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主要化學成分wMe×1000室溫力學性能 ≥ CSiMnPS σs或 σ0.2/MPa σb/MPa δ×10 00 ψ×100AKV/JZG200~4000.200.500.800.0420004000254047ZG230~4500.300.500.900.04230450223235ZG270~5000.400.500.900.042705000182527ZG310~5700.500.600.900.04310570152124ZG340~6400.600.600.900.04340640101816 ·27· 鑄造碳鋼的特性及用途舉例: 1)ZG2000-4000 有良好的塑性、韌性和焊接性能。用于制作承受載荷不大,要求韌性的
各種機械零件,如機座、變速箱殼等。2)ZG230-450 有一定的強度和較好的塑性、韌性,焊接性能良好,切削加工性尚可。用于制作承受載荷不大,要求韌性的各種噴霧干燥機機械零件,如砧座、外殼、軸承蓋、底板、閥體、犁柱等。3)ZG270-500 有較高的強度和較好的塑性,鑄造性能良好,焊接性能尚好,切削加工性佳,用途廣泛,用于制作軋鋼機機架、軸承座、連桿、箱體、缸體等。4)ZG310-570 強度和切削加工性良好,塑性和韌性較低,用于制作承受載荷較高的各種機械零件,如大齒輪、缸體、制動輪、輥子等。5)ZG340-640 有高的強度、硬度和耐磨性,切削加工性中等,焊接性能較差,流動性好,裂紋敏感性較大,可用以制作齒輪、棘輪等。2.鑄鐵鑄鐵是w≥2.111%的鐵碳合金,合金中含有較多的硅、錳等元素,使碳在鑄鐵中大多數(shù)以石C 墨形式存在。鑄鐵具有優(yōu)良的鑄造性能、切削加工性、減摩性與消振性和低的缺口敏感性,而且熔煉鑄鐵的工藝與設(shè)備簡單、成本低。目前,鑄鐵仍然是工業(yè)生產(chǎn)中最重要工程材料之一。根據(jù)鑄鐵中石墨的形態(tài)鑄鐵可分為:灰口
鑄鐵(石墨以片狀形式存在)、球墨鑄鐵(石墨以球狀形式存在)、蠕墨鑄鐵(石墨以蠕蟲狀形式存在)、可鍛鑄鐵(石墨以團絮狀形式存在)。 (1)灰口鑄鐵灰口鑄鐵化學成分的—般范圍是:wC=2.5%~4.0%,wSi=1.0%~2.2%,wMn=0.5%~1.3%,wS≤0.15%,wP≤0.3%;铱阼T鐵組織由金屬基體和片狀石墨兩部分組成的。其基體可分為珠光體、珠光體+鐵素體、鐵素體三種。 1)灰口鑄鐵的性能 灰口鑄鐵的力學性能主要取決于基體組織和石墨存在形式,灰口鑄鐵中含有比鋼更多的硅、錳等元素,這些元素可溶于鐵素體而使基體強化,因此,其基體的強度與硬度不低于相應(yīng)的鋼。但由于片狀石墨的強度、塑性、韌性幾乎為零,所以鑄鐵的抗拉強度、塑性、韌性比鋼低。石墨片的數(shù)量越多,尺寸越粗大,分布越不均勻,鑄鐵的抗拉強度和塑性就越低;铱阼T鐵的抗壓強度、硬度與耐磨性,由于石墨存在對其影響不大,故灰口鑄鐵的抗壓強度較好。為了提高灰鑄鐵的力學性能,生產(chǎn)上常采用孕育處理。它是在澆注前往鐵液中加入少量孕育劑(硅鐵或硅鈣合金),使鐵液在凝固時產(chǎn)生大量的人工晶核,從而獲得細晶粒珠光體基體加上細小均勻分布的片狀石墨的組織。經(jīng)孕育處理后的鑄鐵稱為孕育鑄鐵。孕育鑄鐵具有較高的強度和硬度,具有斷面缺口敏感性小的特點,因此孕育鑄鐵常作為力學性能要求較高,且斷面尺寸變化大的大型鑄件,如機床床身等;铱阼T鐵具有良好的鑄造性能、切削加工性、減摩性和消振性,鑄鐵對缺口的敏感性較低。 2)灰鑄鐵的牌號和應(yīng)用 灰鑄鐵的牌號、力學性能和應(yīng)用舉例
見表1.2.6。其中HT表示 “灰鐵”二字的漢語拼音的字首,后面三位數(shù)字表示最小抗拉強度值。(2)球墨鑄鐵球墨鑄鐵的化學成分與灰鑄鐵相比,其特點是碳、硅的質(zhì)量分數(shù)高,而錳的質(zhì)量分數(shù)較低,對硫和磷的限制較嚴,并含有一定量的稀土鎂。一般wC=3.6%~4.0%,wSi=2.0%~3.2%。錳 ·28· 有去硫、脫氧的作用,并可穩(wěn)定和細化珠光體。珠光體基體wMn=0.5%~0.7%,鐵素體基體wMn <0.6%。硫、磷都是有害元素,一般w<0.07%,w≤0.1%。球墨鑄鐵的組織是在鋼的基體上分布著球狀石墨。球墨鑄鐵在鑄態(tài)下,其基體是有不同數(shù)量鐵素體、珠光體、甚至有滲碳體同時存在的混合組織,故生產(chǎn)中需經(jīng)不同熱處理以獲得不同的組織。生產(chǎn)中常有鐵素體球墨鑄鐵、珠光體+鐵素體球墨鑄鐵、珠光體球墨鑄鐵和下貝氏體球墨鑄鐵。 SP 1)球墨鑄鐵的性能 由于球墨鑄鐵中石墨呈球狀,對金屬基體的割裂作用較小,使球墨鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性、疲勞強度高于其它鑄鐵,球墨鑄鐵有一個突出優(yōu)點是其屈強比較高,因此對于承受靜載荷的零件,可用球墨鑄鐵代替鑄鋼。表1.2.6 灰鑄鐵的牌號、力學性能及用途(摘自GB9439—888) 牌號鑄件級別鑄件壁厚/mm鑄件最小抗拉強度 σb/MPa適用范圍及舉例2.5~10130 低載荷和不重要零件,如蓋、外罩、手輪、支架、重錘等HT1000鐵素體灰鑄鐵10~2010020~309030~50802.5~10175 承受中等應(yīng)力(抗彎應(yīng)力小于1000MPa)的零件,如支柱、底座、齒輪箱、工作臺、刀架、端蓋、閥體、管路附件及一般無工作條件要求的零件HT150珠光體+鐵素體灰鑄鐵10~2014520~3013030~501202.5~102220 承受較大應(yīng)力(抗彎應(yīng)力小于300MPa)和較重要零件,如氣缸體、齒輪、機座、飛輪、床身、缸套、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器、齒輪箱、軸承座、液壓缸等