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    灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼的材料特性簡析

    2019-04-16 14:46:15

    1、灰鑄鐵

    灰鑄鐵是含有片狀石墨的鑄鐵,是應用較為廣泛的鑄鐵,産量占鑄鐵總産量的80%以上。灰鑄鐵材料綜合力學性能低,抗壓強度大,是本身抗拉強度的3到4倍。消振能力比鋼大10倍,故經常用來制造承受振動的機座。彈性模量較低,其壁厚變化對力學性能影響較大。

    由于其對冷卻速度有很大的敏感性,灰鑄鐵鑄件在厚度較薄的截面上經常出現白口和裂紋,而在厚度較厚的截面上又經常導緻琉松情況。因此,灰鑄鐵件截面厚度存在一個臨界值,如果超過了這個值,随着壁厚增加,其強度、消振能力、彈性模量等力學性能不僅不會增強,反而顯著減弱。

    相比于鑄鋼材料,采用灰鑄鐵可以厚度薄,幾何形狀複雜的鑄件,而且鑄件中的殘餘内應力和翹曲變形都要小一些。由于在各截面上性能比較均勻,灰鑄鐵常用于制造要求比較高的鑄件。

    2、球墨鑄鐵

    經過球化處理以及孕育處理而獲得的球狀石墨稱為球墨鑄鐵,這是上世紀中葉發展起來的一種鑄鐵材料,綜合性能較高,接近于鋼,在工業上有廣泛的應用。

    球墨鑄鐵強度、塑性和彈性模量都要比灰鑄鐵好,抗磨性比灰鑄鐵高一倍,壁厚變化對力學性能影響小,但消振能力比灰鑄鐵低。

    雖然球墨鑄鐵對冷卻速度的敏感性較大,但由于其具有很高的熱穩定性,對高溫的耐受能力,因而可以用來制造在300到400攝氏度環境下工作的零件。它的力學性能受化學成分改變的影響較小,因此相對于其他鑄鐵材料,成品率高。

    由于體積收縮率大,而線收縮率小,容易形成縮孔、縮松,球墨鑄鐵鑄件通常被設計成厚度均勻的結構,盡量避免厚大斷面

    3、鑄鋼

    鑄鋼是含碳比例在2.11%以下的鐵碳合金材料,含碳比例低于0.2%的屬于低碳鋼,在0.2%到0.5%之間的屬于中碳鋼,高于0.5%的屬于高碳鋼。

    另外,還有低合金鋼和高錳鋼等類型。鑄鋼材料綜合力學性能高,抗壓強度與抗拉強度基本相當,壁厚變化對力學性能影響很小,消振能力較低。

    因其壁厚變化對力學性能影響小,故适用于制造大厚度零件,但由于具有内應力和翹曲較大的特點,不适用于制造幾何結構複雜的零件。

    氣體飽和傾向較大,材料表面易産生氣泡,所以加工餘量比鑄鐵材料多。雖然鑄鋼材料有很高的熱穩定性,但由于熱收縮率大,溫度變化時很容易發生開裂現象,所以設計時要強調壁厚均勻,轉角圓滑。


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