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《球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、球墨鑄鐵特性及其應用球墨鑄鐵的概念球墨鑄鐵的概況球墨鑄鐵是指鐵液在凝固過程中碳以球型石墨析出的鑄鐵。與灰鑄鐵相比，其金相組織的最大不同是石墨形狀的改變，避免了灰鑄鐵中尖銳石墨的存在，使得石墨對金屬基體的切口作用大為減少，基本消除了片狀石墨引起的應力集中現(xiàn)象，使得金屬基體的強度利用率達到70－90％，從而使金屬基體的性能得到很大程度的發(fā)揮。球墨鑄鐵可以像鋼一樣，通過熱處理和合金化等措施來進一步提高其使用性能。比如，處理過的球墨鑄鐵可以取得很好的韌性，延伸率高達24％；抗拉強度可以高達1400MPa，基本接近鋼材。與鋼材相比，球墨鑄鐵
2、還有很多優(yōu)點。比如鑄造性能好，成本相對較低。由于球墨鑄鐵產(chǎn)量的不斷增加，性能不斷開發(fā)，現(xiàn)已成功部分取代了鍛鋼和鑄鋼，成為前景廣闊的金屬結(jié)構(gòu)材料。球墨鑄鐵的金相組織金相組織與力學性能的關(guān)系力學性能與金屬的金相組織密切相關(guān)，什么樣的金相結(jié)構(gòu)決定了什么樣的力學性能。球墨鑄鐵也不例外，只有石墨球化，才能發(fā)揮金屬基體的作用，使鑄鐵的力學性能大幅度提高。也只有石墨球化，進一步改變基體的性能才更有意義。因此，對球墨鑄鐵的金相研究，是我們了解球墨鑄鐵，使用球墨鑄鐵的前提條件。球墨鑄鐵的形成球狀石墨的形成經(jīng)歷了形核與生長兩個階段。其中的形核是石墨的
3、首要過程，鐵液在熔煉及隨后的球化、孕育處理中產(chǎn)生大量的非金屬夾雜物，初生的夾雜物非常小，在隨后澆鑄、充型、凝固過程相互碰撞、聚合變大，上浮或下沉，成為石墨析出的核心。球狀石墨核心形成以后，碳原子開始在核心基底上堆砌，石墨最終生成的形狀決定受工藝條件影響的生長方式。所以，石墨生長過程的控制是獲得球狀石墨的關(guān)鍵。球狀石墨的形核單個夾雜物復合夾雜物球狀石墨的核心石墨形核的條件石墨的形核分均質(zhì)形核和異質(zhì)形核。均質(zhì)形核：C的微觀原子團（C6）n——晶胚鐵液過冷度達200－300℃異質(zhì)形核：形核基底的外來質(zhì)點符合晶格匹配關(guān)系（失配度δ<12%
4、)界面能要求——外來質(zhì)點被石墨潤濕形核物質(zhì)1、石墨：未溶石墨、添加晶體石墨、非平衡石墨2、巖狀結(jié)構(gòu)碳化物基底3、氧化物4、硫化物/氧化物5、鉍及鉍的化合物球墨鑄鐵的孕育球墨鑄鐵孕育的重要性灰鑄鐵、球墨鑄鐵孕育的異同點孕育衰退現(xiàn)象提高孕育效果的措施a.選擇強效孕育劑b.必要的S的含量c.改善處理方法d.提高鑄件冷卻速度球狀石墨的生長球狀石墨的生長條件a、極低的硫、氧含量b、限制反球化元素c、保證必要的冷卻速度d、添加的球化元素第一組：鎂、釔、鈰、鈣、鑭、鏷、釤、鏑、鐿、鈥、鉺第二組：鋇、鋰、銫、銣、鍶、釷、鉀、鈉第三組：鋁、鋅、鎘、
5、錫最佳含量W(Mg)：(0.04-0.08)%W(Ce):(0.07-0.12)%W(Y):(0.15-0.2)%石墨球的螺旋生長石墨球螺旋生長模型a）生長成的球體b）角錐體單晶c）錐頂角Φ與θ的關(guān)系石墨球生長的工藝措施從生產(chǎn)實踐中得知，使石墨按球狀生長的工藝措施為改變化學成分和控制冷卻速度?；瘜W成分中，對石墨生長有重要影響的是一些能顯著改變鐵液過冷傾向的元素；而引起鑄鐵冷卻速度產(chǎn)生變化的因素則是鑄件壁厚、鑄型以及澆鑄。這些條件的實質(zhì)在于改變石墨結(jié)晶的冷卻狀況。球墨鑄鐵的金相組織與力學性能的關(guān)系球墨鑄鐵的力學性能是和它的金相組織密
6、切相關(guān)的。保證鑄鐵中石墨球化良好，是熔制球墨鑄鐵的第一要求。只有石墨球化，才能充分發(fā)揮金屬基體的作用，使鑄鐵的力學性能大幅度提高。也只有石墨球化后，進一步改變基體的性能才更有意義。1、金相組織球狀石墨外貌接近球形，內(nèi)部呈放射狀，有明顯的偏光效應。石墨是由很多角錐體枝晶組成的多晶體，各枝晶的基面垂直于球徑，C軸呈輻射狀指向球心。2、球化分級球化級別說明球化率（％）1級石墨呈球狀，少量團絮，允許極少量團絮狀≥952級石墨大部分呈球狀，余為團狀和極少量團絮狀90－953級石墨大部分呈團狀，余為團絮狀，允許有極少量蠕蟲狀80－904級石墨
7、呈分散分布的蠕蟲狀、球狀、團狀、團絮狀70－805級石墨呈聚集分布的蠕蟲狀、片狀及球狀、團狀、團絮狀60－70GB9441－1998球墨鑄鐵金相檢驗標準將石墨大小分成六級。球墨鑄鐵石墨球的大小對力學性能的影響很大，減小石墨球徑，增加石墨球在單位面積的個數(shù)可以明顯地提高球墨鑄鐵的強度、塑性和韌性。石墨球徑的減小，使單位面積上球墨鑄鐵數(shù)量增多，可使抗疲勞強度提高，因此，細化石墨也是提高抗疲勞強度的一個要求。級別3級4級5級6級7級8級石墨直徑（100×）mm>25－50>12-25>6-12>3-6>1.5-3≤1.53、石墨大小石墨
8、球大小分級(GB9441-1988)各種基體與力學性能的關(guān)系1、鐵素體根據(jù)GB9441-1988球墨鑄鐵金相檢驗評定鐵素體數(shù)量。其百分比，按大多數(shù)視場對照圖片評定。一般不檢查牛眼鐵素體數(shù)量，僅檢查與其共存的珠光體數(shù)量2、珠光體在球墨鑄鐵中，珠光體的
