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灰口铸铁的金相组织
双击自动滚屏 发布者:南京固琦分析仪器制造有限公司 发布时间:2013/2/27 阅读:3838

  灰口铸铁的金相组织

灰口铸铁的金相组织
金相分析仪分析金相显微组织: 金属基体(铁素体,珠光体)+片状石墨
相当于在钢的基体上嵌入大量的石墨片
1)
机械性能: σb E↓ ,---0. 脆性(crispy)材料
石墨, 比重小
1)
由于石墨的存在,减少了承载的有效面积.
2)
石墨片的边缘形成缺口,应力集中,局部开裂,形成脆性断裂,基本强度只利用30~50%
石墨越多,越粗大,分布越不均或呈方向性,则对基体的割裂越严重,机械性能越差.
*
灰口铸铁的抗压强度受石墨的影响较小,与钢的抗压强度近似.
灰口铁的机械性能还与金属基体类别有关
(1)
珠光体灰口铁: 珠光体基体上分布细小,均匀的石墨.
石墨对基体割裂较轻,故机械性能好. 如齿轮
(2)
珠光体铁素体灰口铁:
珠光体与铁素体混合基体上分布粗大石墨,
适于一般机件,铸造性,切削加工性,减振性,均由于前者.如齿轮箱
(3)
铁素体灰口铁
铁素体基体分布多而粗大的石墨片
,韧性差(基体的作用远赶不上石墨对基体的割裂作用)
2)
工艺性能: 脆性材料 不能锻压; 可焊性差(易裂纹,焊区白口,难加工)
铸造性能好(缺陷少); 切削性能好(因石墨,崩碎切屑)
3)
减振性: ↑ 石墨有缓冲作用,阻止振动能量传播,适于机床床身等
4)
耐磨性: ↑1 石墨是润滑剂,脱落在磨擦面上.
2
灰口铁摩擦面上形成大量显微凹坑,能起储存润滑油的作用,是摩擦面上保持油膜连续.
适于 导轨 衬套 活塞环等
5)
缺口敏感性: ↓ 石墨已在铁素体基体上形成大量的缺口.所以,外来缺口(键槽,刀痕)对灰口铁的疲劳强度影响甚微,提高了零件工作的可靠性
2
影响铸铁组织和性能的因素
*
铸铁中的碳 可能以化合状态(Fe3C)或自由状态(石墨)存在.
灰铁中, 一方面分析:
C
化合=0.8%,为珠光体灰铁,石墨片细小,分布均匀, 硬度高,可制造较重要的零件.
C
化合 < 0.8%,珠光体+铁素体灰口铁 强度低,适于一般机件,其铸造性能,切削加工性和减振性均优于前者.
C
化合=0 时铁素体灰口铁 硬低 很少用
另一方面分析:
铸铁的组织和性能与石墨化程度有关.
*
影响石墨化的主要因素:
1)
化学成分: C↑ 石墨化
Si↑
石墨化↑(SiFe结合力比与C,能增大铁水和固态铸铁中碳原子的游离扩散能力)
(1) C ,Si过高,形成铁素体灰铁,↓↓
过低,易形成硬脆的白口组织,并给熔化和铸造增加困难.
合理含量: 2.5~4.0%C,1.0~3.0%Si
(2) S ↑ 石墨化↓ FeS—热脆 易形成白口
一般0.15% 以下.
(3)Mn↑
石墨化合理含量: 0.5~1.4%
少量:Mn+S—MnS, Mn+ FeS—Fe+MnS, MnS比重小,进入溶渣.Mn溶于F,提高基体强度.
过多: 阻止石墨化.
(4)P
促进石墨化,但不明显,冷脆 合理量 0.3% 以下
2)
冷却速度: 冷却速度增加 阻碍石墨化 灰口麻口白口
3
灰口铁的孕育处理
为了提高灰口铁的强度,硬度,尽量使石墨片细化,对其进行孕育处理.即加入许多外来质点,增加石墨结晶核心,得到珠光体灰铁,受冷却速度影响小
孕育铸铁(又叫变质铸铁),适于较高强度,高耐磨性,气密性铸件
常用孕育剂:Si 75%的硅铁,加入量为铁水的0.25~0.6%.冲入孕育剂. Si对石墨化影响一致

 

 

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