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含碳量在2%以上的鐵碳合金。工業(yè)用鑄鐵一般含碳量為2.5%~3.5%。碳在鑄鐵中多以石墨形態(tài)存在,有時(shí)也以滲碳體形態(tài)存在。除碳外,鑄鐵中還含有1%~3%的硅,以及錳、磷、硫等元素。合金鑄鐵還含有鎳、鉻、鉬、鋁、銅、硼、釩等元素。碳、硅是影響鑄鐵顯微組織和性能的主要元素。鑄鐵可分為:
①灰口鑄鐵。含碳量較高(2.7%~4.0%),碳主要以片狀石墨形態(tài)存在,斷口呈灰色,簡(jiǎn)稱灰鐵。熔點(diǎn)低(1145~1250℃),凝固時(shí)收縮量小,抗壓強(qiáng)度和硬度接近碳素鋼,減震性好。由于片狀石墨存在,故耐磨性好。鑄造性能和切削加工較好。用于制造機(jī)床床身、汽缸、箱體等結(jié)構(gòu)件。其牌號(hào)以“HT”后面附兩組數(shù)字。例如:HT20-40(數(shù)字表示抗拉強(qiáng)度,第二組數(shù)字表示抗彎強(qiáng)度)。
②白口鑄鐵。碳、硅含量較低,碳主要以滲碳體形態(tài)存在,斷口呈銀白色。凝固時(shí)收縮大,易產(chǎn)生縮孔、裂紋。硬度高,脆性大,不能承受沖擊載荷。多用作可鍛鑄鐵的坯件和制作耐磨損的零部件。
③可鍛鑄鐵。由白口鑄鐵退火處理后獲得,石墨呈團(tuán)絮狀分布,簡(jiǎn)稱韌鐵。其組織性能均勻,耐磨損,有良好的塑性和韌性。用于制造形狀復(fù)雜、能承受強(qiáng)動(dòng)載荷的零件。
④球墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得,析出的石墨呈球狀,簡(jiǎn)稱球鐵。碳全部或大部分以自由狀態(tài)的球狀石墨存在,斷口成銀灰色。比普通灰口鑄鐵有較高強(qiáng)度、較好韌性和塑性。其牌號(hào)以“QT”后面附兩組數(shù)字表示,例如:QT45-5(組數(shù)字表示抗拉強(qiáng)度,第二組數(shù)字表示延伸率)。用于制造內(nèi)燃機(jī)、汽車零部件及農(nóng)機(jī)具等。
⑤蠕墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)蠕化處理后獲得,析出的石墨呈蠕蟲狀。力學(xué)性能與球墨鑄鐵相近,鑄造性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間。用于制造汽車的零部件。
⑥合金鑄鐵件。普通鑄鐵加入適量合金元素(如硅、錳、磷、鎳、鉻、鉬、銅、鋁、硼、釩、錫等)獲得。合金元素使鑄鐵的基體組織發(fā)生變化,從而具有相應(yīng)的耐熱、耐磨、耐蝕、耐低溫或無磁等特性。用于制造礦山、化工機(jī)械和儀器、儀表等的零部件。
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,特別是提高了塑性和韌性,從而得到比碳鋼還高的強(qiáng)度。
球鐵鑄件差不多已在所有主要工業(yè)部門中得到應(yīng)用,這些部門要求高的強(qiáng)度、塑性、韌性、耐磨性、耐嚴(yán)
球墨鑄鐵球墨鑄鐵
重的熱和機(jī)械沖擊、耐高溫或低溫、耐腐蝕以及尺寸穩(wěn)定性等。為了滿足使用條件的這些變化、球墨鑄鐵有許多牌號(hào),提供了機(jī)械性能和物理性能的一個(gè)很寬的范圍。
如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO1083所規(guī)定的大多數(shù)球墨鑄鐵鑄件,主要是以非合金態(tài)生產(chǎn)的。顯然,這個(gè)范圍包括抗拉強(qiáng)度大于800牛頓/平方毫米,延伸率為2%的高強(qiáng)度牌號(hào)。另一個(gè)極端是高塑性牌號(hào),其延伸率大于17%,而相應(yīng)的強(qiáng)度較低(為370牛頓/平方毫米)。強(qiáng)度和延伸率并不是設(shè)計(jì)者選擇材料的根據(jù),而其它決定性的重要性能還包括屈服強(qiáng)度、彈性模數(shù)、耐磨性和疲勞強(qiáng)度、硬度和沖擊性能等。另外,耐蝕性和抗氧化以及電磁性能對(duì)于設(shè)計(jì)者也許是關(guān)鍵的。為了滿足這些特殊使用,研制了一組奧氏體球鐵,通常叫Ni一Resis球鐵。這些奧氏體球鐵,主要用鎳、鉻和錳合金化,并且列入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
為珠光體型球墨鑄鐵,具有中高等強(qiáng)度、中等韌性和塑性,綜合性能較高,耐磨性和減振性良好,鑄造工藝性能良好等特點(diǎn)。能通過各種熱處理改變其性能。主要用于各種動(dòng)力機(jī)械曲軸、凸輪軸、連接軸、連桿、齒輪、離合器片、液壓缸體等零部件。
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