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灰口铸铁、球墨铸铁、铸钢的材料特性简析

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北京赛车pk10官网我们介绍几种常见的铸铁和铸钢材料,以及它们的材料特性和结构特点。


1、 灰铸铁


灰铸铁是含有片状石墨的铸铁,是应用最为广泛的铸铁,产量占铸铁总产量的80%以上。灰铸铁材料综合力学性能低,抗压强度大,是本身抗拉强度的3到4倍。消振能力比钢大10倍,故经常用来制造承受振动的机座。弹性模量较低,其壁厚变化对力学性能影响较大。

由于其对冷却速度有很大的敏感性,灰铸铁铸件在厚度较薄的截面上经常出现白口和裂纹,而在厚度较厚的截面上又经常导致琉松情况。因此,灰铸铁件截面厚度存在一个临界值,如果超过了这个值,随着壁厚增加,其强度、消振能力、弹性模量等力学性能不仅不会增强,反而显著减弱。

相比于铸钢材料,采用灰铸铁可以得到厚度更薄,几何形状更复杂的铸件,而且铸件中的残余内应力和翘曲变形都要更小一些。由于在各截面上性能比较均匀,灰铸铁常用于制造要求比较高的铸件。


2、球墨铸铁


经过球化处理以及孕育处理而获得的球状石墨称为球墨铸铁,这是上世纪中叶发展起来的一种高强度铸铁材料,综合性能较高,接近于钢,在工业上有十分广泛的应用。

球墨铸铁强度、塑性和弹性模量都要比灰铸铁好,抗磨性比灰铸铁高一倍,壁厚变化对力学性能影响小,但消振能力比灰铸铁低。

虽然球墨铸铁对冷却速度的敏感性较大,但由于其具有很高的热稳定性,对高温的耐受能力很强,因而可以用来制造在300到400摄氏度环境下工作的零件。它的力学性能受化学成分改变的影响较小,因此相对于其他铸铁材料,成品率更高。

北京赛车pk10官网由于体积收缩率大,而线收缩率小,容易形成缩孔、缩松,球墨铸铁铸件通常被设计成厚度均匀的结构,尽量避免厚大断面。


3、铸钢



北京赛车pk10官网铸钢是含碳比例在2。11%以下的铁碳合金材料,含碳比例低于0。2%的属于低碳钢,在0。2%到0。5%之间的属于中碳钢,高于0。5%的属于高碳钢。

另外,还有低合金钢和高锰钢等类型。铸钢材料综合力学性能高,抗压强度与抗拉强度基本相当,壁厚变化对力学性能影响很小,消振能力较低。

因其壁厚变化对力学性能影响小,故适用于制造大厚度零件,但由于具有内应力和翘曲较大的特点,不适用于制造几何结构复杂的零件。

气体饱和倾向较大,材料表面易产生气泡,所以加工余量比铸铁材料多。虽然铸钢材料有很高的热稳定性,但由于热收缩率大,温度变化时很容易发生开裂现象,所以设计时要强调壁厚均匀,转角圆滑。




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