球墨铸铁切削

1.2 球墨铸铁的热处理
球墨铸铁的热处理工艺：
主要有退火、正火、调质、等温淬火
1.2 球墨铸铁的热处理
退火的目的在于获得铁素体基体。球化剂增大 铸件的白口化倾向，当铸件薄壁处出现渗碳体时，为 了获得塑性好的铁素体基体，并改善切削性能，消除 铸造应力，根据铸铁的铸造组织，可采用两种退火工 艺。
正火的目的在于温度，又分高温正火（完全奥氏 体化正火）和低温正火（不完全奥氏体化正火）两种。
1.1 球墨铸铁的成分、组织、
性能和用途
应用：
由于球铁具有优异的力学性能，因此可用 于负荷较大、受力较复杂的零件，甚至能代替碳 钢制造某些零件。
如珠光体基体的球铁，常用于制造柴油机曲 轴、连杆、齿轮、机床主轴、蜗轮、蜗杆，轧 钢机的轧辊，水压机的工作缸、缸套、活塞等。 而铁素体的球铁，可用于制造受压阀门、机 器底座、汽车后桥壳等。
工 程 材 料 及 热 处 理
球墨铸铁
石墨成球状的铸铁称为球墨铸铁，是 在灰口铸铁的铁液中加入球化剂（稀土镁合 金等）和变质剂（硅铁）进行球化变质处理 后得到的。
铸造性能好 成本低廉 生产方便
1.1 球墨铸铁的成分、组织、 性能和用途
与灰铸铁相比，它的硫含量较低，而 碳含量较高，一般为过共晶成分，以利于石 墨球化。
但是调质处理一般只适用于小尺寸的铸件，当 尺寸过大时，铸件内部淬不透，处理效果不好。
1.2 球墨铸铁的热处理
淬火等温淬火时，将零件加热到奥氏体区，保温一定时 间后，在300℃左右的等温盐浴中冷却并保温，使基体 在此温度下转变为下贝氏体。球墨铸铁经等温淬火后不 仅可以获得较高的强度，同时还具有良好的塑性和韧性。
1.2 球墨铸铁的热处理
完全奥氏体正火工艺曲线图

衰 退 和 热 处 理 。针 对 这 四 个 主要 影 响 因素 ，通 过 严 格 控 制 化 学成 分 ，选 用优 质 的 生铁 和废 钢 ，
调整 工艺设 计 ，使 用长效孕育剂 ，出铁后有效清渣并快速 浇注 ，采用合适的热处理的工艺，最
终 可 改善 球 墨铸 铁 加 工 性 能 。
关 键 词 ：切 削加 工 性 能 ；碳 化 物 ； 孕 育 ； 热 处 理
中 图分 类 号 ：ＴＧ２５５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ： １ ６７３－３３２０ （２０１ ６）０２－００１３－０４
Ｈｏｗ ｔｏ Ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ Ｍ ａｃｈｉｎｉｎｇ Ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｏｆ Ｄｕｃｔｉｌｅ Ｃａｓｔ Ｉｒｏｎ
ＣＨＡＩ Ｓｈｅｎｇｌｉｎ１，ＮＩＥ Ｓｈｕａｎｇ１，Ｍ ＩＡＯ Ｄｅｚｈｕａｎｇ
所 谓 的 球 墨 铸 件 切 削 加 工 性 能 是 指 后 续 工 种 对 球 墨 铸 件 进 行 切 削 加 工 的难 易 程 度 。本 文 以实 际 生 产 与 理 论 知 识 结 合 ，介 绍 了如 何 改 善 球 墨 铸 铁 件 的切 削 加 工 性 能 。
１ 影 响 球 墨 铸 铁 件 的 切 削 加 工 性 的 主要 因素
他 一 些 壁 较 厚 的地 方 因 为 冷 却 速 度 慢 ， 常 常 用 加 冷 铁 的 方 法 来 加 快 局 部 冷 却 ， 此 时 要 注 意 不 要 因 为 冷 却 速 度 过 快 造 成 碳 化 物 量 的上 升 。
２）球 墨 铸 铁 的一 个 重 要 工 序 是 球 化 处 理 。 目 前 大 多 数 球 化 剂 是 采 用 硅 铁 镁 合 金 ， 此 球 化 剂 会 促 进 碳 化 物 的形 成 ， 因 此 在 球 化 处 理 后 ， 为 了抑 制 球 化 时形 成 碳 化 物 ， 通 常 用 孕 育 处 理 的 方 法 控 制 球 墨 铸 铁 中共 晶 碳 化 物 的形 成 。其 原 理 是 孕 育 处 理 会 增 加 球 墨铸 铁 的 形 核 率 ，增 加 形 成 球 墨 的 数 目 ， 同 时 将 铸 铁 凝 固 时 的 过 冷 度 降 至 不 易 形 成 共 晶碳 化 物 或 白 口的程 度 。

主题词：铸件，球墨，铸铁，加工余量，一般公差。

本标准的规定不再适用于新设计。

新设计时用DIN ISO 8062。

尺寸为 mm1 引用范围本标准用于球墨铸铁件的一般公差以及所需的切削加工余量，该球墨铸铁件的供货技术条件在DIN 1693-1中规定。

角度的一般公差未规定，因为对此尚无经验。

若需对角度确定精度，那么对此确定公差。

2 同时有效的标准DIN 1680-1 铸件；一般公差和加工余量；概述DIN 1680-2 铸件；一般公差系统DIN 1690 （目前为草案）金属材料铸件一般供货技术条件3 概念“一般公差”和“精度”的概念在DIN 7182-1中作一般规定而采用在DIN 1680-1中对铸件的定义。

“加工余量”的定义在DIN 1680-1中规定。

4 精度等级4.1 与尺寸偏差的关系在球墨铸铁件中尺寸偏差显然取决于：a)模型的尺寸精度，取决于材料种类和铸件设计的尺寸收缩率，造型和浇铸时的细心程度和取决批量的造型与浇铸方向，用精度等级所作的标记。

b)名义尺寸的大小。

4.2 精度等级的使用为确定尺寸偏差必须用表1和表2的精度等级。

对长度和厚度尺寸只应选择相同的精度等级。

例外情况见DIN 1680-1。

4.3 名义尺寸范围的限制名义尺寸范围必须在某个精度等级时限制范围，该范围用尺寸值进一步保险。

在一定精度等级下超出规定尺寸范围的尺寸下级较粗精度有效。

5 加工余量BZ加工余量BZ取决于铸件外部最大的尺寸。

加工余量对所有精度等级都是相同的，见表3，例外情况见DIN 1680-1。

小于500 mm的外部尺寸允许减小加工余量按表3 值之半，当如在大批生产、优化模型浇铸系统、浇铸方法和有关加工表面及基准表面的切削生产时应在产需双方涉及协议。

见表4。

对铸件重量大于1000kg和/或壁厚大于50mm时加工余量也需在产需双方签订协议。

6 图纸标注铸件的侧面、底面和上面的精度等级和加工余量按本标准选择时，标记如下：公差和余量 DIN 1685-GTB17-BZ2,5/3其它标注见DIN 1680-1。

6、耐磨性 球墨铸铁是良好的耐磨和减磨材料， 耐磨性优于同样基体的灰铸铁、碳钢以致 低合金钢。 （1）润滑耐磨 球墨铸铁的耐磨性优于灰铸铁。 （2）磨料磨损 球墨铸铁在磨料磨损条件下也有一定 应用。但与白口铸铁、低合金钢相比，普 通球墨铸铁的耐磨性并不太好，只有合金 球墨铸铁或合金贝氏球墨铸铁有良好的耐 磨性。
130－180
130－180 160－210 170－230 190－270 225－305 245－335 280－360
铁素体
铁素体 铁素体 铁素体＋珠光体 珠光体＋铁素体 珠光体 珠光体或回火组织 贝氏体或回火索氏体
一、球墨铸铁的力学性能
1、净荷载性能 （1）硬度 球墨铸铁的硬度主要取决于基体组织，而且 与抗拉强度、延伸率等净荷载性能有相应的关系。 （2）强度和塑性 球墨铸铁的强度和塑性主要取决于基体组织， 下贝氏体或回火马氏体强度最高，其次是上贝氏 体、索氏体、珠光体。 随着铁素体增多，强度下降，延伸率增加。 奥氏体或铁素体强度较低，塑性较好。
各种基体组织球墨铸铁的弯曲疲劳强度
3、高温性能 （1）硬度 各种球墨铸铁低温下有很好的硬度，但在540℃时开始粒状化， 高于650℃ 开始分解，硬度开始下降并逐渐接近铁素体球墨铸铁的 硬度。
四种退火球墨铸铁的高温硬度 200
布氏硬度HBS
150 100 50 0
上贝氏体 下贝氏体 珠光体 铁素体
0
℃
各种基体组织球墨铸铁常温冲击韧度
铁素体球墨铸铁试样冲击吸收功－温度曲线
（2）疲劳强度 某些球墨铸铁具有很高的疲劳强度，相当于45号正火 钢，如珠光体球铁。
材料 铁素体球铁 铁素体球铁 珠光体球铁 珠光体球铁 珠光体球铁 贝氏体球铁 铁素体球铁 抗拉强度σ （MPa） 461 470 735 760 710 1170－1470 490

球墨铸铁加工切削参数球墨铸铁是一种常见的材料，具有高强度、耐磨、耐腐蚀等优点，广泛应用于各种机床零部件、汽车零部件、农机零部件等领域。

在球墨铸铁加工切削过程中，合理选择切削参数对于加工效率、切削质量和工具寿命起着重要作用。

下面将对球墨铸铁加工切削参数进行详细介绍。

1. 切削速度：切削速度是指工件表面被切削掉的材料的线速度，通常用V表示，单位是m/min。

选择合理的切削速度可以保证切削过程中材料的变形、磨损和变质等现象最小，同时也要考虑到工具的耐磨性。

一般情况下，切削速度的选择范围为30-150m/min。

2. 进给量：进给量是指滑块在单位时间内沿切削方向的移动距离，通常用f表示，单位是mm/r。

进给量的选择要根据切削速度、切削深度和工具的耐磨性等因素综合考虑，一般来说，较低的进给量可以提高加工表面质量，而较高的进给量可以提高加工效率。

具体的选择范围要根据具体情况而定。

3. 切削深度：切削深度是指工件被切削掉的材料的厚度，通常用ap 表示，单位是mm。

切削深度的选择要根据工件的材料性质、切削性能以及刀具的刚度和工件的稳定性等因素综合考虑。

一般情况下，切削深度的选择范围为0.1-3mm。

4.切削力：切削力是指刀具在切削过程中对工件施加的力，它是切削过程中能量消耗的重要指标。

切削力的大小与切削参数、刀具形状、刃磨状态以及工件的刚度和强度等因素有关。

一般来说，合理选择切削参数可以降低切削力，提高切削效率和工具寿命。

5.切削液：切削液在球墨铸铁加工切削过程中起着冷却、润滑、降温和清洁的作用。

合理选择切削液的类型和用量可以有效降低切削温度、减少切削力和摩擦，并提高加工质量和工具寿命。

常用的切削液有液压油、切削油和切削液等，根据具体情况选择合适的切削液。

以上是关于球墨铸铁加工切削参数的一些介绍，正确选择合适的切削参数可以提高加工效率、切削质量和工具寿命，同时还可以降低切削力、切削温度和能耗，从而达到更好的加工效果。

球墨铸铁件特点介绍球墨铸铁件是一种具有特殊结构和性能的铸造件，它在工业生产中广泛应用于各个领域。

本文将介绍球墨铸铁件的特点，并从材料特性、机械性能、耐腐蚀性能、加工性能等方面进行详细解释。

一、材料特性：球墨铸铁件是一种由球状石墨和铁基体组成的铸造材料。

它具有优良的铸造性能，可以实现复杂形状的铸造，并且容易加工。

球墨铸铁件的石墨形态决定了它的特殊性能，使其具有良好的韧性和高强度。

与普通灰铸铁相比，球墨铸铁件具有更好的抗拉强度和韧性，其强度和硬度可与一些铸钢相媲美。

二、机械性能：球墨铸铁件具有优异的机械性能，其强度、硬度和韧性都较高。

它的屈服强度和抗拉强度都比灰铸铁高，抗冲击能力也更强。

这使得球墨铸铁件在承受大的载荷和冲击负荷时表现出色，可以在机械传动系统、汽车零部件、工程机械等高强度和耐磨损的场合得到广泛应用。

三、耐腐蚀性能：球墨铸铁件具有良好的耐腐蚀性能，特别是在一些腐蚀介质中的抗蚀性能较好。

它在湿式环境下不易生锈，耐碱性能也较强。

这使得球墨铸铁件可以应用于一些腐蚀性较强的场合，如化工设备、海洋工程等。

四、加工性能：球墨铸铁件的加工性能较好，可以进行钻孔、铣削、车削、切割等多种加工工艺。

与铸钢相比，球墨铸铁件的切削性能更好，切削力和切削温度较低，切削工具的寿命也更长。

这使得球墨铸铁件在加工过程中能够更好地保持尺寸精度和表面质量。

总结起来，球墨铸铁件具有材料特性独特、机械性能优良、耐腐蚀性能强和加工性能好等特点。

它在汽车工业、机械制造、石油化工、铁路交通等领域得到广泛应用。

随着科技的不断进步，球墨铸铁件的性能不断提高，应用范围也在不断扩大。

我们相信，在未来的发展中，球墨铸铁件将继续发挥重要作用，为各个领域的发展做出更大的贡献。

球墨铸铁的名词解释球墨铸铁（Ductile Iron），也称球墨铸造铁、球墨球铸铁、球墨铸铁等，是一种铸铁中的一种特殊种类。

它以其优异的机械性能和高强度而被广泛应用于各个领域，从汽车工业到建筑工程，都有着重要的作用。

球墨铸铁是在铸铁基体中添加一定量的镁合金元素（通常为硫酸镁或硫酸镁盐溶解沉淀）后铸造而成。

这种特殊的合金化处理赋予了球墨铸铁既具有铸铁的良好流动性和铸造性能，又具有钢铁的高强度和高韧性。

首先，球墨铸铁的名字来自其外观，它铸造后的铁皮表面呈现出许多球状的石墨颗粒。

这些石墨球形态的存在是由于镁在铁水中与硫形成的镁硫化合物与石墨晶体反应，造成晶体失稳并生成球状石墨颗粒。

这些球状石墨颗粒在弯曲和扭曲应力下具有更好的断裂性能，从而提高了球墨铸铁的韧性和延展性。

其次，球墨铸铁具有出色的机械性能。

相对于灰口铸铁和普通铸铁，球墨铸铁的抗拉强度和抗压强度更高。

这是由于镁在铁水中的作用，能够阻碍石墨晶体的成长，增加铁素体晶格的不规则度，从而提高合金的强度，降低矩阵组织间的应力集中程度。

此外，球墨铸铁还具有良好的耐磨性、耐热性和耐冲击性能，能够适应复杂的工作环境和高强度的使用要求。

此外，球墨铸铁还具有优良的切削加工性能和耐蚀性。

球墨铸铁较硬度低，易于切削和加工，大大降低了模具制造和加工的困难度。

同时，球墨铸铁的耐腐蚀性也较好，对酸、碱和盐等介质有良好的抗腐蚀能力，使其在化工、食品加工等行业中得到广泛应用。

然而，球墨铸铁也存在一些不足之处。

例如，其冷却收缩系数相对较大，易引起内部晶间缩孔和表面缺陷。

此外，球墨铸铁在高温下容易发生奥氏体再生，导致性能下降。

因此，在生产过程中需要严格控制降温速度和冷却条件，以保证球墨铸铁的质量。

综上所述，球墨铸铁是一种通过镁合金化处理铸铁而成，具有石墨球颗粒分布、优良的机械性能、良好的切削加工性能和耐腐蚀性能的特殊合金材料。

它在汽车、机械、建筑、化工等各个领域具有广泛的应用前景。

球墨铸铁生产工艺流程球墨铸铁是一种由球状石墨组织环绕的铁素体组织，具有优异的机械性能和良好的耐蚀性能。

下面是球墨铸铁的生产工艺流程。

1. 原料准备：将生铁、废钢、废铁等原料按照一定比例混合，以保证合金成分的准确性和均匀度。

2. 原料熔炼：将混合好的原料放入高炉中进行熔炼。

炉温一般为1500-1600℃，炉内的铁液要达到足够的液态度和连续重量。

3. 处理渣出炉：熔炼后，对炉内生成的渣进行处理。

通常会采用机械捞渣或氧气在渣中切割等方式进行处理，以确保铁液的质量。

4. 球化处理：对铁液进行球化处理以生成球状石墨。

一般球化剂为球墨化剂或球化包，在一定温度和时间下进行球化处理，使铁液中原本形成的石墨变成球状。

5. 调质处理：球化处理后，对球化铁液进行冷却，并加入适量的纯铁或调质剂以调整合金成分和控制结晶过程，以提高球墨铸铁的性能。

6. 铸造处理：将调质处理后的球墨铸铁液倒进模具中进行铸造。

模具一般采用砂型或金属型。

铸造过程中要注意温度控制、液态铁的流动和凝固，确保铸件的质量。

7. 淬火处理：对铸件进行淬火处理，以控制铸件的组织和性能。

通常通过加热到适当温度再迅速冷却的方式进行淬火处理。

8. 精加工和检测：对淬火后的铸件进行切削、铣削、磨削等精加工工艺，以获得所需的形状和尺寸。

同时进行外观检验、尺寸测量和力学性能测试等质量检测。

9. 表面处理和涂装：对精加工后的铸件表面进行研磨、喷砂、打磨等处理，以改善表面光洁度和质感。

然后进行涂装，以提高铸件的耐蚀性能和装饰性能。

10. 包装运输：将经过表面处理和涂装的球墨铸铁件进行包装和装箱，以便安全运输和储存。

综上所述，球墨铸铁的生产工艺流程包括原料准备、原料熔炼、处理渣出炉、球化处理、调质处理、铸造处理、淬火处理、精加工和检测、表面处理和涂装以及包装运输等环节。

这些环节相互关联，每个环节都对最终的球墨铸铁产品的质量起着重要的作用。

球墨铸铁的热处理分析及解决方法除了可锻铸铁球墨铸铁退火将渗碳体分解为团絮状石墨外，铸铁的热处理目的在于两方面：一是改变基体组织，改善铸铁性能，二是消除铸件应力。

值得注意的是：铸件的热处理不能改变铸件原来的石墨形态及分布，即原来是片状或球状的石墨热处理后仍为片状或球状，同时它的尺寸不会变化，分布状况不会变化。

一、球墨铸铁时效铸造过程中铸铁件由表及里冷却速度不一样，形成铸造内应力，若不消除，在切削加工及使用过程中它会使零件变形甚至开裂。

为释放应力常采用人工时效及自然时效两种办法。

将铸件加热到大约500~560℃保温一定时间，接着随炉冷取出铸件空冷，这种时效为人工时效；自然时效是将铸铁件存放在室外6~18个月，让应力自然释放，这种时效可将应力部分释放，但因用的时间长，效率低，已不太采用。

二、改善铸铁件整体性能为目的热处理为改善铸铁件整体性能常有消除白口退火，提高韧性的球墨铸铁退火，提高球墨铸铁强度的正火、淬火等。

(1).提高球墨铸铁强度的正火球墨铸铁正火的目的是将基体组织转换为细的珠光体组织。

工艺过程是将基体为铁素体及珠光体的球墨铸铁件重新加热到850-900℃温度，原铁素体及珠光体转换为奥氏体，并有部分球状石墨溶解于奥氏体，经保温后空冷奥氏体转变为细珠光体，因此铸件的强度提高。

(2).提高韧性的球墨铸铁退火球墨铸铁在铸造过程中此普通灰口铸铁的白口倾向大，内应力也较大，铸铁件很难得到纯粹的铁素体或珠光体基体，为提高铸铁件的延性或韧性，常将铸铁件重新加热到900-950℃并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600℃出炉变冷。

过程中基体中的渗碳体分解出石墨，自奥氏体中析出石墨，这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体全转换为铁素体。

若铸态组织由(铁素体＋珠光体)基体，以及球状石墨组成，为提高韧性，只需将珠光体中渗碳体分解转换为铁素体及球状石墨，为此将铸铁件重新加热到700-760℃的共析温度上下经保温后炉冷至600℃出炉变冷。

转速 和进 给量 不 变 的情 况 下 ， 切 深对 粗 糙 度 的影 响 如表 ５所 示 。 由表 ５可 以看 出 ， 铣削 过程 中 ， 在转 速 和进 给量 一定 的条件 下 ， 基 本 上是 工 件 表 面粗 糙 度
各 铣 削参 数 对 表 面粗 糙 度 有影 响 ； 表 面粗糙 度 随着 铣削速 度 的增 加 而减 小 ； 表 面粗 糙 度 随 着进 给
的提 高 而减 小 。
表 ４ 转 速 与 粗 糙 度 的 关 系
３ 结 论
对 材料 为 Ｑ Ｔ ５ ０ ０—７的 试 件 进 行 正 交 试 验 ， 用 相 同材料 的进 排气 管 进行 了试 验 验 证 ， 得 到 的 结论 ２ ． ２ 切 深的 影 响
是：
设定 转速 为 ９ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 、 进给量为 ０ ． ４ ｍ ｍ ／ ｒ ， 在
中插 １ ４ 、 株洲 天力 锻业 有 限责任 公 司
中插 １ ５ 、 株洲天 力锻 业有 限责 任公 司 中插 １ ６ 、 株 洲时 代新 材料科 技 股份有 限公 司 中插 １ ７ 、 山西华 豹涂 料有 限公 司 中插 １ ８ 、 北 京奥 祥通 风设备 有 限公 司 后插 １ ９ 、 《 机车 车辆工 艺》 第 三届 理事 会 后插 ２ ０ 、 《 机 车 车辆工 艺》 第 三届 理事 会 后插 ２ １ 、 《 机车 车辆 工艺》 第 三 届理事 会 后插 ２ ２ 、 中 国北 车集 团大连 机 车车辆 有 限公 司 后插 ２ ３ 、 泰尔重 工股 份有 限公 司 后插 ２ ４ 、 江 苏金 陵特 种涂料 有 限公 司 后插 ２ ５ 、 长 春轨 道客 车装备 有 限责任 公 司 后插 ２ ６ 、 金 鹰重 型工程 机械 有 限公 司 后插 ２ ７ 、 中国北 车集 团大 同 电力 机车 有 限责任 公 司 后插 ２ ８ 、 中国南 车集 团投资 管理 公 司 封三、 莱 茵技 术 （ 上海） 有 限公 司 封四、 瑞迪 世 纪 （ 北京） 探 伤设 备有 限公 司

球墨铸铁基础知识
目录
球墨铸铁优点及应用
球墨铸铁制取பைடு நூலகம்理
球墨铸铁工艺简介 球墨铸铁主要缺陷
球墨铸铁是指铁液在凝固过程中碳以球型石墨析出的铸铁。不灰 铸铁相比，其最大丌同是石墨形状的改变，避免了灰铸铁中尖锐石墨 存在，使得石墨对金属基体的切口作用大为减少，基本消除了片状石 墨引起的应力集中现象，使金属基体的强度利用率达到70～90％，使 金属基体的性能得到很大程度的发挥。 球墨铸铁可以像钢一样，通过热处理和合金化等措施来进一步提 高其使用性能。比如，处理过的球墨铸铁可以取得很好的韧性，延伸 率高达24％；抗拉强度可以高达 1400MPa ，基本接近钢材。 不钢材相比，球墨铸铁成本相对较低。 由于球墨铸铁产量的丌断 增加，性能丌断开 发，现已成功部分取代了锻钢和铸钢，成为前景广 阔的金属结构材料。
3.2球墨铸铁工艺简介
型砂制备 型腔制作 造型 制芯
入库 沙箱 旧砂 合 箱 浇注 倒包孕育
冷却 落砂 清理 浇冒口 合格 检验 废品
芯盒制作
芯砂制备
球化 熔炼 金属炉料 回炉料
球墨铸铁主要缺陷
4.1球墨铸铁主要缺陷 胀砂 气孔 缩孔、疏松 裂纹
飞边 球化丌良 和球化衰退
主要缺陷
砂眼
偏芯
冷隔
4.2 球墨铸铁主要缺陷特征
对球化起干扰的元素
如：铅、铝等
元素 残留量过低 镁 ①石墨丌球化 戒球化丌良； ②球化衰退过 快
残留量过高 ①白口倾向增加； ②缩孔、缩松增加； ③夹杂物增加，尤其促进 黑渣形成； ④促进生成皮下气孔
残留量 0.03~0 .06%
①中和干扰元 ①增加白口倾向； 素的作用丌足， ②促进碳化物在晶界偏析； 稀土 影响球化等级； ③增加珠光体量，丌利于 0.01~0 ②孕育衰退不 铸态铁素体球铁的生产； .03% 球化衰退过快 ④石墨圆整度差； ⑤夹杂物增加

• QTσ0.2/σb=0.7-0.8，钢 σ0.2/σb= 0.3-0.57
弹性模量：159,000~172,000MPa
➢ 球墨铸铁的弹性模量随球化率的降低而降低。
球墨铸铁的验收
➢ 以抗拉强度和延伸率两个指标作为验收依据。 ➢ 生产工艺稳定的条件下，可根据硬度值进行验收。
硬度与强度的对应关系必须建立在球化合格，化学成 分、孕育稳定的基础上。
的基体类型。
焊补性
➢ 球墨铸铁不能焊接，只能焊补。
➢ 球墨铸铁中稀土镁合金含量较高时，在焊缝和近焊 缝区易产生白口或马氏体组织，形成内应力和裂 纹。
➢ 国家标准GB/T10044－1988规定了适用于球墨铸 铁焊补用的焊条，按照要求，可获得高强度珠光体 基体球墨铸铁的焊缝。
9
铁素体球墨铸铁（F体高韧性）
➢ 铸造工艺合理稳定，为保证性能，规定按硬度验收 时，必须检验金相组织，其球化率不得低于4级。
➢ 即使硬度和球化合格，由于基体其中存在渗碳体、 磷共晶、高硅固溶强化等，强度和韧性也可能达不 到要求。
➢ 生产工艺不稳定时，不能根据硬度值验收。
13
冲击韧度
➢ 铁素体球墨铸铁由于含硅量变化，贝氏体球墨铸铁 由于上、下贝氏体及奥氏体数量变化，冲击韧度的 变化范围较大。
强度和塑性
➢ 球墨铸铁的强度和塑性主要取决于基体组织
• 下贝氏体B下或回火马氏体M回强度最高； • 其次是上贝氏体B上、索氏体S体、珠光体P体、F体； • 铁素体增多，强度下降，延伸率增加； • 奥氏体或铁素体强度较低，塑性较好。
➢ 球墨铸铁的屈服点σ0.2高，超过正火45钢 ➢ 比强度σ0.2/σb也高于钢
布氏硬度HBS
四种退火球墨铸铁的高温硬度
180

当有稀土元素存在时，则 Mg 可低些。 根据基体组织的不同，常用的球墨铸铁分为三种类型：铁素体球铁、 铁素体― 珠光体球铁及珠光体球铁，其显微组织如图所示。
铁素体球墨铸铁
铁素体－珠光体球墨铸 铁
珠光体球墨铸铁
球墨铸铁的显微组织
球墨铸铁良好的机械性能是与其组织特点分不开的，在球铁中，石 墨结晶成球状，对基体的割裂作用大为减小，基体强度的利用率达（70～ 90）%，抗拉强度不仅高于铸铁，甚至还高于碳钢，σb＝(400～600)MPa， σs＝(300～400)MPa。屈强比σs/σb 为 0.7～0.8，比钢约高 40%左右。 塑性、韧性比灰口铸铁大大提高，δ＝(1.5～10)%，经热处理最高可达
δ＝(20～25)%。 球墨铸铁不仅具有远远超过灰铁的机械性能，而且同样也具有灰铁 的一系列优点。如良好的铸造性能、减摩性、切削加工性及低的缺口敏 感性等。甚至在某些性能方面可与锻钢相媲美，如疲劳强度大致与中碳 钢相似，耐磨性优于表面淬火钢等。此外，球铁还可适应各种热处理， 使其机械性能提高到更高的水平。因此。球铁一出现就得到迅速的发展。 它可代替部分钢作较重要的零件，对实现以铁代钢、以铸代锻起重要的 作用，具有较大的经济效益。例如，珠光体球铁常用于制造曲轴、连杆、 凸轮轴、机床主轴、水压机气缸、缸套、活塞等。铁素体球铁用于制造
盘铸件需进行退火处理。 2.正火
目的是增加基体组织中珠光体的含量，并使其细化，提高铸铁的强 度、硬度和耐磨性，如发动机的缸套、滑座和轴套等铸件均要进行正火。
此外，还能将铸态珠光体球铁进行调质和等温淬火，以获得高的强度和硬度，但是都只适宜 于小件。
并适合流水作业生产等优点。 因球化处理时铁水温度有所降低，为保证流动性，应使铁水的出炉
温度高些。 四、球墨铸铁的热处理 由于球铁基体组织与钢相同，球铁石墨又不易引起应力集中，因此 它具有较好的热处理工艺性能。凡是钢可以采用的热处理，在理论上对 球铁都适用。常用的热处理方法有以下几种：

球墨铸铁特性及应用球墨铸铁是一种具有球状石墨微晶结构的铸铁材料，通常也被称为球墨铸铁、球铁或球墨铸铁。

它具有铸铁与钢之间的特性，结合了两者的优点，因而在工程领域得到了广泛应用。

球墨铸铁的主要特性如下：1.高强度：球墨铸铁具有优良的机械性能，其强度和韧性远高于普通铸铁，接近于普通碳钢，尤其是高强度球墨铸铁。

2.耐磨性：球墨铸铁具有较高的耐磨性，尤其适用于高速流动和磨损的环境，如水泵壳体、矿山机械等。

3.耐蚀性：球墨铸铁具有较强的耐腐蚀性，尤其在一些腐蚀性介质中具有良好的表现，例如化工设备、海洋设备等。

4.抗冲击性：球墨铸铁在低温下仍然保持较高的韧性，具有较好的抗冲击性能，适用于振动、冲击负荷较大的场合。

5.易于加工性：球墨铸铁具有较好的切削性能和加工性能，可以进行铣削、钻孔、车削等常规加工，便于加工复杂形状的零件。

球墨铸铁的应用范围广泛，主要包括以下几个方面：1.汽车工业：球墨铸铁被广泛应用于汽车发动机的缸体、缸盖、曲轴箱、曲轴等零部件，以及车桥、悬挂系统等。

2.轨道交通：球墨铸铁适用于轨道交通行业的制动系统、悬挂系统、轮毂等零部件，其高强度和耐磨性能可以满足列车高速行驶的要求。

3.建筑领域：球墨铸铁在建筑领域广泛应用于桥梁支座、排水管道、雨水口等，其耐腐蚀性和耐候性能使之成为优选材料。

4.农业机械：球墨铸铁在农业机械上用于制造拖拉机的发动机座、曲轴箱底壳、变速器底盘等，其高强度和抗冲击性能可适应农业作业中的恶劣环境。

5.工具机械：球墨铸铁被广泛应用于机床的床身、工作台、主轴座等关键零部件，其高强度和刚性可确保机床的精度和稳定性。

总之，球墨铸铁作为一种优良的铸铁材料，具有高强度、耐磨、耐蚀、抗冲击等特性，广泛应用于汽车工业、轨道交通、建筑领域、农业机械、工具机械等领域。

其独特的性能使之成为工程领域中不可或缺的材料。

注：从 ISO/DIS 148-1：1996 Metallic materils—Charpy impact test(Y— notch and U—notch) 中引用事项与本标准的该部分等同。
JIS Z 2241 金属材料的拉伸试验方法 注：从 ISO 6892：1984 Metallic materils—Tensile testing 中引用事项与本标准的该部分等同。
中引用事项与本标准的该部分等同。
ISO 945 Cast iron—Designation of mierostructure of graphite
3 定义 本标准使用的主要用语的定义如下：
a) 单铸试块 与铸件分开，每批使用砂型铸造的试块 b) 本体附铸试块 在铸铁件本体上所定的位置，附着于铸铁件，与铸铁件相同的铸型浇注的试 块。
4 种类符号
铸铁件的种类符号见表 1。
单铸试块的场合 FCD 350-22 FCD 350-22L FCD 400-18 FCD 400-18L FCD 400-15 FCD 450-10 FCD 500-7 FCD 600-3 FCD700-2 FCD 800-2
表 1 种类符号
本体附铸试块的场合 FCD 400-18A FCD 400-18AL FCD 400-15A FCD 500-7A FCD 600-3A
注：1 附于种类符号文字的 L 表示规定须做低温冲击。 2 附于种类符号文字的 A 表示本体附铸试块。
5 化学成分
铸铁件在特别必要的场合，进行 12.4 条试验，其化学成分应根据交货双方的协议。 6 机械性能
铸铁件进行 12.5 条试验，其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率以及冲击吸收功见表 2 和表 3。 作为参考，还列出硬度值及主要的基体组织。

JIS G 5502：2001球墨铸铁件本标准是依据1987年第2版发行的ISO1983 Spheroial graphite cast iron—Classification，编制成日本工业标准，并对相应的国际标准（ISO1083：1987）中没有规定的的项目（化学成分、内部质量、形状、尺寸、尺寸公差、加工量、重量、外观、分析试验、检查、表识及报告）作为日本工业标准进行了补充。

本标准中有下划线的处所，是相应的国际标准中没有的事项。

在附录书中很详细地进行介绍。

1适用范围本标准对球墨铸铁件（以下简称“铸铁件”）及其试块进行了规定。

注：本标准相应的国际标准如下所示。

还有，表示对应程度的符号根据ISO/IEC Guide21，IDT表示一致，MOD表示修改，NEQ表示不同。

ISO 1083：1987 Spheroial graphite cast iron—Classification（MOD）2引用标准下面的标准，由于在本标准中引用，构成了本标准的一部分。

这些引用标准，其最新版本（包含补充内容）适用于本标准。

JIS B 0403 铸件—尺寸公差及加工余量JIS G 1211 铁和钢—碳的定量方法JIS G 1212 铁和钢—硅的定量方法JIS G 1213 铁和钢中锰的定量方法JIS G 1214 铁和钢—磷的定量方法JIS G 1215 铁和钢—硫的定量方法JIS G 1253 铁和钢—等离子放电发光分光分析方法JIS G 1256 铁和钢—荧光X射线分析方法JIS G 1257 铁和钢—原子吸光分析方法JIS Z 2201 金属材料的拉伸试样注：从ISO 6892：1984 Metallic materils—Tensile testing中引用事项与本标准的该部分等同。

JIS Z 2202 金属材料的冲击试样注：从ISO/DIS 148-1：1996 Metallic materils—Charpy impact test(Y— notch and U—notch)中引用事项与本标准的该部分等同。

残余奥氏体造成的， 由于加工过程 中的切削力使材料 中的奥氏体组织变为马氏体组织 ， 从而降低了 Ａ Ｉ Ｄ 的加
工性 能 ， 个观 点还得 到 了 Ｇ ｎｌ ｈ Ｐｓｂ 、ｅｒ Ｓａ 四位研究 人员 的认 同 。 这 ｕｄａ 、ａｈ ｙＢｒ ｃ ｙ和 ｅｈ等
日 本学者 Ｃ ｅ ｉ 和 Ｋ ｉ ｉａ ｈｎＰ ｇ ｎ ｅ ｈ 研究 了 Ａ Ｉ ｓｍ Ｄ 材料的高速加工 ， 讨论了一系列刀具的材料和切 削性能， 指
淬 火球墨铸 铁 的切 削 』 。
郭旭红等人采用陶瓷刀具（ Ｃ５ ） Ｙ ６硬质合金刀具对等温淬火球墨铸铁材料进行干式精车削试验 Ｃ ６０ 和 Ｇ
（ 吃刀量 ａ ０３ ｍ， 给量 －＝ ．６ ｍ ｒ 背 ｐ＝ ．ｍ 进 厂 ０ １ｍ ／ ， ７ ／ ｉ、９ ／ ｉ、４ ｍ／ ｎ ， Ａ Ｉ ＝５ ｍ ｍｎ８ ｍ ｍｎ １ １ ｍｉ） 对 Ｄ 材料 的切 削加 工 性
文章编号 ：６ ３—０７ ２ １ ）一 １－ ０ ２— ４ １７ ４ Ｘ（０ ０ ０ ０ １ ０
切 削 用 量对 等 温 淬火 球 墨 铸 铁 切 削 力 影 响 的研 究
王持红 ， 郭旭红 ， 王 伟
（ 苏州大学机ห้องสมุดไป่ตู้电工程学院 ， 江苏 苏州 ２ ５２ ） １０ １
摘
要： 本研 究采 用陶瓷 刀具（ Ｃ ５ ） Ｃ ６０ 对等 温 淬 火球 墨铸 铁 （ 以下 简称 Ａ Ｉ 试棒 进 行 干 式精 车切 Ｄ）
削力试 验 ， 用压 电测 力仪 和 电荷放 大器对 其切 削 力进行 测 量 采 集 ， 过 正 交试验 分 析 了在 实验 室 使 通 条 件 下各 切 削用量 对主切 削力 的影 响 ， 优化 切 削用量 。研 究 结果 表 明 ： 削用 量 中背 吃 刀量 对主 切 切 削力的 影响 最大 ， 给量 次之 ， 削速度 对 主切 削力 的影响 最小 。 进 切 关键 词 ：等 温淬 火球 墨铸铁 ； 削力 ； 交分析 切 正