灰铸铁加工性能分析

哪些因素影响灰铸铁零件切削表面粗糙度？表面粗糙度作为灰铸铁表面质量的一项重要衡量指标，不仅直接决定了灰铸铁零件的外观精美程度，而且对机器的装备质量及灰铸铁零件的使用寿命都有着很大的影响。

本文着重从机床、刀具、切削参数三方面分析如何提高灰铸铁零件的表面粗糙度，资料由华菱超硬提供，分享给大家以供探讨。

1、机床对灰铸铁零件表面粗糙度的影响机床刚性差，主轴精度差，机床固定不牢固，机床各部件配合间隙较大等因素都会影响灰铸铁零件的表面粗糙度。

举个例子：如机床主轴跳动精度是0.002mm，也就是2微米跳动，那理论上是不可能加工出粗糙度会低于0.002mm粗糙度的工件，一般表面粗糙度Ra1.0的工件还可以加工出来。

并且灰铸铁本身是铸造件，就不会像钢件一样轻松加工出较高的表面粗糙度，再加上机床自身的条件差，更难保证表面粗糙度。

机床刚性一般是出厂时就设置好的，无法修改，除了机床刚性外，还可调整主轴间隙，提高轴承精度等，使机床间隙变小，从而对灰铸铁零件在加工中获得较高的表面粗糙度得到一定保障。

2、切削刀具对灰铸铁零件表面粗糙度的影响刀具材料，几何参数的选择不恰当，刀具磨损等因素都会影响表面粗糙度。

（1）刀具材料的选择当刀具材料与被加工材料金属分子亲和力大时，被加工材料容易与刀具粘结而生成积屑瘤和鳞刺，因此凡是粘结严重的，摩擦严重的，表面粗糙度就大，反之就小。

同样加工灰铸铁零件，硬质合金刀片很难达到Ra1.6的表面粗糙度，即使达到了，其刀具寿命也大打折扣，而BNK30牌号的CBN刀具则由于刀具材料摩擦系数低，优异的高温热稳定性和耐磨性，可在切削速度高出硬质合金几倍的条件下，轻松加工出Ra1.6的表面粗糙度，同时刀具寿命是硬质合金刀具的几十倍，表面亮度提高一个数量级。

硬质合金刀具加工后的表面粗糙度 BNK30牌号加工后的表面粗糙度（2）刀具几何参数的选择刀具几何参数中对表面粗糙度影响较大的是主偏角Kr、副偏角Kr'和刀尖圆弧半径re。

高强度灰铸铁(HT300)研究作者：袁执一来源：《现代商贸工业》2010年第13期摘要:虽然人类掌握灰铸铁的熔炼技术已有好几千年的历史,但是在如何提高其强度和力学性能方面,我们仍然有很多工作要做。

在探寻企业在有效控制产品成本的前提下,稳定高效的生产高强度、高使用性能的灰铸铁的方法,提高产品的市场适应力,增强企业的市场竞争力。

关键词:高强度灰铸铁;铸造;熔炼工艺中图分类号:TB文献标识码:A文章编号:1672-3198(2010)13-0369-010 前言随着公司市场开发拓展,越来越多的高技术质量要求的铸造产品纳入公司的生产序列。

在有效控制生产成木的前提下,如何稳定高效的获得高强度灰铸铁,满足顾客的定货要求,是我们一个研究课题,本文叙述了在电炉熔炼的条件下,高强度(HT300)灰铸铁的生产技术。

1 目标在尽量保持原有的熔炼工艺基础上,通过综合运用现有的熔炼技术,达到细化灰铸铁中的石墨,适当增加灰铸铁中珠光体含量,形成碳化物以提高灰铸铁的机械性能,使其抗拉强度达到300N/mm2,并将三角试片白口宽度控制在4mm以下,防止“白口”现象的发生,以保证产品的质量。

2 面临的问题我们厂生产的灰铸铁件主要牌号足HT200和HT250,无法生产抗拉强度达300N/mm2到合格的HT300产品。

主要原因是铸件内部珠光体含量少,石墨多数成片状,从而分割基休,在石墨尖角处且易造成应力集中,形成了许多微小裂纹,使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢,因此降低了铸件的机械性能。

3 分析影响材料性能的因数有:3.1 碳当量对材料性能的影响决定灰铸铁性能的主要因素为石墨形态和金属基体的性能。

当碳当量(CE=C+1/3Si)较高时,石墨的数量增加,在孕育条件不好或有微量有害元素时,形成大量片状石墨。

这样的石翠会大大降低灰铸铁的强度。

在材料中珠光体具有好的强度、硬度,而铁素体则质底较软而且强度较低。

当随着C、Si的量提高,会使珠光体量减少,铁素体量增加。

灰铸铁屈服强度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在工程实践中，灰铸铁作为一种常用的工程材料，在各种应用中发挥着重要作用。

灰铸铁具有良好的耐磨性、抗压性和耐腐蚀性，广泛应用于机械制造、汽车制造、建筑工程等领域。

其屈服强度是衡量材料抗拉伸能力的重要参数之一，也是评价其工程性能的关键指标之一。

因此，研究灰铸铁的屈服强度及其影响因素对于提高其工程质量和实际应用具有重要意义。

本文将深入探讨灰铸铁的定义、特点以及影响其屈服强度的因素，介绍灰铸铁屈服强度的测试方法，并对其重要性进行总结和归纳。

同时，展望未来研究方向，为灰铸铁材料的进一步优化和应用提供理论支持和指导。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将从灰铸铁的定义和特点入手，介绍灰铸铁的基本知识，包括其组成、性能等方面。

接着，将探讨影响灰铸铁屈服强度的因素，分析各种因素对灰铸铁性能的影响。

最后，将介绍灰铸铁屈服强度的测试方法，为读者提供了解灰铸铁强度测试的基本手段。

通过本文的了解，读者将更加深入地了解灰铸铁的屈服强度特性，为相关领域的研究和应用提供重要参考。

1.3 目的：本文的主要目的是探讨灰铸铁的屈服强度，并分析影响其屈服强度的因素。

通过对灰铸铁的定义和特点进行介绍，以及对其屈服强度的测试方法进行探讨，我们希望能够更全面地了解灰铸铁在工程实践中的应用和性能表现。

同时，通过总结灰铸铁屈服强度的重要性，归纳影响其屈服强度的主要因素，并展望未来研究方向，我们希望为相关领域的研究和实践提供有益的参考和启发。

通过本文的研究，我们期望能够为工程实践提供可靠的指导和建议，提升灰铸铁产品的质量和性能，推动行业的发展和进步。

2.正文2.1 灰铸铁的定义和特点:灰铸铁是一种含有石墨片或球状石墨的铸铁，其特点是具有较高的抗压强度和塑性，在工程领域中被广泛应用。

灰铸铁的主要成分是铁、碳和硅，其中碳的含量一般在2~4之间。

石墨片或球状石墨的存在使灰铸铁具有优良的润滑性和吸振性能，使其在耐磨性和耐冲击性方面表现出色。

灰铸铁缺陷产生的原因分析及预防措施一、影响灰铸铁力学性能的主要因素：化学成份 (C 、Si 、Mn 、P 、S 合金元素)灰铸铁的力学性能金相组织石墨的形状、大小、分布 和数量以及基体组织工艺、冶金因素：主要有冷却速度，铁液的过热处理、孕育处理、炉料特性等 (1)关于冷却速度的影响 铸铁是一种对冷却速度敏感性很大的材料，同一 铸件的厚壁和薄壁部份，内部和外表都可能获得相差悬殊的组织，俗称为组织 的不均匀性。

因为石墨化过程在很大程度上取决于冷却速度。

影响铸件冷却速 度的因素较多：铸件壁厚和分量、铸型材料的种类、浇冒口和分量等等。

由于 铸件的壁厚、分量和结构取决于工作条件，不能随意改变，故在选择化学成份 时应考虑到它们对组织的影响。

(2)关于铁液孕育处理的影响 孕育处理就是在铁液进入铸件型腔前，把孕育 剂附加到铁液中以改变铁液的冶金状态，从而可改善铸铁的显微组织和性能。

对灰铸铁而言，进行孕育处理是为了获得 A 型石墨、 珠光体基体、 细小共 晶团的组织，以及减少铸件薄壁或者边角处的白口倾向和对铸件壁厚的敏感性； 对可锻铸铁而言，是为了缩短短退火周期，增大铸件的允许壁厚和改善组织的 结构；对球墨铸铁而言，是为了减少铸件白口倾向，提高球化率和改善石墨的 圆整性。

(3)关于铁液过热处理的影响。

提高铁液过热温度可以： ①增加化合碳含量和 相应减少石墨碳含量， ②细化石墨， 并使枝晶石墨的形成， ③消除铸铁的 “遗 传性”，④提高铸件断面上组织的均匀性， ⑤有利于铸件的补缩。

同样，铁液保 温也有铁液过热的类似作用。

工艺因素和冶金因素(4)关于炉料特性的影响实际生产中往往发现改变金属炉料(例如采用不同产地的生铁或者改变炉料的配比等)而化学成份似乎无变化的情况下铸铁具有不同的组织和性能，这说明原材料的性质直接影响着用它熔炼出来的铸铁的性质，称为铸铁的：“遗传性”为此，采用提高铁液温度和使用多种铁料配料可消除这种“遗传性”，并改善铸铁的组织和性能。

灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关要点:1、炭素行业龙头,积极实施战略转型。

公司是我国炭素企业的龙头,是全国唯一的新型炭砖生产基地,产能位居亚洲第一、世界第三,但国内企业产品主要还是集中于普通功率石墨电极和炭砖等传统炭素领域。

为了适应钢铁等行业结构调整的要求并将公司打造成复合型炭素制品研发和生产基地,近年来公司加快了产品结构调整并在核石墨、纳米炭材料、特种石墨、碳纤维、石墨导热片等产品领域取得突破。

2、针状焦项目将进一步完善公司产业链。

由于顶级特殊钢必须使用以优质针状焦生产的超高功率石墨电极冶炼才能得到,而针状焦的生产工艺仅由美国、英国和日本所掌握,所以,长期以来我国针状焦主要依赖进口,不仅成本高昂而且供应不稳定,严重制约了国内超高功率石墨电极的产量。

目前公司自身每年对针状焦的需求已达到近10万吨左右,但进口供应不稳定在很大程度上阻碍了公司产品结构的优化升级。

通过努力,公司已成功研制出了油系针状焦,经中试小批量试制出了符合要求的超高功率石墨电极,现已具备进入规模化生产阶段的基本条件。

公司拟通过非公开发行投资建设10万吨/年油系针状焦项目,项目建成后将满足公司自身的需要,从而进一步完善公司的产业链。

3、特种石墨业务将支撑公司未来业绩增长。

特种石墨被广泛应用于半导体、光伏太阳能、电火花及模具加工、核能、冶金、航天等众多领域,但国内特种石墨的市场供给明显不足。

公司拟通过非公开发行投资建设3万吨/年特种石墨制造与加工项目,预计该项目将于2014年建成投产,由于特种石墨售价为10万元/吨左右,而毛利率更是高达50%-60%,所以3万吨/年特种石墨项目投产后将支撑公司未来业绩增长空间。

4、钢市有望回暖,铁精粉依旧是公司的现金牛业务。

公司铁精粉产能100万吨/年,毛利率一直在50%甚至60%以上,铁精粉业务的收入占比只有30%左右但利润占比却达到50%以上,可以说铁精粉业务是公司的现金牛业务。

尽管全球经济疲软降低了建筑业和制造业对钢铁的需求,但目前钢铁价格已经跌破了很多钢铁企业的成本价,随着铁工基等各项刺激政策的出台,预计2013年钢铁市场有望逐步回暖,铁精粉业务对公司业绩的贡献有望维持稳定。

一、实验目的1. 了解铸铁的基本性质和分类；2. 掌握铸铁的微观组织结构及其影响因素；3. 分析铸铁的性能与组织之间的关系；4. 探讨铸铁在实际应用中的优势与局限性。

二、实验原理铸铁是一种以铁为主要成分，含有一定比例的碳、硅、锰、硫、磷等元素的合金。

根据碳的存在形式，铸铁可分为灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和耐磨铸铁等。

铸铁具有优良的铸造性能、减震性、耐磨性和切削性等特点，广泛应用于机械制造、交通运输、建筑、化工等行业。

三、实验内容1. 铸铁的宏观观察（1）观察灰口铸铁的宏观组织：将灰口铸铁试样进行打磨、抛光，用4%的硝酸酒精溶液进行侵蚀，然后在显微镜下观察其宏观组织，包括石墨形态、基体组织、共晶团等。

（2）观察球墨铸铁的宏观组织：将球墨铸铁试样进行打磨、抛光，用4%的硝酸酒精溶液进行侵蚀，然后在显微镜下观察其宏观组织，包括球状石墨、基体组织、共晶团等。

2. 铸铁的微观组织分析（1）分析灰口铸铁的微观组织：观察石墨形态、基体组织、共晶团等，分析其对铸铁性能的影响。

（2）分析球墨铸铁的微观组织：观察球状石墨、基体组织、共晶团等，分析其对铸铁性能的影响。

3. 铸铁的性能测试（1）冲击试验：按照国家标准GB/T 229-1994进行冲击试验，测试铸铁的冲击韧性。

（2）硬度试验：按照国家标准GB/T 231-2007进行硬度试验，测试铸铁的布氏硬度。

（3）耐磨性试验：采用磨料磨损试验机，测试铸铁的耐磨性。

四、实验结果与分析1. 铸铁的宏观组织观察（1）灰口铸铁的宏观组织：石墨呈片状分布，基体组织为珠光体和铁素体，共晶团较为明显。

（2）球墨铸铁的宏观组织：石墨呈球状分布，基体组织为珠光体和铁素体，共晶团较为明显。

2. 铸铁的微观组织分析（1）灰口铸铁的微观组织分析：石墨形态、基体组织、共晶团等因素对铸铁性能有显著影响。

石墨形态以片状为主，有利于提高铸铁的减震性；基体组织以珠光体和铁素体为主，有利于提高铸铁的强度和硬度；共晶团有助于提高铸铁的韧性。

灰铸铁材料的静力学性能与疲劳性能张锦;贾成玺;马荣华【摘要】采用不同的碳当量,对某发动机用灰铸铁材料的化学成分进行了优化改进,改进前硅碳含量比cSi/cC＝0．63,改进后硅碳含量比cSi/cC＝0．7左右,对改进前后附铸试棒的静力学性能和疲劳性能进行了检测.结果表明：当碳当量cCE＝3．80％(质量分数)、硅碳含量比cSi/cC＝0．7左右时,灰铸铁材料的各项性能均处于较好状态；硅碳含量比c Si/c C 高的材料,其弹性模量也高,而抗拉强度和规定总延伸强度又均随弹性模量的提高而提高；相同疲劳环境下,弹性模量高的材料,其疲劳循环周次也高；经改进后,试验灰铸铁材料的抗拉强度在330~350 MPa、弹性模量在185000~195000 MPa,拉拉疲劳极限在47．5~51 MPa.%Using different carbon equivalent contents,the chemical compositions of gray cast iron material used for an engine were improved and optimized with the ratio of silicon content to carbon content (cSi/cC )changing from 0.63 (before improvement)to 0.7 (after improvement),and the static mechanical properties and fatigue properties of the attached cast test blocks were tested before and after improvement.The results show that when the carbon equivalent content cCE=3.80% (mass)and cSi/cC=0.7,the performances of the gray cast iron material were in good condition.The material with higher cSi/cC had higher elastic modulus,and the tensile strength and total extension proof strength also increased with the increase of elastic modulus.Under the same fatigue condition,the material with higher elastic modulus had higher fatigue cycles.After improvement,the tensile strength of the gray cast iron material was330~350 MPa,the elastic modulus was 185 000~195 000 MPa,and the tensile fatigue limit was 47.5~51 MPa.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2016(052)008【总页数】4页(P567-569,588)【关键词】灰铸铁;硅碳含量比;抗拉强度;弹性模量;规定总延伸强度;疲劳循环周次;疲劳极限【作者】张锦;贾成玺;马荣华【作者单位】宁夏共享集团股份有限公司检测中心，银川 750021;宁夏共享集团股份有限公司检测中心，银川 750021;宁夏共享集团股份有限公司检测中心，银川 750021【正文语种】中文【中图分类】TG142.1;TG115.1发动机用灰铸铁材料在服役过程中不仅受到静力载荷的作用，还会受到远小于静强度的交变载荷的作用，所以材料不仅要有一定的静强度，还必须要有一定的抗疲劳性能。

HT250灰铸铁HT250灰铸铁灰铸铁性能分析材料名称：灰铸铁牌号：HT250标准：GB 9439-88●特性及适用范围：为珠光体类型的灰铸铁。

其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优，需进行人工时效处理。

可用于要求高强度和一定耐蚀能力的泵壳、容器、塔器、法兰、填料箱本体及压盖、碳化塔、硝化塔等；还可制作机床床身、立柱、气缸、齿轮以及需经表面淬火的零件●化学成份：碳C ：3.16～3.30硅Si：1.79～1.93锰Mn：0.89～1.04硫S ：0.094～0.125磷P ：0.120～0.170●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：250硬度：(RH=1时)209HB试样尺寸：试棒直径：30mm●热处理规范及金相组织：热处理规范：（由供方定，以下为某试样的热处理规范，供参考）铸态金相组织：片状石墨＋珠光体生产HT200 HT250 灰铸铁，灰铸铁性能用途及。

铸铁可分为①灰口铸铁。

含碳量较高（2.7％～4.0％），碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。

熔点低（1145～1250℃），凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。

用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。

②白口铸铁。

碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。

凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。

硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。

多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。

③可锻铸铁。

由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧铁。

其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和韧性。

用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。

④球墨铸铁。

将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。

比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。

用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。

⑤蠕墨铸铁。

将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。

力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。

用于制造汽车的零部件。