工程中常用鑄鐵的性能(néng)和特點
工程中常用鑄鐵的性能(néng)和特點
工程中常用鑄鐵的性能(néng)和特點:
常用鑄鐵分爲灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、焉基鑄鐵等7種(zhǒng)。
①灰口鑄鐵。灰口鑄鐵的組織由石墨和基體兩(liǎng)部分組成(chéng)。基體可以是鐵素體、珠光體或鐵素體加珠光體,相當于鋼的組織。因此鑄鐵的組織可以看成(chéng)是鋼基體上分布著(zhe)石墨。
灰口鑄鐵包括普通灰FI鑄鐵和孕育鑄鐵兩(liǎng)種(zhǒng)。灰口鑄鐵價格便宜、應用最廣泛,在各類鑄鐵的總産量中,灰口鑄鐵占80.o%以上。影響灰口鑄鐵組織和性能(néng)的因素主要是化學(xué)成(chéng)分和冷卻速度。灰口鑄鐵中的碳、矽含量一般控制在碳2.5%~4.0%,矽1.0%~3.0%。
②球墨鑄鐵。球墨鑄鐵是20世紀50年代發(fā)展起(qǐ)來的一種(zhǒng)高強度鑄鐵材料,其綜合機械窪能(néng)接近于鋼,因鑄造性能(néng)很好(hǎo)、成(chéng)本低廉、生産方便,在工業中得到了廣泛的應用。
球墨鑄鐵的成(chéng)分要求比較嚴格,與灰口鑄鐵相比,它的含碳量較高,通常在4.5%~4.7%範圍内變動,以利于石墨球化。
球墨鑄鐵的抗拉強度遠遠超過(guò)灰口鑄鐵,而與鋼相當。因此對(duì)于承受靜載的零件,使用球墨鑄鐵比鑄鋼還(hái)節省材料,而且重量更輕。不同基體的球墨鑄鐵,性能(néng)差别很大,球墨鑄鐵具有較好(hǎo)的疲勞強度,實驗表明,球墨鑄鐵的扭轉疲勞強度甚至超過(guò)459鋼。在實際應用中,大多數承受動載的零件是帶孔或帶台肩的,囡此用邀墨鑄鐵來岱益鋼制造某些重要零件,如曲軸、連杆和凸輪軸等。
③焉基鑄鐵。蠕墨鑄鐵是近十幾年來發(fā)展起(qǐ)來的一種(zhǒng)新型高強鑄鐵材料。它的強度接近于球墨鑄鐵,并具有一定的韌性和較高的耐磨性;同時(shí)又有灰口鑄鐵良好(hǎo)的鑄造性能(néng)和導熱性。蠕墨鑄鐵是在一定成(chéng)分的鐵水中加入适量的蠕化劑經(jīng)處理而煉成(chéng)的。蠕化劑目前主要采用鎂钛合金、稀土鎂钛合金或稀土鎂鈣合金等。蠕墨鑄鐵在生産中主要用于生産汽缸蓋、汽缸套、鋼錠模和液壓閥等鑄件。
④可鍛鑄鐵。可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵通過(guò)退火處理得到的一種(zhǒng)高強鑄鐵。它有較高的強度、塑性和沖擊韌性,可以部分代替碳鋼。按退火方法不同,這(zhè)種(zhǒng)鑄鐵有黑心和自心兩(liǎng)種(zhǒng)類型。黑心可鍛鑄鐵依靠石墨化退火來獲得;白心可鍛鑄鐵利用氧化脫碳退火來制取。
可鍛鑄鐵常用來制造形狀複雜、承受沖擊和振動荷載的零件,如管接頭和低壓閥門等。這(zhè)些零件用鑄鋼生産時(shí),因鑄造性能(néng)不好(hǎo),工藝上困難較大,而用灰口鑄鐵時(shí),又存在性能(néng)不能(néng)滿足要求的問題。與球墨鑄鐵相比,可鍛鑄鐵具有成(chéng)本低、質量穩定、工藝處理簡單等優點。尤其對(duì)于薄壁件,球墨鑄鐵還(hái)容易生成(chéng)白口,需要進(jìn)行高溫退火,這(zhè)時(shí)采用可鍛鑄鐵更爲适宜。
⑤耐磨鑄鐵。在鑄鐵中加入某些合金元素而得到。耐磨鑄鐵是在磨粒磨損條件下工作的鑄鐵,應具有高而均勻的硬度。白口鑄鐵就(jiù)屬這(zhè)類耐磨鑄鐵。但白口鑄鐵脆性較大,不能(néng)承受沖擊荷載,因此在生産上常采用激冷的辦法來獲得耐磨鑄鐵。
⑥耐熱鑄鐵。耐熱鑄鐵是在高溫下工作的鑄件,如爐底闆、換熱器、坩埚、熱處理爐内的運輸鏈條等。在灰口鑄鐵中加入鋁、矽和镉等元素,一方面(miàn)在鑄件表面(miàn)形成(chéng)緻密的氧化膜,阻礙繼續氧化;另一方面(miàn)提高鑄鐵的臨界溫度,使基體變爲單相鐵素體,不發(fā)生石墨化過(guò)程,因此鑄鐵的耐熱性得到改善。
⑦耐蝕鑄鐵。耐蝕鑄鐵是主要用于化工部件,如閥門、管道(dào)、泵、容器等。在鑄鐵中加入矽、鉻、鋁、钼、銅和鎳等合金元素,在鑄件表面(miàn)形成(chéng)保護膜,或使基體電極電位升高,可以提高鑄鐵的耐蝕性能(néng)。常用耐蝕鑄鐵有高矽、高矽钼、高鋁和高鉻等耐蝕鑄鐵。