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灰鑄鐵的力學性能與基體的組織和石墨的形態有關。
灰鑄鐵中的片狀石墨對基體的割裂嚴重,在石墨尖角處易造成應力集中,使灰鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性遠低于鋼,但抗壓強度與鋼相當,也是常用鑄鐵件中力學性能最差的鑄鐵。
同時,基體組織對灰鑄鐵的力學性能也有一定的影響,鐵素體基體灰鑄鐵的石墨片粗大,強度和硬度最低,故應用較少;珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細小,有較高的強度和硬度,
主要用來制造較重要鑄件;鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大,性能不如珠光體灰鑄鐵。
故工業上較多使用的是珠光體基體的灰鑄鐵。
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鑄鐵件是含碳量在2%以上的鐵碳合金。
工業用鑄鐵一般含碳量為2%~4%。碳在鑄鐵中多以石墨形態存在,有時也以滲碳體形態存在。除碳外,鑄鐵中還含有1%~3%的硅,以及錳、磷、硫等元素。合金鑄鐵還含有鎳、鉻、鉬、鋁、銅、硼、釩等元素。碳、硅是影響鑄鐵顯微組織和性能的主要元素。
鑄鐵件可分為:①灰口鑄鐵。含碳量較高(2.7%~4.0%),碳主要以片狀石墨形態存在,斷口呈灰色,簡稱灰鐵。熔點低(1145~1250℃),凝固時收縮量小,抗壓強度和硬度接近碳素鋼,減震性好。用于制造機床床身、汽缸、箱體等結構件。②白口鑄鐵。碳、硅含量較低,碳主要以滲碳體形態存在,斷口呈銀白色。凝固時收縮大,易產生縮孔、裂紋。硬度高,脆性大,不能承受沖擊載荷。
多用作可鍛鑄鐵的坯件和制作耐磨損的零部件。③可鍛鑄鐵。由白口鑄鐵退火處理后獲得,石墨呈團絮狀分布,簡稱韌鐵。其組織性能均勻,耐磨損,有良好的塑性和韌性。用于制造形狀復雜、能承受強動載荷的零件。④球墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經球化處理后獲得,析出的石墨呈球狀,簡稱球鐵。比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性。用于制造內燃機、汽車零部件及農機具等。
⑤蠕墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經蠕化處理后獲得,析出的石墨呈蠕蟲狀。
力學性能與球墨鑄鐵相近,鑄造性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間。用于制造汽車的零部件。⑥合金鑄鐵。普通鑄鐵加入適量合金元素(如硅、錳、磷、鎳、鉻、鉬、銅、鋁、硼、釩、錫等)獲得。合金元素使鑄鐵的基體組織發生變化,從而具有相應的耐熱、耐磨、耐蝕、耐低溫或無磁等特性。用于制造礦山、化工機械和儀器、儀表等的零部件。
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