江 宏
(景德鎮(zhèn)市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所,江西 景德鎮(zhèn) 333000)
球墨鑄鐵,指的是鐵液在凝固過程中碳以球形石墨析出的鑄鐵。與灰鑄鐵相比,石墨的存在形式不同是其最大的特點,其中的石墨成分以球狀形式存在,而其材料經(jīng)過一定處理之后,延伸率能達到24%,抗拉強度1400MPa,金屬基體的強度利用率70%~90%,鍛造性能好,成本低廉,是一種非常好的工業(yè)金屬結(jié)構(gòu)材料,常常被應(yīng)用在各種工業(yè)制造當中。從化學構(gòu)成上來說,其C含量占到3.6%~4.0%/3.4%~3.8%(鐵素體/珠光體),Si含量占到2.4%~2.8%/2.2%~2.4%(鐵素體/珠光體),Mn含量占到0.3%~0.4%/0.4%~0.8%(鐵素體/珠光體),P含量占到0.04~0.06%,S含量則小于0.02%,在熔融狀態(tài)下球墨鑄鐵的密度分別是1225度時,7.05 g/cm-3g/cm-3;1250度時6.90 g/cm-3g/cm-3,1330度時,6.87 g/cm-3g/cm-3-6.94 g/cm-3g/cm-3;1335度時,6.91 g/cm-3g/cm-3;1350度時,6.83 g/cm-3g/cm-3-6.85 g/cm-3g/cm-3;1375度時,6.78 g/cm-3g/cm-3;1400度時,6.80 g/cm-3g/cm-3;1415度時,6.75 g/cm-3g/cm-3。
圖1 球狀石墨形核圖
圖2 金相組織圖
表1 G B規(guī)定的球墨鑄鐵牌號
表2 我國鑄件產(chǎn)量
表3 各種基體組織球墨鑄鐵的彎曲疲勞強度
表4 高溫蠕變和持久強度
我國的鑄造工業(yè)經(jīng)過了相當長一段時間的發(fā)展,鑄件技術(shù)得以提升,鑄件產(chǎn)量也得以大幅度提高,其中尤以球墨鑄鐵產(chǎn)量增長最快。目前,該項材料已經(jīng)在我國的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,其中鑄管和管件約占33.6%,汽車鑄件約占32%,其他如機床、農(nóng)機、工程機械、建筑、冶金、礦山工業(yè)部門等約占35%。
我國目前農(nóng)機制造應(yīng)用的球墨鑄鐵主要有三種,即以鐵素體為基體、以珠光體為基體、以貝氏體為基體。以珠光體為基體的球墨鑄鐵主要應(yīng)用在干柴油機的曲軸上,比如拖拉機的大小軸承座;以鐵素體為基體的球墨鑄鐵主要應(yīng)用在高韌性的農(nóng)機具零件上;以貝氏體為基體的球墨鑄鐵主要應(yīng)用在高強度、高耐磨性的農(nóng)機具零件上,比如拖拉機的后橋螺旋傘齒輪。各種基體組織球墨鑄鐵常溫沖擊韌度主要有鐵素體的沖擊韌度50~150J/cm2,珠光體的沖擊韌度15~35J/cm2,貝氏體的沖擊韌度30~100J/cm2。
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