球铁” (1)球墨铸铁的化学成分和组织特征 球墨铸铁的大致化学成分范围是: C=3.6%~3.9%,Si=2.0%~3.0%,Mn=0.3%~0.8%,P0.1%,S0.07%,Mg=0.03%~0.08% 球墨铸铁的成分特点是:碳当量较高(一般在4.3~4.6%),含硫量较低。 球墨铸铁的显微组织由球形石墨和金属基体两部分组成。随着成分和冷却速度的不同球墨铸铁在铸态下的金属基体可分为铁素体、铁素体+珠光体、珠光体三种. (2)球墨铸铁的牌号、性能特点及用途 ? ? 机械性能 ? 牌号 基体 ?b? MPa ?0.2? MPa ?5? % ak? kJ/m2 HB 应 用 举 例 QT400-17 铁素体 400 250 17 600 ≤179 汽车、拖拉机床底盘零件;16-64大气压阀门的阀体、阀盖 QT420-10 铁素体 420 270 10 300 ≤207 QT500-5 铁素体+ 球光体 500 350 5 - 147~241 机油泵齿轮 QT600-2 球光体 600 420 2 - 2297~302 柴油机、汽油机曲轴;磨床、铣床、车床的主轴;空压机、冷冻机缸体、缸套 QT700-2 球光体 700 490
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