球墨铸铁特性及其应用

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1、球墨铸铁特性及其应用球墨铸铁的概念球墨铸铁的概况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。与灰铸铁相比，其金相组织的最大不同是石墨形状的改变，避免了灰铸铁中尖锐石墨的存在，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，使得金属基体的强度利用率达到70－90％，从而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。与钢材相比，球墨铸铁还有很多优点。比如铸造性

2、能好，成本相对较低。由于球墨铸铁产量的不断增加，性能不断开发，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。球墨铸铁铸件形式1、大断面球墨铸铁2、铸态球墨铸铁件3、薄壁球墨铸铁件4、高强度高韧性球铁球墨铸铁的性能球墨铸铁的力学性能以抗拉强度和延伸率两个指标作为验收依据。GB规定的球墨铸铁牌号序号牌号最小值布氏硬度主要金相组织抗拉强度σb（MPa）屈服强度σ0.2（MPa）延伸率（％）1QT400-1840025018130－180铁素体2QT400-1540025015130－180铁素体3QT450-1045031010160－210铁素体

3、4QT500-75003207170－230铁素体＋珠光体5QT600-36003703190－270珠光体＋铁素体6QT700-27004202225－305珠光体7QT800-28004802245－335珠光体或回火组织8QT900-29006002280－360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，

4、延伸率增加。奥氏体或铁素体强度较低，塑性较好。℃2、动荷载性能（1）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。基体组织冲击韧度（J/cm2）铁素体50－150珠光体15－35贝氏体30－100回火索氏体20－60J铁素体球墨铸铁试样冲击吸收功－温度曲线各种基体组织球墨铸铁常温冲击韧度（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。材料抗拉强度σb（MPa）疲劳强度σ－1（MPa）疲劳强度/抗拉强度铁素体球铁4612060.45铁素体球铁4702450.5

5、2珠光体球铁7352550.347珠光体球铁7602690.35珠光体球铁7102620.37贝氏体球铁1170－1470304－3430.2-0.26铁素体球铁4902100.43珠光体－铁素体球铁球铁6212760.44回火马氏体球铁9313380.36上贝氏体球铁10884120.38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。（2）高温短时力学性能图中表明球墨铸铁抗拉强度随温度升高而降低。延伸率中，铁素体先显著降

6、低再急剧升高，珠光体缓慢下降，然后显著增加。（3）高温蠕变和持久强度材料常温（20℃）力学性能试验温度℃高温持久强度（MPa)抗拉强度σb延伸率δ100h1000h退火铁素体433.022427538649210.768.322.7169.551.5152.5正火珠光体901.65427538649352.8115.227.4285.262.216.7奥氏体429.235427538649277.3176.481.8236.2142.160.8(4)抗疲劳强度温度（℃）疲劳强度σ－1（MPa）铸态珠光体退火铁素体20223.4183.3250203.81

7、83.3400176.4132.3500170.5132.34、低温性能随温度降低，球墨铸铁逐渐发生由韧性向脆性的转变，尤其在脆性转变温度以下，冲击值急剧下降。同时，屈服强度提高，延伸率下降，对应力集中的敏感性明显增加，表现为屈服以后变形量较小即断裂。对于常温下塑韧性较好的铁素体球墨铸铁，低温下抗拉强度提高。铁素体和珠光体的低温拉伸性能Si：2.1%；P：0.09%温度（℃）正火珠光体球墨铸铁退火铁素体球墨铸铁抗拉强度σbMPa延伸率δ（％）抗拉强度σbMPa延伸率δ（％）20803.62470.4240759.52492.924－25744.81515

8、.524－50739.91539.019－75744.81554.713－100