灰铸铁中常见的六种石墨类型
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灰口铸铁的石墨化过程
灰口铸铁是一种常见的铸造材料,其组成主要是由铁、碳、硅等元素组成。
其最重要的特点是含有大量的石墨,石墨是一种具有良好润滑性和导热性的碳化合物。
为了产生更多的石墨,需要进行灰口铸铁的石墨化过程。
灰口铸铁的石墨化过程,是通过加入铁中的一些特殊元素来实现的。
这些元素会改变铁的结构和组成,以便更易于形成石墨。
其中最常用的元素是硅(Si)和镁(Mg)。
硅是灰口铸铁中的一种主要元素,它可以促进石墨化过程。
在铸造过程中,加入一定量的硅可以提高溶液的温度和浓度,使得石墨晶体生长速度更快。
硅还可以促进铸件的凝固过程,减少缺陷和组织不均等问题。
镁是另一个常用的元素,它可以使灰口铸铁中的石墨更为稳定。
加入适量的镁可以形成一些稳定的化合物,从而减少石墨的脱离。
这也有助于提高铸件的机械强度和耐腐蚀性。
除了硅和镁之外,还有一些其他元素也可以促进石墨化过程。
例如锰(Mn)、铬(Cr)、钛(Ti)、钒(V)等元素,它们在铁中形成的化合物可以促进石墨的形成和生长。
在铸造过程中,为了实现最佳的石墨化效果,还需要控制铁水的冷却速度和浇注温度。
一般来说,铁水的冷却
速度越快,石墨化程度就越高。
但是,如果冷却速度过快,会导致铸件产生缺陷等问题。
因此,需要根据具体情况来确定最佳的铸造参数。
总之,灰口铸铁的石墨化过程是一种非常复杂的过程,它受到多种因素的影响。
为了实现理想的石墨化效果,铸造企业需要根据材料和工艺的要求,合理地选择合适的合金元素和加热措施,并积极实施监控和管理,确保铁的质量和铸件的性能达到最佳状态。
灰铸铁件的基本组成相_石墨
石墨是灰铸铁件特有的组成相,石墨晶体具有六方晶格结构,碳原子占据着六方棱柱体的各个角点。
单元晶格包含两个六方晶面和六个棱柱面,基面的碳原子以结合力较强的共价键联结,形成结合牢固的原子层。
相邻基面的原子层之间则以极性键结合,这种结构使石墨强度处于很低水平。
铸铁中的石墨通常分为4个基本类型,即,片状石墨、中间形态石墨、球状石墨和团絮状石墨。
片状石墨可由铁水中直接析出(初生石墨)或与奥氏体在共晶阶段协同生长而形成共晶石墨。
一个共晶团内片状石墨都是由一个核心生长出来的,在生长的过程中,晶体不断的产生分枝和弯曲。
由于生长的环境不同,片状石墨出现多种形貌,可按形貌分为A、B、C、D、E、F六种类型。
球状石墨是经过球化处理的铸铁中出现接近球形外廓的石墨,一些石墨的生长模式兼有片状石墨和球状石墨的特征,形态上兼有片状石墨和球状石墨的一些特点。
这类石墨称为中间形态石墨,即蠕墨铸铁中的蠕虫状石墨是典型的中间形态石墨。
絮状石墨是白口铸铁经过高温石墨化退火而产生的石墨。
这种由碳原子固态扩散而形成的石墨,常因原始化学成分、组织和热处理工艺的不同,而呈现不同的聚集状态。
对于可锻铸铁,希望具有球絮形或团絮形石墨,石墨晶体呈现比较紧密的聚集状态。
灰铁中C型石墨的判定●初生的粗大直片状石墨这是新标准对C型的描述特别是那个直是很重要的,那是初生石墨的特性,从你图上看虽然有粗大但不是初生的直片状所以不能算是C形应该还算A形● 1.全部都是A型石墨2.我们通常生产的铸件化学成分大都是亚共晶或接近于共晶,因此在这种条件下不具有产生C型石墨的基础。
3.C型石墨,是过共晶成分的产物,只有在碳当量过高时才析出的一次石墨。
4.C型石墨粗直,没有圆角。
不能凡是看到粗直的石墨就把它当成C型。
5.只要用碳当量衡量一下,就不会做出错误的判断。
●热加工论坛-GB/T7216-2009灰铸铁金相检验(最新修订说明)+培训.pdf 1.62MB.新国标起草人孙国雄的解释。
他对比的是美国标准,可惜新国标还有些毛病和不周。
谢天谢地,总是承认铁水中存在未熔石墨或先行析出的一定大小尺寸的游离碳。
又可惜了,怎么不承认这样的较大尺寸的游离碳是块状?学术腐败、学术不端、学术浅薄......唉!这样怎么解释石墨的遗传性及其解决方向?切不可把C型石墨按到亚共晶铸铁里,也不能把亚共晶铸铁的石墨都算作A型!这两个极端都是不对的。
我和老翻砂匠——我们曾经在一条战壕里工作过。
现在对D型石墨铸铁都有体味——讲亚共晶铁水的A型石墨问题。
翻来覆去,辛苦!请大家也辛苦一些,找来看看。
其它是新标准灰铁石墨型态的有关的描述.看一下QQ截图-4jpg.jpg ,是什么型石墨?●结论:根据孙国雄教授关于灰铁组织中C石墨的判定一文,可知彩色金相图片中的石墨不是C型石墨,而是A型石墨。
C型石墨只会出现过共晶铸铁中,他是初生石墨,是在液态组织中长成的,其特点是厚大而平直,不弯曲(其中可能有分叉,但不是弯曲)。
另外由于在金相试验的抛光质量不好,会出现所谓的“块状石墨”,块状石墨不会出现在灰铁组织中的。
以上各是什么石墨?●金相,想说爱你不容易!今天在网上看了半天的金相工程师招聘,感触很深.国内懂这个专业的人全部都沉默了。
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。
铸钢1、铸钢的分类答:(1)按合金含量分类低合金钢:合金元素总含量≤ 5%的钢。
中合金钢:合金元素总含量在5-10%范围内的钢。
高合金钢:合金元素总含量> 10%的钢。
微合金钢:合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于0.1%,而能显著影响组织和性能的钢(2)按Fe-Fe3C相图分类亚共析钢: 0.0218% ≤ wc ≤ 0.77%共析钢: wc = 0.77%过共析钢: 0.77%<wc ≤2.11%(3)按含碳量:低碳钢:C: ≤ 0.25%中碳钢:C:> 0.25%≤ 0.6%高碳钢: C:>0.6%2、铸钢特点优点:强度高,韧性良好,具有可焊性缺点:铸造流动性较差,易形成缩孔、热裂、冷裂及气孔,铸钢件的成品率低。
用途:制造承受重载荷、受冲击和振动的机件3、合金元素在铸钢中存在的形式答:1)形成铁基固溶体2)形成合金渗碳体3)形成金属间化合物4)形成非金属相(非碳化合物)及非晶体相4、决定组元在置换固溶体中溶解度因素是什么?举例说明无限固溶和有限固溶。
答:元素的点阵结构、原子半径、电子结构相似-无限固溶,点阵结构、原子半径相近,但电子结构相差较大-有限固溶例如:Ni、Co、Mn、Cr、V等元素可与Fe形成无限固溶体。
其中Ni、Co和Mn 形成以γ-Fe为基的无限固溶体,Cr和V形成以α-Fe为基的无限固溶体。
Mo和W只能形成较宽溶解度的有限固溶体。
如α-Fe(Mo)和α-Fe(W)等。
5、无限扩大γ相区元素答:这类合金元素主要有Mn、Ni、Co等。
如果加入足够量的Ni或Mn,可完全使体心立方的α相从相图上消失,γ相保持到室温,故而由γ相区淬火到室温较易获得亚稳的奥氏体组织,它们是不锈钢中常用作获得奥氏体的元素。
6、无限扩大α相区答:当合金元素达到某一含量时,A3与A4重合,其结果使δ相与α相区连成一片。
当合金元素超过一定含量时,合金不再有α-γ相变,与α-Fe形成无限固溶体(这类合金不能用正常的热处理制度)。
灰铸铁中石墨的分类分级与显微检测摘要介绍国标GB/T7216-2009、美标ASTMA-247(2010)及国际标准ISO945-1:2008对灰铸铁中石墨的分类分级;分析不同石墨形态的特点、成因及对性能的影响;对石墨的显微检测做了详细的说明。
关键词灰铸铁;石墨形态;石墨尺寸;检测位置灰铸铁是指显微组织中石墨成片状的铸铁,由于灰铸铁具有生产工艺简单、成本低廉和良好的使用性能等特点,所以在工业上得到广泛的应用。
GB/T9439-2010《灰铸铁件》中根据与同炉同包次相近的冷却条件下,按Φ30mm的单铸试棒的抗拉强度分级,规定了HT100、HT150、HT200、HT225、HT250、HT275、HT300、HT350八个级别的灰铸铁牌号。
各牌号中的数据为其单铸试棒具有的最低抗拉强度值(MPa)。
灰铸铁凝固结晶缓冷后的组织为:石墨+珠光体和铁素体(或全部珠光体),受化学成分、冷却条件等的影响,有时可出现磷共晶和碳化物。
在灰铸铁中,基体组织对性能会有影响,但对强度等起决定性影响的是石墨的形态及其大小。
1 国标、美标及国际标准中灰铸铁的石墨形态分类(1)美国材料与试验学会标准ASTMA-247(2010)将铸铁(包括灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁)中出现的石墨分为7种类型,分别用罗马数字Ⅰ到Ⅶ表示,而Ⅶ类(片状)石墨又分为A、B、C、D、E五种分布形状。
见表1。
表1 美国 ASTMA-247(2010)的石墨类型(2)国际标准ISO945-1:2008将铸铁中石墨形态分为种,分别用罗马数字Ⅰ-Ⅵ表示,与美标分类不同,Ⅰ类为片状、Ⅱ类星状、Ⅲ类蠕虫状、Ⅳ团絮状、Ⅴ团状、Ⅵ类为球状,未列开花状石墨。
Ⅰ型(片状)石墨再分为A、B、C、D、E五种形状。
(3)我国根据石墨形态特征和生产过程特点将铸铁分为球墨铸铁、灰铸铁、可锻铸铁及蠕墨铸铁四大类。
国标GB/T7216-2009《灰铸铁金相检验》将灰铸铁中石墨类型分为A、B、C、D、E、F共6种,其定义及说明见表3。
第二章普通灰铸铁第一节铁-碳双重相图合金相图是分析合金金相组织的有用工具。
铸铁是以铁元素为基的含有碳、硅、锰、磷、硫等元素的多元铁合金,但其中对铸铁的金相组织起决定作用的主要是铁、碳和硅,所以,除根据铁-碳相图来分析铸铁的金相组织外,还必须研究铁-碳-硅三元合金的相图。
一、铁-碳相图的二重性从热力学的观点看,在一定的条件下,高温时的渗碳体能自动分解成为奥氏体和石墨,这表明渗碳体的自由能较高,亦即在这个条件下一定成分的铸铁以奥氏体和石墨的状态存在时具有较低的能量,是处于稳定平衡的状态,说明了奥氏体加渗碳体的组织,虽然亦是在某种条件下形成,在转变过程中也是平衡的,但不是最稳定的。
从结晶动力学(晶核的形成与长大过程)的观点来看,以含C 4.3% 的共晶成分液体在低于共晶温度的凝固为例:在液体中形成含C 6.67% 的渗碳体晶核要比形成含C 100% 的石墨核容易,而且渗碳体是间隙型的金属间化合物,并不要求铁原子从晶核中扩散出去。
因此,在某些条件下,奥氏体加石墨的共晶转变的进行还不如莱氏体共晶转变那样顺利。
至于共析转变,也可以从热力学、动力学两方面去分析而得到和上面相似的结论。
C相图只是介稳定的,Fe-C(石墨)由此可见,从热力学观点上看,Fe-Fe3C相图转变也是相图才是稳定的。
从动力学观点看,在一定条件下,按Fe-Fe3可能的,因此就出现了二重性。
二、铁-碳双重相图及其分析对铸铁合金长期使用与研究的结果,人们得到了如图2﹣1所示的铁碳合金C介稳定系相图与Fe-C(石墨)稳定系相图,分别以实双重相图,即Fe-Fe3线和虚线表示。
表2﹣1为图中各临界点的温度及含碳量。
图2-1 铁-碳相图G-石墨Fe3C-渗碳体表2﹣1 铁碳相图各临界点的温度、成分从这里看出,在稳定平衡的Fe-C相图中的共晶温度和共析温度都比介稳定平衡的高一些。
共晶温度高出6℃,共析温度高出9℃,这是容易理解的。
如图2﹣2的示意图所示,共晶成分的液体的自由能和共晶莱氏体(奥氏体加渗碳体)的自由能都是随着温度的上升而减低的,这二条曲线的交点就是共晶温度Tc。
灰铸铁金相检验灰铸铁中的石墨是以两种不同形式形成,一是由渗碳体的分解而形成,Fe3C→3Fe2+C石墨。
二是从液体或奥氏体中直接析出,当液体或奥氏体在比较接近于平衡的冷却条件下,则液体(或固溶体)就可比通常结晶温度(或相变点)略高的情况下(如在1130~1135℃和723~738℃)直接形成石墨。
一、金相试样的选取及制备1. 试样的选取一般是取自试块或挠曲棒上或取自铸件的本身或在铸件毛胚加工面上端30mm处切取或筒浇制活塞环可在每筒下端不大于铸件壁厚二倍的位置上切取。
2. 试样的制备将试样观察面在细砂轮上磨平,然后分几道砂纸磨制至抛光,消除试样磨面的划痕。
铸铁石墨不使其污染或拖曳。
3. 试样的抛光选用短毛纤维柔软的平绒、呢或丝绸。
抛光粉最好是具有细致尖利性。
经过细化加工处理的氧化铝,或常用的氧化铬、氧化铁。
在开始抛光时对抛光粉的浓度可以高些,这对防止石墨拖曳有好处。
抛光时用力要适中均衡,随时转动变换试样方向,将至完成时把抛光粉减薄,并用力减轻。
最后清水冲洗试样,再轻微抛光用干净丝绒擦干就可观察石墨,以观察试样无划痕,石墨呈灰暗为标准。
每个试样一般抛光5~6分钟即可。
4. 试样的侵蚀一般采用2~5%硝酸酒精溶液或4%苦味酸酒精溶液。
二、灰铸铁金相检验及评定方法石墨的类型,石墨的长度和数量、共晶石墨的控制,基体组织中的珠光体的分散度,铁素体含量,磷共晶的类型及分布特征和面积大小程度,渗碳体数量等。
可按GB/T 7216-1987,ASTM A247-06,ISO 945-75等标准检验。
三、灰铸铁的组织和性能1. 石墨的形态及识别以两种不同形式形成:由渗碳体的分解而形成,Fe3C→3Fe2+C石墨;由从液体或奥氏体中直接析出。
A型片状石墨无方向性均匀散布;B菊花状石墨中心以小片状与点状石墨向外伸展形呈菊花形分布;D型石墨(共晶石墨)又称树枝状石墨或称过冷石墨以点状与小片状石墨呈方向性枝晶分布;E型石墨以小片状石墨呈方向性枝晶分布;F型石墨呈星射状。
影响缸体用灰铸铁加工性能的因素近年来,随着中外技术合作的加强,在许多中外合资厂中都出现了缸体灰铸铁件的力学性能,金相组织与国外的铸件相当,都符合要求,但加工时刀具磨损要比进口灰铸件严重的多的现象。
这严重影响了缸体铸件的国产化。
如某一铸造二厂在对自己生产的捷达车发动机缸体铸件进行加工时发现,在相同的刀具和加工工艺的条件下,其刀具磨损是国外同类铸件刀具磨损的10倍。
铸件的加工性能可以从切削力,刀具磨损和表面光洁度等方面考虑。
影响灰铸铁件加工性能的因素是多方面的,石墨的形态和含量,合金元素,微量元素和铸造工艺等都对灰铸铁件加工性能有很大影响。
1 、碳元素对灰铁加工性能的影响灰铸铁件的理想组织为:均匀分布,中等大小的A型石墨;均匀分布中等或中细的珠光体基体;尽可能少的夹杂物颗粒;尽可能少的游离分布的渗碳体和磷共晶;材质纯净。
首先石墨的形态,数量及分布形式对灰铸铁件的加工性能有很大的影响。
石墨既是灰铸铁中的软相,又对加工刀具有润滑作用并且石墨的量多时有利于裂纹的扩展和切屑的断裂。
因此,石墨量多有助于改善灰铸铁的加工性能,即在保证牌号的条件下,提高石墨含量是促成灰铸铁加工性能提高最直接最有效方式。
缸体的碳当量高,石墨量多,这也是进口缸体比国产缸体加工性能好的原因之一。
石墨在铸件中以石墨和碳化物两种形式存在,碳的存在形式也影响加工性能。
当铸铁中含有3%---5%的游离碳化物时,尽管硬度增加不明显,但其力学性能却明显下降,加工性能也急剧恶化。
碳与强碳化物形成元素形成的碳化物特别是灰铸铁中的TIC,WC等硬质点硬度可达到1000HV 以上,铸铁中这些硬质点,可极大的恶化灰铸铁的加工性能。
2 、合金元素对缸体用灰铁件加工性能的影响一般说来,合金元素大多都提高灰铸铁件的硬度对提高加工性能是不利的。
而有些合金元素如锡,可均匀灰铸铁的基体组织,促进石墨析出,细化石墨,改善灰铸铁的加工性能。
研究发现,Cu,CR是常用的且对灰铸铁加工性能影响较大的元素。
片状或曲片状大部分或全部呈球状
铁素体球墨铸铁,铁素体+珠光体球墨铸铁铁素体灰铸铁,铁素体+珠光体灰铸铁,珠光体灰铸铁
灰铸铁和球墨铸铁及灰口铸铁区别:
灰铸铁组织里的石墨是以片状存在,球墨铸铁组织里的石墨是以球状存在的。
组织上的差别导致它们的性能也有巨大差异:
灰铸铁:强度、塑性低(片状石墨割裂基体,引起应力集中),脆性大,消振性能好。
主要用来生产一些强度要求不高,主要承受压应力的各种箱体、底座等.
球墨铸铁:球形石墨对基体的割裂作用降到最低,应力集中作用最小,故其强度很高,可以和中碳钢蓖美。
可以充分发挥基体的性能,且有一定的塑性和良好的韧性。
常用来制作一些强韧性要求高且形状复杂(铸造性能比钢好,但比灰铸铁要差)的工件,比如内燃机曲轴、连杆等之类的零件。
球墨铸铁一般还可以经过热处理来进行强化,而灰铸铁一般不能经过热处理来提高强度(片状石墨的影响).
备注:伸长率反应的是塑性。
QT500—7用于电机端盖,机械密封座等。
灰铸铁件表面铁素体层及过冷石墨形成机理及消除对策
灰铸铁是一种常见的铸造材料,由铁、碳和其他合金元素组成。
表面上的铁素体层和过冷石墨是灰铸铁件常见的表面缺陷,其形成机理主要与铸造过程中的凝固过程和合金元素的分布有关。
1. 铁素体层的形成机理:
铸造过程中,灰铸铁中的铁和碳在凝固过程中会形成铁素体和石墨。
铁素体是由铁和其他合金元素组成的固溶体,它在冷凝过程中首先形成在液态铁和液态碳周围。
但由于铁素体比较脆弱,容易发生应力集中,从而导致铁素体层的形成。
2. 过冷石墨的形成机理:
过冷石墨是由碳在液态铁中形成的一种脆性物质。
在灰铸铁的凝固过程中,碳会在过冷状态下析出,因为过冷状态下的碳溶解度较低。
当铸件中存在相对较高的碳含量时,过冷石墨容易形成。
消除铁素体层和过冷石墨的对策可以从材料的配方和铸造工艺两个方面考虑:
1. 材料配方方面:
采用低碳含量的灰铸铁材料可以降低铁素体层和过冷石墨的形成。
控制合金元素的含量和分布,确保合金元素均匀溶解在铸件中,同时避免元素的偏析。
2. 铸造工艺方面:
优化铸造工艺参数,如冷却速度和凝固过程中的温度梯度,控
制凝固过程,避免应力集中和过冷现象的发生。
可以采用辅助冷却装置、加热模具等措施来调控冷却速度。
总结起来,消除灰铸铁件表面铁素体层和过冷石墨的对策包括优化材料配方和铸造工艺参数,确保合金元素的分布均匀和凝固过程的控制。
这样可以减少铁素体层和过冷石墨的形成,提高灰铸铁件的质量。
灰铸铁
灰铸铁通常是指具有片状石墨的灰口铸铁,这中铸铁具有一定的机械性能、良好的铸造性能以及其它多方面的优良性能,因而在机械制造中业获得最广泛的应用。
表2为灰铸铁的新的国家标准。
该标准是以灰铸铁的抗拉强度作为分级依据的。
由于灰铸铁对冷却速率的敏感性(壁厚效应),同一种牌号铸铁在不同铸件壁厚条件下的实际强度有很大的差别(薄壁与厚壁之间在强度上的差别达50-80MPa)。
表2 灰铸铁分级
牌号
抗拉强度
MPa (kg/mm2)
HT 100 ≥100 (10.2)
HT 150 ≥150 (15.3)
HT 200 ≥200 (20.4)
HT 250 ≥250
(25.5)
HT 300 ≥300 (30.6)
HT 350 ≥350 (35.7)
6 球墨铸铁及蠕墨铸铁
球墨铸铁和蠕墨铸铁一般是用稀土镁合金对铁液进行处理,以改善石墨形态,从而得到比灰铸铁有更高机械性能的铸铁。
球墨铸铁依照其基体和性能特点而分为六种:即铁素体(高韧性)球墨铸铁,珠光体(高强度)球墨铸铁,贝氏体(耐磨)球墨铸铁,奥氏体一贝氏体(耐磨)球墨铸铁,马氏体一奥氏体(抗磨)球墨铸铁及奥氏体(耐热、耐蚀)球墨铸铁。
蠕墨铸铁具有不同比例的珠光体—铁素体基体组织。
铸铁性能与其石墨的蠕化程度(蠕化率)及基体有关。
在石墨蠕化良好条件下,珠光体蠕墨铸铁的强度和硬度较高,耐磨性强。
适于制造耐磨零件,如汽车的刹车鼓等。
而铁素体蠕墨铸铁的导热性较好,在高温作用下,不存在珠光体分解问题,组织较稳定,适用于制造在高温下工作、需要有良好的
抗热疲劳能力、导热性的零件,如内燃机汽缸盖、进排气岐管等。
灰铸铁中常见的六种石墨类型灰铸铁中石墨的数量、形态、长度和分布对铸铁的力学性能有着明显的影响。
在GB721 87《灰铸铁金相》标准中载有其典型分级图谱。
按石墨形态共有六种类型。
(1)A型(直片状)石墨这是亚共晶灰铁在较高共晶度(碳饱和度或碳当量)且过冷度不大时的正常、均匀分布也是最常见的石墨组织,它对金属的割裂作用较低同时具有这种石墨的铸铁珠光体含量高故强度和耐磨性好。
通常,A型石墨应占石墨总量的90%以上。
(2)B型(玫瑰花状)石墨常出现在高共晶度(接近共晶点)同时过冷度大的灰铁中,因过冷度大使开始形成的细小石墨共晶生长较快且呈辐射状,随即因结晶潜热的释放生长变慢而呈条状,最终长成的石墨的立体形状近似玫瑰花,其心部石墨细小且密集因此导致铁素体的产生,故对铸铁性能不利。
通常允许有少量B型石墨存在。
(3)C型(粗大厚片或块状)石墨是过共晶灰铁的典型石墨。
因为是在液态下生成的初析厚大石墨且往往相互连接或相距极近,加以周围常为铁索体(因碳硅量高共析转变按稳定平衡模式进行),故铸铁的性能大幅度下降。
因为灰铸铁大j都是亚共晶的,故任何级别的灰铁中都不允许有c型石墨出现(活塞环和某些制动鼓盘除外)。
但要注意的是有的冲天炉铁液熔炼温度不高又用低牌号生铁时,也会出现类似于C型的粗大石墨。
(4)D型(枝晶点状)石墨大都出现在共晶度低和(或)过冷度大的铸铁组织中,例如铸件薄断面或高强度(级别)铸件较薄的组织中。
因为产生的原因是铁液过冷度大,故又称为过冷石墨,过冷石墨常伴生过冷铁素体加以其分布不均(呈枝晶点状)故对铸铁性能不利。
在铸件较薄的部位一般允许有不超过5%的过冷石墨存在。
(5)E型(枝晶片状)石墨j 也是一种过冷石墨,是在过冷度比产生D型石墨更大时形成的,因此其分布更不均,方向性也更明显,对铸铁的性能也更加不利。
有必要在此说明的是,在生产高强度灰铁件时,在薄断面处一例如5ram以下,是很难避免过冷组织的,这是灰铁金属特性所决定的。
灰铸铁中常见的六种石墨类型
灰铸铁中石墨的数量、形态、长度和分布对铸铁的力学性能有着明显的影响。
在GB721 87《灰铸铁金相》标准中载有其典型分级图谱。
按石墨形态共有六种类型。
(1)A型(直片状)石墨
这是亚共晶灰铁在较高共晶度(碳饱和度或碳当量)且过冷度不大时的正常、均匀分布也是最常见的
石墨组织,它对金属的割裂作用较低同时具有这种石墨的铸铁珠光体含量高故强度和耐磨性好。
通常,A
型石墨应占石墨总量的90%以上。
(2)B型(玫瑰花状)石墨
常出现在高共晶度(接近共晶点)同时过冷度大的灰铁中,因过冷度大使开始形成的细小石墨共晶生
长较快且呈辐射状,随即因结晶潜热的释放生长变慢而呈条状,最终长成的石墨的立体形状近似玫瑰花,
其心部石墨细小且密集因此导致铁素体的产生,故对铸铁性能不利。
通常允许有少量B型石墨存在。
(3)C型(粗大厚片或块状)石墨
是过共晶灰铁的典型石墨。
因为是在液态下生成的初析厚大石墨且往往相互连接或相距极近,加以
周围常为铁索体(因碳硅量高共析转变按稳定平衡模式进行),故铸铁的性能大幅度
下降。
因为灰铸铁大
j都是亚共晶的,故任何级别的灰铁中都不允许有c型石墨出现(活塞环和某些制动鼓盘除外)。
但要注意的是有的冲天炉铁液熔炼温度不高又用低牌号生铁时,也会出现类似于C型的粗大石墨。
(4)D型(枝晶点状)石墨
大都出现在共晶度低和(或)过冷度大的铸铁组织中,例如铸件薄断面或高强度(级别)铸件较薄的组
织中。
因为产生的原因是铁液过冷度大,故又称为过冷石墨,过冷石墨常伴生过冷铁素体加以其分布不均
(呈枝晶点状)故对铸铁性能不利。
在铸件较薄的部位一般允许有不超过5%的过冷石墨存在。
(5)E型(枝晶片状)石墨
j 也是一种过冷石墨,是在过冷度比产生D型石墨更大时形成的,因此其分布更不均,方向性也更明显,对铸铁的性能也更加不利。
有必要在此说明的是,在生产高强度灰铁件时,在薄断面处一例如5ram以下,是很难避免过冷组织的,这是灰铁金属特性所决定的。
同时还应考虑到,一方面因过冷组织导致性能下降,但另一方面又因其冷却快,使共晶团细化,从而提高材质的硬度和强度。
可见,对于不要求耐磨性的部位,如缸体曲轴箱,是可以允许有过冷组织存在的,因为就硬度和强度而言实际上薄断面处的强度并不一定下降。
(6)F型(星形)石墨
它是过共晶铸铁在极大的过冷度(快冷)下的产物,例如在活塞环等特殊铸件中出现,其减磨性好(同时还伴有高弥散度的全珠光体基体)。
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