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球墨铸铁的结构和特性

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:球墨铸铁在铸态下,其基体往往是由不同数量的铁素体、珠光体或铁素体+珠光体组成的混合组织。球墨铸铁的金属基体强度的利用率可以高达70%~90%,而普通灰铸铁仅为30%~50%。因此,球墨铸铁的强度、塑性、韧性均高于其他铸铁,可以与相应组织的铸钢相媲美,疲劳强度可接近一般中碳钢。因此,对于承受静载荷的零件,用球墨铸铁代替铸钢可以减轻机器重量。球墨铸铁的缺点是铸造性能低于普通灰铸铁,凝固时收缩较大。

球墨铸铁的结构和特性

球墨铸铁在铸态下,其基体往往是由不同数量的铁素体、珠光体或铁素体+珠光体组成的混合组织。其显微组织如图6-4所示。

图6-4 球墨铸铁的显微组织(www.xing528.com)

(a)铁素体球墨铸铁 (b)铁素体+珠光体球墨铸铁 (c)珠光体球墨铸铁

铸态中的石墨呈球状,不仅造成的应力集中较小,而且在相同的石墨体积下球状石墨的表面积最小,因而对基体的割裂作用也较小,能充分发挥基体组织的作用。球墨铸铁的金属基体强度的利用率可以高达70%~90%,而普通灰铸铁仅为30%~50%。因此,球墨铸铁的强度、塑性、韧性均高于其他铸铁,可以与相应组织的铸钢相媲美,疲劳强度可接近一般中碳钢。特别应该指出的是,球墨铸铁的屈强比几乎是一般结构钢的两倍(球墨铸铁为0.7~0.8),普通钢为0.35~0.5。因此,对于承受静载荷的零件,用球墨铸铁代替铸钢可以减轻机器重量。

近年来,由于断裂力学的发展,发现含有10%~15%(质量分数)铁素体的球墨铸铁的KIC值并不像它的αk值那样低。如强度相近的球墨铸铁与45钢比较,前者的冲击韧度不到后者的1/6,但前者的断裂韧度却可达到后者的1/3以上,而KIC比αk更能准确地反映材料的韧性指标。因此,许多重要的零件可以安全地使用球墨铸铁,如大型柴油机、内燃机曲轴等。球墨铸铁的减振作用比钢好,但不如普通灰铸铁,球化率越高,其减振性越不好。球墨铸铁的缺点是铸造性能低于普通灰铸铁,凝固时收缩较大。另外,对铁液的成分要求较严。

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