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灰铸铁

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灰铸铁

发布日期:2016-08-16 作者: 点击:

铸铁是指具有片状石墨的铸铁,因断裂时断口呈暗灰色,故称为灰铸铁。主要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷,是应用最广的铸铁,其产量占铸铁总产量80%以上。 
根据石墨的形态,灰铸铁可分为:普通灰铸铁,石墨呈片状;球墨铸铁,石墨呈球状;可锻铸铁,石墨成团絮状;蠕墨铸铁,石墨呈蠕虫状。

灰铸铁碳量较高(为2.7%~4.0%),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;珠光体一铁素体基体灰铸铁;珠光体基体灰铸铁。3522com新萄京娱乐网址

铁素体灰铸铁是在铁素体的基体上分布着多而粗大的石墨片,其强度、硬度差,很少应用;
珠光体灰铸铁是在珠光体的基体上分布着均匀、细小的石墨片,其强度、硬度相对较高,常用于制造床身、机体等重要件;
珠光体—铁素体灰铸铁是在珠光体和铁素体混合的基体上,分布着较为粗大的石墨片,此种铸铁的强度、硬度尽管比前者低,但仍可满足一般机体要求,其铸造性、减震性均佳,且便于熔炼,是应用最广的灰铸铁。
灰铸铁显微组织的不同,实质上是碳在铸铁中存在形式的不同。灰铸铁中的碳有化合碳(Fe3C)和石墨碳所组成。化合碳为0.8%时,属珠光体灰铸铁;化合碳小于0.8%时,属珠光体—铁素体灰铸铁;全部碳都以石墨状态存在时,则为铁素体灰铸铁。

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最差的铸铁。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,强度和硬度最低,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
灰铸铁具有良好的铸造性能、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。

消除内应力退火
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。
表面淬火
提高表面硬度和延长使用寿命。如对于机床导轨表面和内燃机汽缸套内壁等灰铸铁件的工作表面,需要有较高的硬度和耐磨损性能,可以采用表面淬火的方法。常用的方法有高(中)频感应加热表面淬火和接触电阻加热表面淬火。

牌号应用

编辑
按GB/T 9439-1988规定,根据直径30mm单铸试棒的抗拉强度,将灰铸铁分为六个牌号。灰铸铁的牌号是由“HT”(“3522com新萄京娱乐网址”两字汉语拼音字首)和最小抗拉强度σb 值(用φ30mm试棒的搞拉强度)表示。例如牌号HT250表示φ30mm试棒的最小抗拉强度值为250MPa的灰铸铁。设计铸件时,应根据铸件受力处的主要壁厚或平均壁厚选择铸铁牌号。[1] 
铸铁类别
牌号
铸件壁厚/mm
力学性能
应用
σb/MPa≥
HBS
铁素体
灰铸铁
HT100
2.5~10
130
10~166
适用于载荷小、对摩擦和磨损无特殊要求的不重要铸件,如防护罩、盖、油盘、手轮、支架、底板、重锤、小手柄等
10~20
100
93~140
20~30
90
87~131
30~50
80
82~122
铁素体—珠光体
灰铸铁
HT150
2.5~10
175
137~205
承受中等载荷的铸件,如机座、支架、箱体、刀架、床身、轴承座、工作台、带轮、端盖、泵体阀体、管路、飞轮、电机座等
10~20
145
119~179
20~30
130
110~166
30~50
120
105~157
珠光体
灰铸铁
HT200
2.5~10
220
157~236
承受较大载荷和要求一定的气密性或耐蚀性等较重要铸件,如汽缸、齿轮、机座、飞轮、床身、气缸体、气缸套、活塞、齿轮箱、刹车轮、联轴器盘、中等压力阀体等
10~20
195
148~222
20~30
170
134~200
30~50
160
129~192
HT250
4.0~10
270
175~262
10~20
240
164~247
20~30
220
157~236
30~50
200
150~225
孕育铸铁
HT300
10~20
290
182~272
承受高载荷、耐磨和高气密性重要铸件,如重型机床、剪床、压力机、自动车床的床身、机座、机架,高压液压件,活塞环,受力较大的齿轮、凸轮、衬套,大型发动机的曲轴、气缸体、缸套、气缸盖等
20~30
250
168~251
30~50
230
161~241
HT350
10~20
340
199~298
20~30
290
182~272
30~50
260
171~257

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