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日本金属材料常识:灰铸铁和球墨铸铁
  • 作者:admin
  • 发布时间:11-11-11 14:15
  • 点击数:29
  • 文章来源:未知

灰铸铁
铁碳合金中的碳与渗碳体相比,以石墨形式存在的更多,而它的断口呈灰色。灰铸铁的名称就来源于此。这个石墨大多呈片状,所以也称为片状石墨铸铁。
灰铸铁的JIS牌号以FC○○表示,F是铁素体ferrite的F,C是casting的C,后面缀上的两位数字表示它的抗拉强度的最低值。从FC10开始到FC35之间以5为间隔单位,在JIS里有6个种类。
但是,因壁厚的差异,铸件的冷却状态也随之变化,所以这个抗拉强度归根结底只不过是用标准试样做出的试验数值而已,它并不代表零件的抗拉强度。
铸铁在JIS标准里虽然没有规定其成分,但碳的质量分数约为3%。生铁中的第一种铸造用生铁(用于制造灰铸铁零件)碳的质量分数高于3.30%。
碳元素(C)在钢内以渗碳体(金属化合物)的形式存在。而在铸件中,因含碳量较高,一部分以渗碳体的形式存在,而大部分以石墨的形式存在,把这种现象叫做析出。这个被析出的石墨形状就如同蚯蚓般细而长。这个石墨当然不是金属,但它起很特殊的作用。
铸造可以一次成形复杂形状的零件,而且因铸铁具有特性,所以铸铁被广泛应用于以机械本体为主的很多零件的制造上。但很多时候觉得一般铸铁的强度稍有不足、韧性还需要增加一点。它的抗拉强度较高,把它们叫做高韧性铸铁。
美国的C.. E. Meehan研究出来的孕育铸铁几乎就是它的代名词。它的区别在于铸铁的珠光体组织含量高。这种铸铁可以进行淬火处理,所以也把它称作高级铸铁。
最普遍使用的FC15和FC20铸铁的组织是:铁素体基体+石墨+极少一部分渗碳体。而FC30和FC35铸铁的组织是:珠光体基体+石墨,不仅成分配比及冷却方式发生了变化,而且石墨的形状也发生了变化,变得短粗胖,这种铸铁即使壁厚有所差异,但对铸件的力学性能也不会产生太大的影响。

球墨铸铁
灰铸铁的石墨呈片状,而球墨铸铁的石墨如其名呈球状。球墨铸铁一般叫做ductile铸铁,有时也叫做nodular铸铁。Ductile有“容易延伸的、柔软的”意思,nodular有“块状的”意思。
球墨铸铁的牌号以FCD○○表示,D就是ductile的D,缀在后面的两位数字代表球墨铸铁的抗拉强度,这和SS、FC是相同的。在JIS标准里从FCD40到FCD70之间共分布出5个牌号。
相对于片状石墨铸铁几乎没有延伸性,球墨铸铁则具有延伸性。有延伸性就是说明这它具有韧性,因此理所当然它属于高韧性铸铁。
片状石墨会引起灰铸铁的脆性,与引相反,球状石墨将继续保持铁素体基体或珠光体基体原有的性质。因此,在JIS标准的力学性能里,增加了灰铸铁所没有的伸长率一栏,取消了抗弯试验的评价一栏。
也就是说,它不易折断,像钢材一样具有延伸性。www.hongchao-dg.cn它的拉伸试验用试样也与钢材相同。灰铸铁的牌号是FC10~FC35,球墨铸铁的牌号是FCD40~FCD70,虽然从数值上看是连续的,但它们不存在比例关系。
总体上可以认为球墨铁具有和钢材大致相同的抗拉强度。还有,在JIS标准里作为参考列出了HB121~HB321的布氏硬度,并按一定的间隔把它分成了5个种类。只看其硬度,既有比灰铸铁柔软的FCD40~FCD50,也有硬度值超过HB300的FCD70。
FCD40、FCD45、FCD50是球墨铸铁的前3种,它们的基休组织是铁素体;FCD60、FCD70是第4种、第5种,它们的基体组织是珠光体,而且可以对它进行热处理。
球墨铸铁是通过对铁液的球化处理获得的。在球墨铸铁生产中能使石墨结晶成球状的物质称为球化剂。将球化剂加入铁液的处理称为球化处理。目前最常用的球化剂是镁(Mg)。这个镁的添加方法虽有很多技术性的东西,但它有时也起、白口化作用。切削加工时一旦碰到白口组织,就会损坏刀具。
球墨铸铁的切屑与灰铸铁不同,它是卷曲的。这是由于球墨铸铁是具有延伸性的缘故。
现在使用量最大的是作为水管用的球墨铸铁管。因为可以做成薄壁,所以可以实现轻量化。球墨铸铁还可用于制造轧辊。
不管怎么说,具有高韧性的球墨铸铁比灰铁的硬度高,而且抗拉强度也高。因此,它很适合制造受力很大的机械零件,而且它的使用率将来还会变高,特别是它极其有利于制造像液压缸一样的大型零件。

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