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灰铸铁的组织和性能 
   组织:可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类:铁素体基体灰铸铁;铁素体一珠光体基体灰铸铁;珠光体基体灰铸铁。

力学性能:灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重,在石墨尖角处易造成应力集中,使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢,但抗压强度与钢相当,也是常用铸铁件中力学性能 差的铸铁。同时,基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响,铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大,强度和硬度 ,故应用较少;珠光体基体灰铸铁的石墨片细小,有较高的强度和硬度,主要用来制造较重要铸件;铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大,性能不如珠光体灰铸铁。故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。
  其他性能:良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性 

灰铸铁的热处理:

1.消除内应力退火

2.改善切削加工性退火

3.表面淬火

灰铸铁的密度

灰铸铁分≥HT250与≤HT220,其密度分别为7.35g/cm3与7.2g/cm3。

灰铸铁的熔点是1100~1300摄氏度

球墨铸铁

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。

力学性能及其他性能

  系统地测定了稀土镁球墨铸铁的力学性能及其他性能,测定了稀土镁球墨铸铁的比重、导热性、电磁性等物理性能,结合金相标准研究了石墨和基体组织对球墨铸铁性能的影响规律。系统地测定了铁素体球墨铸铁在常温、低温、静态和动态条件下的各种性能。此外,还研究了稀土镁球墨铸铁的应力应变性能、小能量多冲抗力和断裂韧性,并开始用于指导生产。结合球墨铸铁齿轮的应用,还系统地研究了球墨铸铁的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度,以及球墨铸铁齿轮的点蚀、剥落机理等。

制造步骤

(一)严格要求化学成分,对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高,降低球墨铸铁中锰,磷,硫的含量

(二)铁液出炉温度比灰铸铁更高,以补偿球化,孕育处理时铁液温度的损失

(三)进行球化处理,即往铁液中添加球化剂

(四)加入孕育剂进行孕育处理

(五)球墨铸铁流动性较差,收缩较大,因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸,合理应用冒口,冷铁,采用顺序凝固原则 

热处理

灰铸铁的热处理后只能改变基体组织,不能改变石墨的形态,因而不可能明显提高灰铸铁件的力学性能。灰铸铁的热处理主要用于消除铸件内应力和白口组织,稳定尺寸,改善切削加工性能,提高表面硬度和耐磨性等。

用以消除铸件在凝固过程中因冷却不均匀而产生的铸造应力,防止铸件产生变形和裂纹。其工艺是将铸件加热到 500~600℃,保温一段时间后随炉缓冷至150~200℃以下出炉空冷,有时把铸件在自然环境下放置很长一段时间,使铸件内应力得到松弛,这种方法叫“自然时效”,大型灰铸铁件可以采用此法来消除铸造应力。

石墨化退火
以消除白口组织,降低硬度,改善切削加工性能。方法是将铸件加热到850~900℃,保温 2~5小时,然后随炉缓冷至400~500℃,再出炉空冷,使渗碳体在保温和缓冷过程中分解而形成石墨。