4蠕墨铸铁
4蠕墨铸铁
蠕墨铸铁是指其石墨化大部分呈蠕虫状，部分呈球状的一种铸铁，其组织和性能介于球墨铸铁和灰铸铁之间，具有良好的综合性能。
4.1蠕墨铸铁金相组织
4.1.1蠕化率评定
蠕化率表示蠕虫状形态石墨数或面积占总石墨数或面积的比例。表4-1和图4-1是我国蠕墨铸铁的金相标准（JB/T3829-1999）。
蠕15
a蠕95 b蠕85
c蠕75 d蠕65
e蠕55 f蠕45
g蠕35 h蠕25
i蠕15
图4-1 蠕墨铸铁蠕化率
4.1.2 蠕墨铸铁基体组织
一般蠕墨铸铁具有强烈的铁素体转变倾向，这导致强度和耐磨性降低。按照蠕墨铸铁金相评定标准JB /T3829-1999,如表4-2。
蠕墨铸铁力学性能如表4-3所示。
4.3蠕墨铸铁物理性能
密度：铁素体基体蠕墨铸铁7.05g/cm3,珠光体基体蠕墨铸铁7.10g/cm3。
蠕墨铸铁热导率如图4-2所示。
图4-2 不同蠕化率的蠕墨铸铁在不同温度下的热导率
1.片墨和蠕墨混合铸铁
2.蠕化率为95%的蠕墨铸铁
3.蠕化率为86%的蠕墨铸铁
4.蠕化率为60%的蠕墨铸铁
5.蠕化率为40%的蠕墨铸铁
6.球墨铸铁
由于石墨热导率比基体高得多，基体中铁素体热导率又比珠光体和渗碳体高，因此增加碳当量和铁素体量可以提高热导率。
4.4 蠕墨铸铁铸造性能
流动性：蠕墨铸铁碳当量高，接近共晶成分，又经蠕化剂去硫去氧，因此具有良好的流动性。
收缩性：蠕墨铸铁线收缩率和体收缩率见于表4-4。蠕墨铸铁的缩前膨胀大于灰铸铁，在共晶转变过程中有较大的膨胀力，因此，对铸型刚度要求较高。蠕墨铸铁的体收缩率与蠕化率有关，蠕化率越高，收缩率越低，越接近灰铸铁。反之，蠕化率越低，体收缩率越大，
越接近球墨铸铁。如表4-5,4-6所示。
表4-5 蠕化率对体收缩率的影响
表4-6 蠕墨铸铁在不同浇注温度下的缩孔体积
白口倾向：蠕墨铸铁在薄壁及尖角处的白口倾向比灰铸铁大，比球墨铸铁小。增加碳当量和加强孕育剂可减轻白口倾向。
4.5 蠕墨铸铁铸造缺陷及防止方法
蠕墨铸铁铸造缺陷及防止办法如表4-7所示。
表4-7蠕墨铸铁铸造缺陷及防止方法
4.6蠕墨铸铁缺陷检测
蠕墨铸铁中的石墨形态大部分呈蠕虫状，这是介于片状石墨和球状石墨之间的中间石墨形态，间有少量球状石墨，因此蠕墨铸铁的组织和性能是介于球墨铸铁和灰铸铁之间，具有比较好的综合性能。在我国这是从1965年以来迅速发展起来的一种新型铸铁材料，蠕墨铸铁也可能产生石墨漂浮缺陷，对于影响蠕墨铸铁强度和完好性的缺陷如缩孔，缩松，夹杂，石墨漂浮，气孔和裂纹等无损检测方法，基本上同于对球墨铸铁检测的方法。
4.7蠕墨铸铁牌号
蠕墨铸铁牌号如表4-8所示。
铸铁的分类及特性
铸铁的分类及特性 从铁碳相图中知道，含碳量大于 2.06%的铁碳合金称为铸铁 尽管铸铁强度、塑性、韧性较差，不能进行锻造，但它具有优良的铸造性、减摩性、切削加工等一系列性能特点；另外其生产设备和工艺简单、价格低廉，因此得到了广泛的应用。 1.铸铁的分类 铸铁的常用分类方法有两种：一是按石墨化程度；二是按石墨结晶形态。 按石墨化程度可分为： ①灰口铸铁：即在第一和第二阶段石墨化过程中都得到了充分石墨化的铸铁，其断口呈暗灰色。 ②白口铸铁：即第一、二和三阶段的石墨化全部被抑制，完全按Fe—Fe s C相图进行结晶而得到的铸铁。 ③麻口铸铁：即在第一阶段的石墨化过程中便未得到充分石墨 化的铸 铁。 按石墨结晶形态分： ①灰口铸铁：铸铁组织中的石墨形态呈片状结晶。 ②可锻铸铁：铸铁组织中的石墨形态呈固絮状。 ③球墨铸铁：铸铁组织中的石墨形态呈球状。 2.铸铁的编号基本性能及用途
(1)灰口铸铁：根据GB976 —67所规定的编号、牌号用“HT 表示灰口铸铁，后面两项数字分别表示其抗拉和抗弯强度的最低值。女口HT20 —40表示抗拉强度和抗弯强度最低值为200MN/m2 和 400MN/m2。 灰口铸铁具有优良的铸造性、切削加工性，优良的减摩性。 良好的消震性和缺口敏感性，故而灰口铸铁主要用于制造各种承受压力和要求消震性的床身、机架、复杂的箱体、壳体和经受磨擦的导轨、罐体等。 （2）可锻铸铁：按GB978 —67规定牌号以“ KT”和 “ KTZ ” 表示可锻铸铁，其中“ KT”表示铁素体可铸铸铁， “ KTZ ”表示珠光体可锻铸铁，牌号中的两项数字表示其最低抗拉强度和延伸率。 可锻铸铁的机械性能，特别是冲击韧性普遍较灰口铸铁高，但由于其成本高，故而应用不是很广泛，主要用于制造一些小型铸铁。 （3）球墨铸铁：按GB1348—78规定，球墨铸铁以“ QT” 表示，后面数字同可锻铸铁一样。 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优点，如良好的减摩性、切削加工性及低的缺口敏感性，甚至可与锻钢媲美，如疲劳强度大致与中碳钢相近，耐磨性优于表面淬火钢等。此外，球墨铸铁还可适应各种热处理，使其机械性能提高到更高的水平。 球铁主要用来代替钢，如铁素体球墨铁可代替35、40#钢，珠 35CrMo、40CrMnMo 及20CrMnTi。 光体铸铁可代替
铸铝箱体和铸铁箱体的优劣点对比分析
铸铝箱体和铸铁箱体的优劣点对比分析 1）重量： 铝的比重比铸铁要轻，铸铁的密度为7.8g/cm3,铸铝的密度为2.7g/cm3，比如同等结构的情况下铝制壳体要比铸铁制壳体轻很多。所以在重量这一点上铝制壳体要比铸铁壳体占很大优势。铸铁的强度高.常用的铝合金强度如下表： 铸铁一般在200~~400MPa的样子,但是铝合金重量轻，很多产业都用铝合金代替铸铁了。但是铸铁还是有它的优势，比如灰铁的消振性，抗性变能力好，球铁的耐磨性、塑性和强韧性综合较好。 例如：我们BQ435联泵壳体为铸铁时联泵总重量大约280kg，如果壳体为铸铝经过估算联泵总重量大约为160kg，质量减轻了120kg。 2）体积： 同样的原因，铝比重轻，单位体积的铝结构强度要小于铸铁，所以同等强度下铝制壳体体积会比铸铁制壳体大一些。所以在体积这一点上铝制壳体要比铸铁制壳体有一些劣势。同等体积的情况下，铸铝的强度要小于铸铁。
3）成本： 现在铝锭的市场价格是17000元/吨；铸铝毛坯（含热处理）价格为：38000元/吨；铝制壳体在成本上大大高于铸铁制成本。所以在成本上铸铝制壳体要比铸铁制壳体有很大的劣势。根据三维软件的估算铸铁壳体的重量大约为200kg，铸铝壳体的重量大约为85kg。 例如：BQ450联泵铸铁壳体铸造成本=6000（根据项目成本资金计划所得） BQ450联泵铸铁壳体铸造成本=6778（根据采购估算所得）4) 散热性：铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。如果用铝制壳体的话可以充分保证箱体的散热性。 例如：在相同的散热面积下Q=mcΔt，m为质量、c为比热容 5）耐腐蚀性和强度：铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。铸铁在耐腐蚀性方面远不及铸铝。 6）膨胀系数：从设计手册上查铸铝的线形膨胀系数为：（18.44～24.5）*10-6/℃轴承钢（用碳钢替代）为：（10.6～12.2）*10-6/℃
蠕墨铸铁在发动机上的应用
蠕墨铸铁在发动机上的应用 张伯明 中国农业机械化科学研究院，北京，100083 The development trend of vermicular graphite iron and diesel engine Zhang Boming China Agricultural Mechanization Sciences Institute 一．前言 近几年，蠕墨铸铁的应用，得到了长足的进展。这是人们在发现蠕墨铸铁后，首次作为一种材质在发动机缸体等重要铸件上得到广泛的使用。应用的同时又掀起了相应的进一步深入研究的高潮。 随着应用的扩大，蠕墨铸铁标准的制订也提到了日程。罗马尼亚在1986年首先制订了蠕墨铸铁的国家标准。美国在1985年就制订了ASTM A 842-85的标准，并在1991和1997年进行了确认和完善。由于主要用途在汽车工业，故国际SAE又在2001年制定了J1887标准。德国铸造协会在2002年3月制订了W50蠕墨铸铁标准。国际铸造标准委员会在2000年9月22日举行会议，认为应在美国ASTM、德国W50标准的基础上制订蠕墨铸铁标准，并在2002年10月用ISO16112公布了工作草案。现在欧盟则已决定套用ISO标准。我国是最早研究蠕墨铸铁的国家之一，早在1984年制订了JB3829-84的行业金相标准，1987年制订了JB4403铸件标准，并都在1999年进行了修订。作为企业内控标准许多重要企业，例如大从、奥迪、宝马、奔驰、卡特匹勒、福特、通用电气、通用汽车、现代、约翰·迪尔等都制订了蠕墨铸铁标准。 美国在6年前就把蠕墨铸铁的产量从球墨铸铁中分离出来统计，表明了他们对蠕墨铸铁的重视程度。 德国的学者认为铸铁不再是一种老材料，而美国Ashland公司的M.W.Swartzlander更把球墨铸铁、等温淬火球墨铸铁（ADI）和蠕墨铸铁称之为形成了“新的铁时代”。二．蠕墨铸铁在发动机上的应用情况 早在1948年，人们在发明球墨铸铁时就发现了蠕虫状石墨，但作为材质的研究还是上世纪六十年代才开始，并在排气管、钢锭模、玻璃模具上应用。由于它在生产中蠕化处理范围窄，且发动机缸体缸盖铸件要求蠕化率在80%以上，生产的难度大，因此它仅在生产技术完善以后才在上世纪末开始在发动机缸体铸件上得到批量应用。至今已有30多种缸体用蠕墨铸铁生产，年产量已达50万件。有人预测，至2010年，将达到年200万件以上。表1列出了一些典型的应用。这些柴油机既可用在卡车上，也有不少用在轿车上。 三．迅速应用蠕墨铸铁的背景 蠕墨铸铁之所以能得到广泛应用的原因有两个：汽车发展对材料的高要求和蠕墨铸铁的特殊性能。汽车发展方向上的永久课题是减少排放、降低油耗、提高功率和增加舒适性。在这四个主题下，汽车开发的二级目标是： ●减少摩擦，例如优化曲轴传动方案（滑动面、轴承） ●减轻重量（结构轻化、材料） ●提高发动机刚度（柴油机尖峰压力） ●减小发动机体积（构造型式、使用更好的材料） ●更有效的尾气处理系统 ●改进燃烧方法（汽油直喷、柴油调匀，使用天然气） ●提高变更性（阀动装置、压缩比） ●减小尺寸，尤其是汽油发动机（使用更好的材料） 从这些目标可以看出，在未来的8项发展中，有五项和材料及铸造有关。而发动机的发展主要目标是在减少油耗和排放的同时增加比功率、增加扭矩、减少体积，这就更和材料有关。 表1 批量生产采用蠕墨铸铁的发动机
蠕墨铸铁与合金铸铁
湘西民族职业技术学院备课用纸
蠕墨铸铁作为一种新型铸铁材料出现在20世纪60年代。我国是研究蠕墨铸铁最早的国家之一。1966年山东省机械设计研究院发表了稀土高强度灰铸铁论文，标志了我国蠕墨铸铁生产技术的研制成功。通常蠕墨铸铁是铸造以前加蠕化剂（镁或稀土）随后凝固而制得的。迄今为止，国内外研究结果一致认为，稀土是制取蠕墨铸铁的主导元素。我国稀土资源富有，为发展我国蠕墨铸铁提供了极其有利的条件和物质基础。 8.3.1 蠕墨铸铁的成分、组织及性能 蠕墨铸铁的化学成分一般为：C%=3.4%~3.6%；Si%=2.4%~3.0%，S%<0.06%；Mn%=0.4%~0.6%；P%<0.07%。蠕墨铸铁的石墨形态介于片状和球状石墨之间。蠕墨铸铁的石墨形态在光学显微镜下看起来像片状，但不同于灰口铸铁的是其片较短而厚、头部较圆（形似蠕虫）。所以可以认为蠕虫状石墨是一种过渡型石墨。 蠕虫状石墨的形态介于片状与球状之间，所以蠕墨铸铁的力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，其铸造性能、减振性和导热性都优于球墨铸铁，与灰铸铁相近。 8.3.2 蠕墨铸铁的牌号 蠕墨铸铁的牌号为：RuT+数字。牌号中，“RuT”是“蠕铁”二字汉语拼音的大写字头，为蠕墨铸铁的代号；后面的数字表示最低抗拉强度。例如：牌号RuT300表示最低抗拉强度为300MPa的蠕墨铸铁。 8.3.3 蠕墨铸铁的用途 由于蠕墨铸铁兼有球墨铸铁和灰铸铁的性能，因此，它具有独特的用途，在钢锭模、汽车发动机、排气管、玻璃模具、柴油机缸盖、制动零件等方面的应用均取得了良好的效果。特别是我国第二汽车厂蠕墨铸铁排气管流水线的投产，标志着我国蠕墨铸铁生产已达到高水平。 到目前为止，世界蠕墨铸铁的产量尚难以统计，这是因为蠕墨铸铁往往被统计在灰铸铁的产量之内，而不是从单独的项目统计。我国蠕墨铸铁的年产量不尽确切。我国制作蠕墨铸铁所用的蠕化剂中均含有稀土元素，如稀土硅铁镁合金、稀土硅铁合金、稀土硅钙合金、稀土锌镁硅铁合金等。由此，形成了适合国情的蠕化剂系列。
蠕墨铸铁简介
中文名称：蠕墨铸铁 英文名称：vermicular cast iron 定义：铁液经过蠕化处理大部分石墨呈蠕虫状的铸铁。 应用学科：机械工程（一级学科）；铸造（二级学科）；铸造合金（三级学科） 简介 蠕墨铸铁作为一种新型铸铁材料出现在20世纪60年代。我国是研究蠕墨铸铁最早的国家之一。1966年山东省机械设计研究院发表了稀土高强度灰铸铁论文，标志了我国蠕墨铸铁生产技术的研制成功。通常蠕墨铸铁是铸造以前加蠕化剂（镁或稀土）随后凝固而制得的。迄今为止，国内外研究结果一致认为，稀土是制取蠕墨铸铁的主导元素。我国稀土资源富有，为发展我国蠕墨铸铁提供了极其有利的条件和物质基础。 蠕墨铸铁的显微组织及应用(3张) 化学成分 蠕墨铸铁的化学成分一般为：C%=3.4%~3.6%；Si%=2.4%~3.0%；Mn%=0.4%~0.6%；S%<0.06%；P%<0.07%。目前市面上的蠕墨铸铁光谱标准样品成分如下： 组织特征 蠕墨铸铁的石墨形态介于片状和球状石墨之间。蠕墨铸铁的石墨形态在光学显微镜下看起来像片状，但不同于灰口铸铁的是其片较短而厚、头部较圆（形似蠕虫）。所以可以认为蠕虫状石墨是一种过渡型石墨。 牌号 蠕墨铸铁的牌号为：RuT+数字。牌号中，“RuT”是“蠕铁”二字汉语拼音的
大写字头，为蠕墨铸铁的代号；后面的数字表示最低抗拉强度。例如：牌号RuT300表示最低抗拉强度为300MPa的蠕墨铸铁。 性能 蠕虫状石墨的形态介于片状与球状之间，所以蠕墨铸铁的力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，其铸造性能、减振性和导热性都优于球墨铸铁，与灰铸铁相近。 编辑本段应用领域 由于蠕墨铸铁兼有球墨铸铁和灰铸铁的性能，因此，它具有独特的用途，在钢锭模、汽车发动机、排气管、玻璃模具、柴油机缸盖、制动零件等方面的应用均取得了良好的效果。特别是我国第二汽车厂蠕墨铸铁排气管流水线的投产，标志着我国蠕墨铸铁生产已达到高水平。到目前为止，世界蠕墨铸铁的产量尚难以统计，这是因为蠕墨铸铁往往被统计在灰铸铁的产量之内，而不是从单独的项目统计。我国蠕墨铸铁的年产量不尽确切。我国制作蠕墨铸铁所用的蠕化剂中均含有稀土元素，如稀土硅铁镁合金、稀土硅铁合金、稀土硅钙合金、稀土锌镁硅铁合金等。由此，形成了适合国情的蠕化剂系列。我国在蠕墨铸铁的形成机制的研究方面处于领先地位。另外在蠕墨铸铁的处理工艺、铁液熔炼及炉前质量控制、蠕墨铸铁常温和高温性能方面均进行了广泛、深入的研究。特别要指出的是，在我国冲天炉条件下，不少工厂能稳定地生产蠕墨铸铁，取得了显著的经济效益。可以预期，利用蠕墨铸铁具有的良好的综合性能、力学性能较高，在高温下有较高的强度，氧化生长较小、组织致密、热导率高以及断面敏感性小等特点，取代一部分高牌号灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁，由此，将取得良好的技术经济效果。
铸铁牌号对照表及性能
铸铁 牌 号 （白心）可锻铸铁性能及相关数据 '); //--> 材料名称：(白心)可锻铸铁 牌号：KTB450-07
标准：GB 9440-88 ●特性及适用范围： 坯料在氧化性介质中进行脱碳退火，焊接性较好，只适宜铸造壁厚在15mm以下的铸件。国内应用较少，国外有用作水暖管件的 ●化学成份：wC=2.2%～2.8%,wSi=1.0%～1.8%,wMn=0.3%～0.8%,wS≤0.2%,wP≤0.1%. ●力学性能： （1）抗拉强度σb (MPa) 当试棒直径：d=9mm时，≥400；d=12mm时，≥450；d=15mm时，≥480 （2）条件屈服强度σ0.2 (MPa） 当试棒直径：d=9mm时，≥230；d=12mm时，≥260；d=15mm时，≥280 （3）伸长率δ (％) 当试棒直径：d=9mm时，≥10；d=12mm时，≥7；d=15mm时，≥4 （4）硬度：≤220HB （5）试样尺寸，试棒直径：d=9mm；d=12mm；d=15mm ●热处理规范及金相组织： 热处理规范：（由供方定） 金相组织：小断面尺寸：铁素体。大断面尺寸：表面区域－－铁素体；中间区域－－珠光体＋铁素体＋退火碳；心部区域－－珠光体＋退火碳 中日美部分不锈钢化学成分对比表 '); //-->
球墨铸铁性能及相关数据 '); //--> 材料名称：球墨铸铁 牌号：QT600-3 标准：GB 1348-88 ●特性及适用范围： 为珠光体型球墨铸铁，具有中高等强度、中等韧性和塑性，综合性能较高，耐磨性和减振性良好，铸造工艺性能良好等特点。能通过各种热处理改变其性能。主要用于各种动力机械曲轴、凸轮轴、连接轴、连杆、齿轮、离合器片、液压缸体等零部件 ●化学成份： 碳 C ：3.56～3.85 硅 Si：1.83～2.56 锰 Mn：0.49～0.70 硫 S ：0.016～0.045 磷 P ：0.035～0.058 镁 Mg：0.041～0.067 注：RxOy:0.033～0.049 ●力学性能： 抗拉强度σb (MPa)：≥600 条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥370 伸长率δ (％)：≥3 硬度：190～270HB ●热处理规范及金相组织： 热处理规范：（由供方定，以下为某试样的热处理规范，供参考） 930℃，2h正火空冷， 600℃，2h，回火空冷 金相组织：珠光体＋铁素体
有关蠕墨铸铁和碳含量对铸铁的影响
一、蠕墨铸铁的组织和性能 [组织]：组织中具有蠕虫状石墨。铸铁液经蠕化处理后可得到具有蠕虫状石墨的蠕墨铸铁，方法为浇注前向铁液中加入蠕化剂，促使石墨呈蠕虫状。 [性能]：蠕虫状石墨的形态介于片状与球状之间，所以蠕墨铸铁的力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，其铸造性能、减振性和导热性都优于球墨铸铁，与灰铸铁相近。 蠕虫状石墨蠕墨铸铁的显微组织 二、蠕墨铸铁的牌号及用途 [牌号表示方法]：蠕墨铸铁的牌号是由“RuT”（“蠕铁”两字汉语拼音字首）后附最低抗拉强度值（MPa）表示。例如牌号RuT300表示最低抗拉强度为300MPa的蠕墨铸铁。 [应用范围]：蠕墨铸铁主要用于承受热循环载荷、结构复杂、要求组织致密、强度高的铸件，如大马力柴油机的汽缸盖、汽缸套、进（排）气管、钢锭模、阀体等铸件。 六米焦炉炉门焦炉保护板 4.3米焦炉炉门
化产设备蒸氨塔热风炉球形炉篦高炉热风炉篦子 蠕墨铸铁的应用 蠕墨铸铁的牌号、力学性能及用途（摘自JB4403－1987） 近几年，蠕墨铸铁的应用，特别是在欧洲，得到了长足的进展。这是人们在发现蠕墨铸铁后，首次作为一种材质在国外发动机缸体等重要铸件上得到广泛使用。应用的同时又掀起了相应的进一步深入研究的高潮。欧盟也已制订出蠕墨铸铁标准草案，发给各企业，正在征求意见，并预定在一年内正式公布。美国在前年就把蠕墨铸铁的产量从球墨铸铁中分离出来统计，表明了他们对蠕墨铸铁的重视程度。 今年6月的GIFA展览会上，许多铸造企业都把蠕墨铸铁作为供货范围，并举出了相应的生产实例。例如宝马汽车公司（BMW）V8柴油发动机缸体，戴姆勒－克莱斯勒汽车公司（Daimler chrysler）12升排量的8缸发动机缸体，达夫公司（DAF）的12.6升排量、功率为390KW 的六缸发动机缸体都用蠕墨铸铁铸造。年产35万吨发动机铸件的弗里茨－维特公司（Fritz Winter），在研究开发的基础上，2003年安装了一条KW（Kuengel Wagner）静压多触头造型线，砂箱尺寸为1350×1100×400/400，用来每年生产3万吨发动机薄壁蠕墨铸铁缸体。年产400万个发动机缸体，200万个缸盖的爱森·布吕尔（Eisen Bruehl）公司在充分对比的基础上，已开始在轿车发动机缸体上使用蠕墨铸铁。德国阿乌哥斯特·坎泼公司（August
常用球墨铸铁的性能和特点
常用球墨铸铁的性能和特点 ①灰口铸铁。灰口铸铁的组织由石墨和基体两部分组成。基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，相当于钢的组织。因此铸铁的组织可以看成是钢基体上分布着石墨。 灰口铸铁包括普通灰FI铸铁和孕育铸铁两种。灰口铸铁价格便宜、应用最广泛，在各类铸铁的总产量中，灰口铸铁占 80.o％以上。影响灰口铸铁组织和性能的因素主要是化学成分和冷却速度。灰口铸铁中的碳、硅含量一般控制在碳 2.5％～ 4.0％，硅 1.0％～ 3.0％。 ②球墨铸铁管。球墨铸铁是20世纪50年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合机械洼能接近于钢，因铸造性能很好、成本低廉、生产方便，在工业中得到了广泛的应用。 球墨铸铁的成分要求比较严格，与灰口铸铁相比，它的含碳量较高，通常在 4.5％～ 4.7％范围内变动，以利于石墨球化。 球墨铸铁的抗拉强度远远超过灰口铸铁，而与钢相当。因此对于承受静载的零件，使用球墨铸铁比铸钢还节省材料，而且重量更轻。不同基体的球墨铸铁，性能差别很大，球墨铸铁具有较好的疲劳强度，实验表明，球墨铸铁的扭转疲劳强度甚至超过459钢。
在实际应用中，大多数承受动载的零件是带孔或带台肩的，囡此用邀墨铸铁来岱益钢制造某些重要零件，如曲轴、连杆和凸轮轴等。 ③焉基铸铁。蠕墨铸铁是近十几年来发展起来的一种新型高强铸铁材料。它的强度接近于球墨铸铁，并具有一定的韧性和较高的耐磨性；同时又有灰口铸铁良好的铸造性能和导热性。蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂经处理而炼成的。蠕化剂目前主要采用镁钛合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金等。蠕墨铸铁在生产中主要用于生产汽缸盖、汽缸套、钢锭模和液压阀等铸件。 ④可锻铸铁。可锻铸铁是由白口铸铁通过退火处理得到的一种高强铸铁。它有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。按退火方法不同，这种铸铁有黑心和自心两种类型。黑心可锻铸铁依靠石墨化退火来获得；白心可锻铸铁利用氧化脱碳退火来制取。 可锻铸铁常用来制造形状复杂、承受冲击和振动荷载的零件，如管接头和低压阀门等。这些零件用铸钢生产时，因铸造性能不好，工艺上困难较大，而用灰口铸铁时，又存在性能不能满足要求的问题。与球墨铸铁相比，可锻铸铁具有成本低、质量稳定、工 艺处理简单等优点。尤其对于薄壁件，球墨铸铁还容易生成白口，需要进行高温退火，这时采用可锻铸铁更为适宜。 ⑤耐磨铸铁。在铸铁中加入某些合金元素而得到。耐磨铸铁是在磨粒磨损条件下工作的铸铁，应具有高而均匀的硬度。白口铸铁就属这类耐磨铸铁。但白口铸铁脆性较大，不能承受冲击荷载，因此在生产上常采用激冷的办法来获得耐磨铸铁。 ⑥耐热铸铁。耐热铸铁是在高温下工作的铸件，如炉底板、换热器、坩埚、热处理炉内的运输链条等。在灰口铸铁中加入铝、硅和镉等元素，一方面在铸件表面形成致密的氧化膜，阻碍继续氧化；另一方面提高铸铁的临界温度，使基体变为单相铁素体，不发生石墨化过程，因此铸铁的耐热性得到改善。
【精品】灰铸铁焊接性分析
灰铸铁焊接性分析 焊接，铸铁 灰铸铁焊接性分析 灰铸铁在化学成分上的特点是碳高及S、P杂质高，这就增大了焊接接头对冷却速度变化的敏感性及冷热裂纹的敏感性。在力学性能上的特点是强度低，基本无塑性。焊接过程具有冷速快及焊件受热不均匀而形成焊接应力较大的特殊性。这些因素导致焊接性不良。主要问题两方面：一方面是焊接接头易出现白口及淬硬组织。另一方面焊接接头易出现裂纹。(一）焊接接头易出现白口及淬硬组织见P103，以含碳为3%，含硅2。5％的常用灰铸铁为例,分析电弧焊焊后在焊接接头上组织变化的规律。1.焊缝区当焊缝成分与灰铸铁铸件成分相同时,则在一般电弧焊情况下,由于焊缝冷却速度远远大于铸件在砂型中的冷却速度，焊缝主要为共晶渗碳体+二次渗碳铁+珠光体,即焊缝基本为白口铸铁组织。防止措施：焊缝为铸铁①采用适当的工艺措施来减慢焊逢的冷却速度。如：增大线能量。②调整焊缝化学成分来增强焊缝的石墨化能力。异质焊缝：若采用低碳钢焊条进行焊接，常用铸铁含碳为3％左右，就是采用较小焊接电流，母材在第一层焊缝中所占百分比也将为1／3～1／4，其焊缝平均含碳量将为0。7%~1.0%,属于高碳钢(C＞0。6%）.这种高碳钢焊缝在快冷却后将出现很多脆硬的马氏体。采用异质金属材料焊接时，必须要设法防止或减弱母材过渡到焊缝中的碳产生高硬度组织的有害作用。思路是：改变C的存在状态，使焊缝不出现淬硬组织并具有一定的塑性，例如使焊缝分别成为奥氏体,铁素体及有色金属是一些有效的途径。2.半熔化区
特点：该区被加热到液相线与共晶转变下限温度之间，温度范围1150～1250℃。该区处于液固状态，一部分铸铁已熔化成为液体，其它未熔部分在高温作用下已转变为奥氏体。1）冷却速度对半熔化区白口铸铁的影响V冷很快，液态铸铁在共晶转变温度区间转变成莱氏体，即共晶渗碳体加奥氏体。继续冷却则为C所饱和的奥氏体析出二次渗碳体。在共析转变温度区间,奥氏体转变为珠光体.由于该区冷速很快，在共析转变温度区间，可出现奥氏体→马氏体的过程，并产生少量残余奥氏体.该区金相组织见P104图4—5其左侧为亚共晶白口铸铁，其中白色条状物为渗碳体,黑色点、条状物及较大的黑色物为奥氏体转变后形成的珠光体。右侧为奥氏体快冷转变成的竹叶状高碳马氏体，白色为残余奥氏体。还可看到一些未熔化的片状石墨。当半熔化区的液态金属以很慢的冷却速度冷却时，其共晶转变按稳定相图转变。最后其室温组织由石墨+铁素体组织组成。当该区液态铸铁的冷却速度介于以上两种冷却速度之间时，随着冷却速度由快到慢，或为麻口铸铁，或为珠光体铸铁，或为珠光体加铁素体铸铁。影响半熔化区冷却速度的因素有:焊接方法、预热温度、焊接热输入、铸件厚度等因素。例：电渣焊时，渣池对灰铸铁焊接热影响区先进行预热，而且电渣焊熔池体积大，焊接速度较慢,使焊接热影响区冷却缓慢，为防止半熔化区出现白口铸铁焊件预热到650～700℃再进行焊接的过程称热焊。这种热焊工艺使焊接熔池与HAZ很缓慢地冷却，从而为防止焊接接头白口铸铁及高碳马氏体的产生提供了很好的条件。研究灰铸铁试板焊件、热输入相同时，随板厚的增加，半熔化区冷却速度加快。白口淬硬倾向增大。2）化学成分对半熔化区白口铸铁的影响
蠕墨铸铁化学元素含量的多少
蠕墨铸铁化学元素含量的多少 蠕墨铸铁作为一种新型铸铁材料出现在20世纪60年代。我国是研究蠕墨铸铁最早的国家之一。1966年山东省机械设计研究院发表了稀土高强度灰铸铁论文，标志了我国蠕墨铸铁生产技术的研制成功。国内外研究结果一致认为，稀土是制取蠕墨铸铁的主导元素。我国稀土资源富有，为发展我国蠕墨铸铁提供了极其有利的条件和物质基础 蠕墨铸铁的化学成分一般为： C%=3.4%~3.6%;Si%=2.4%~3.0%;Mn%=0.4%~0.6%;S%<0.06%;P%<0.07%。 球铁含量检测可以用南京华欣分析仪器制造有限公司HX型金属材料元素分析仪检测，可满足碳钢、高中低合金钢、不锈钢、生铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、耐磨铸铁、合金铸铁、铸钢等材料中的C、S、Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Nb、Mg、稀土总量等元素含量的检测。采用电弧燃烧炉燃烧样品，气体容量法测C，碘量法自动滴定测S；光电比色分析法测定其它元素。 主要技术参数： 1、测量范围：(该仪器可检测的元素较多，现以黑色金属中碳、硫、硅、锰、磷、镍、铬、钼、钛、铜、稀土、镁为例) C：0.020～6.000% S：0.0030～2.000% Si：0.010～6.000% Mn：0.010～18.00% P：0.0005～2.000% Ni：0.010～30.00% Cr：0.01～28.000% Mo：0.010～7.000% Ti：0.010～5.000% Cu：0.010～8.000% ΣRE：0.010～0.500% Mg：0.010～0.200% 2、测量精度：符合GB/T223.69-2008 GB/T223.68-1997 GB/T223标准 3、电子天平：称量范围0-100g 读数精度0.0001g
蠕墨铸铁可靠和大批量生产的过程控制
蠕墨铸铁可靠和大批量生产的过程控制
摘要 提高发动机性能，燃油经济性和耐久性的需求不断给发动机设计者和所选用的材料提出挑战。对于中国快速增长的商用车领域更是如此，货物运输和严格的排放法规需要现代重载柴油发动机。中国的设计者正在考虑采用蠕墨铸铁缸体和缸盖以满足高性能发动机复杂的需求，以符合不断提高的法规和更高客户期望的互相矛盾的需求。 高质量蠕墨铸铁的生产只稳定在含镁大约0.006%的范围。在此稳定范围的低端，损失0.001%的镁就可能形成片状石墨，造成机械性能立即降低25-40%和在使用现场失效。在此稳定范围的高端，特别是对于像缸体缸盖这样复杂的铸件，增加镁和孕育可能迅速导致收缩缺陷，造成加工后渗漏废品。本文描述了一种热分析过程控制系统，该系统能够一致地生产高蠕化率，不含片状石墨的蠕铁。该技术当前应用于欧洲，北美洲，南美洲和亚洲，经济有效地每年生产超过500,000台缸体。 前言 现代汽车气缸体和气缸盖生产和操作要求对确定蠕墨铸铁生产技术需求提供了基础，这些需求包括： 铸造:能稳定大批量生产，没有产生片状石墨的风险，最小的收缩缺陷，不采用昂的补缩冒口。 机加工:质量一致，微观组织和性能允许优化加工参数。最小的加工后缩松缩孔废品。 发动机:一致的高强度以提供力学耐久性。一致的高导热率防止缸盖热疲劳失效和缸体中活塞过热咬住。 这些需求只有通过生产蠕化率≥80%的蠕铁才能同时满足。在这个一致的，高蠕化率范围内，铸造性能，加工性能，导热性和耐磨性是最佳的，从而为铸造和机加工操作中提供了成本效益高的生产，并为最终用户提供了信心。 现代汽车气缸体和气缸盖需要蠕化率≥80%已为国际原始设备制造商和标准组织所接受。例如奥迪，卡特比勒，康明斯，达夫卡车，福特，通用电气，通用汽车，现代，纳维斯达，罗尔斯-罗伊斯发电工程，斯坎尼亚，丰田和沃尔沃的蠕铁牌号都要求蠕化率大于80%。同样，国际标准ISO 16112和美国汽车协会SAE J1887标准，以及美国ASTM 842 和德国标准W50对高质量蠕墨铸铁都要求蠕化率≥80%。蠕墨铸铁需要高的蠕化率范围以优化铸造性，加工性，导热性和耐磨性最近在中国国家标准中得到反映，原JB4403-87标准允许≥50%的蠕化率，现已被要求≥80%的蠕化率的新国家标准GB/T 26655-2011取代。 对铸造厂来说，挑战就是既要可靠地保持蠕化率≥80%，不产生片状石墨（片状石墨将造成局部弱点并导致发动机耐久性故障），同时又不造成高的收缩废品或者高的补缩冒口费用以补偿镁过处理。可靠的，成本效益高的大批量生产蠕墨铸铁缸体和缸盖需要一种过程控制技术，能够精确分析铁水和能够在线控制以保证超出牌号范围的铸件在浇铸前就能够识别和校正。 1
材料加工物理 蠕墨铸铁(Compacted Graphite Iron,CGI Compacted Vermicular cast iron, CV 铸铁)
4.1 蠕铁发动机缸体缸盖生产技术 汽车发展方向：提高功率、降低油耗、 减少排放、增加舒适性 发动机的比功率和比扭矩 2 比功率(kW/L) 比扭矩(Nm/L) 现在 60-65 150 下一代DI 柴油机 80 200 未来10年 100 第四节 蠕墨铸铁（Compacted Graphite Iron ，CGI Compacted Vermicular cast iron, CV 铸铁） ? 蠕铁发动机缸体缸盖 ? 蠕铁的应用
4 铸造、加工与装配水平与国外存在明显的差距。 新材料的应用落后于国外(现主要采用传统的灰铸铁或铝合 金)； (4) 研发能力低； (2) (3) (1) 大功率发动机的发展道路：消化→研仿→开发，缺少核心 技术； 国内发展大功率发动机目前存在的主要问题： 发动机传统材料：灰铸铁、铝合金——已不能胜任大功率发动机发展的要求 蠕墨铸铁(蠕铁，Compacted Graphite Iron ，CGI)具有高强度、优良的耐热性和导热性以及抗疲劳和尺寸稳定性，是唯一能同时满足技术、环保和节能要求的最先进的大功率发动机材料。 3
? 抗拉强度、屈服强度、疲劳强度低于球铁，但显著高于灰铸铁 ? 导热系数高于球铁，接近灰铸铁； ? 铸造性能接近灰铸铁； ? 具有与灰铸铁类似的减震、降噪性能； ? 切削加工性能优于球铁。 6 材质 基体 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 疲劳强度(MPa) 弹性模 量(GPa) 硬度HB 导热系数 (W/m-K) 灰铁 P 230-300 114-210 95-110 105-115 175-230 45-52 蠕铁 F 290-380 200-260 155-185 130-145 130-190 40-50 P 400-520 280-350 190-225 140-155 215-250 31-42 球铁 F 400-600 285-315 185-210 155-165 140-200 32-38 P 600-700 375-480 245-290 160-170 240-300 24-32 4.1.1 蠕铁发动机的特点 (1) 蠕铁的组织和性能特点 5
4蠕墨铸铁
4蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是指其石墨化大部分呈蠕虫状，部分呈球状的一种铸铁，其组织和性能介于球墨铸铁和灰铸铁之间，具有良好的综合性能。 4.1蠕墨铸铁金相组织 4.1.1蠕化率评定 蠕化率表示蠕虫状形态石墨数或面积占总石墨数或面积的比例。表4-1和图4-1是我国蠕墨铸铁的金相标准（JB/T3829-1999）。 蠕15 a蠕95 b蠕85 c蠕75 d蠕65
e蠕55 f蠕45 g蠕35 h蠕25 i蠕15 图4-1 蠕墨铸铁蠕化率 4.1.2 蠕墨铸铁基体组织 一般蠕墨铸铁具有强烈的铁素体转变倾向，这导致强度和耐磨性降低。按照蠕墨铸铁金相评定标准JB /T3829-1999,如表4-2。
蠕墨铸铁力学性能如表4-3所示。 4.3蠕墨铸铁物理性能 密度：铁素体基体蠕墨铸铁7.05g/cm3,珠光体基体蠕墨铸铁7.10g/cm3。 蠕墨铸铁热导率如图4-2所示。 图4-2 不同蠕化率的蠕墨铸铁在不同温度下的热导率 1.片墨和蠕墨混合铸铁 2.蠕化率为95%的蠕墨铸铁 3.蠕化率为86%的蠕墨铸铁 4.蠕化率为60%的蠕墨铸铁 5.蠕化率为40%的蠕墨铸铁 6.球墨铸铁 由于石墨热导率比基体高得多，基体中铁素体热导率又比珠光体和渗碳体高，因此增加碳当量和铁素体量可以提高热导率。 4.4 蠕墨铸铁铸造性能 流动性：蠕墨铸铁碳当量高，接近共晶成分，又经蠕化剂去硫去氧，因此具有良好的流动性。 收缩性：蠕墨铸铁线收缩率和体收缩率见于表4-4。蠕墨铸铁的缩前膨胀大于灰铸铁，在共晶转变过程中有较大的膨胀力，因此，对铸型刚度要求较高。蠕墨铸铁的体收缩率与蠕化率有关，蠕化率越高，收缩率越低，越接近灰铸铁。反之，蠕化率越低，体收缩率越大，
各种元素对铸铁组织性能的影响
各种元素对铸铁组织性能的影响 1.C 碳是铸铁的基本组元，在铸铁中的存在形式主要有两种，一种是以游离碳石墨的形式存在，另一种是以化合碳渗碳体的形式存在，也正是碳在铸铁中的这种存在形式可把铸铁分成许多类型可把铸铁分成许多类型,在灰铸铁中，碳的质量分数控制在2.7%-3.8%的范围内，碳主要以片状石墨形式存在，高碳灰铸铁的金相组织为铁素体和粗大的片状石墨，机械强度和硬度较低，但挠度较好；低碳灰铸铁的金相组织为珠光体和细小的片状石墨，有较高的机械强度和硬度，但挠度较差。由于灰铸铁的成分位于共晶点附近，因此具有良好的铸造性能。对于亚共晶范围的灰铸铁，增加碳含量能提高流动性，反之，对于过共晶范围的灰铸铁，只有降低碳含量才能提高流动性。在QT中含C量高，析出的石墨数量多，石墨球数多，球径尺寸小，圆整度增加。提高含C量可以减小缩松体积，减小缩松面积，使铸件致密。但是含C量过高则降低缩松作用不明显，反而出现严重的石墨漂浮，且为保证球化所需要的残余Mg量要增多。 2.Si 硅是铸铁的常存五元素之一，能减少碳在液态和固态铁中的溶解度，促进石墨的析出，因此是促进石墨化的元素，其作用为碳的1/3 左右，故增加硅量会增加石墨的数量，也会使石墨粗大；反之，减少硅量，会使石墨细小。在灰铸铁中，硅的质量分数控制在1.1%-2.7%的范围
内，一般碳硅含量低可获得较高的机械强度和硬度，但流动性稍差；反之，碳硅含量高，流动性好，机械强度和硬度较低。当薄壁铸件出现白口时，可提高碳硅含量使之变灰；当厚壁铸件出现粗大的石墨时，应适当降低碳硅含量，并达到提高机械强度和硬度的目的。Si是Fe-C 合金中能够封闭ｒ区的元素，Si使共析点的含C量降低。Si提高共析转变温度，且在QT中使铁素体增加的作用比HT要大。 HT中C、Si 都是强烈促进石墨化的元素。提高碳当量促使石墨片变粗、数量增多，强度和硬度下降。降低碳当量可以减少石墨数量、细化石墨、增加初析奥氏体枝晶数量，从而是提高灰铸铁力学性能常采取的措施。但是降低碳当量会导致铸造性能降低、铸件断面敏感性增加，硬度上升加工困难等问题。 3.Mn 锰是铸铁的常存五元素之一，除少量固溶于铁素体以外，大部分溶入共析碳化物和渗碳体中，以复合碳化物的形态存在，加强了碳化物的形成，因此是阻碍石墨化的元素，故增加锰量会增大基体组织中的珠光体数量。在灰铸铁中，锰的质量分数控制在0.5%-1.4%的范围内，主要作用有二，一是中和硫的有害作用，生成MnS及（F e、Mn）S 化合物，以颗粒状分布于机体中。这些化合物的熔点在1600℃以上，不仅无阻碍石墨化的作用，而且还可以作为石墨化非自发性晶核。二是稳定和细化珠光体，在此含量范围内，随锰含量的增加，铸铁的强度、硬度增加，而塑性和韧性降低。 在QT中Mn的作用是形成碳化物和珠光体。对于厚大断面的QT件来
铸铁材料的分类及金相组织
铸铁材料的显微组织及分析 铸铁为含碳量在2%以上的铁碳合金，俗称生铁。工业用铸铁一般含碳量为2%～4%。由于碳在铁中固溶量有限，且渗碳体不稳定，适当条件下即会分解为铁和碳单质即石墨，因此在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有1%～3%的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。铸铁材料没有严格的分类，可按铸铁的使用性能、断口特征或成份特征进行分类。较为方便和常用的则是将铸铁分为七大类（见下表）。 铸铁的组织视化学成分和冷却速度而异，当铸铁凝固的冷却速度足够大时，得到白口铸铁组织，随冷却速度减小，铸铁组织依次改变为麻口铸铁、珠光体灰口铸铁、珠光体铁素体灰口铸铁和铁素体灰口铸铁；球墨铸铁是在浇铸前向灰口铸铁加入少量球化剂获得球状石墨的铸铁。球墨铸铁具备优于灰铁的强度、范性和韧性；可锻铸铁又叫可锻铸铁，由白口铸铁经过石墨化退火后制成，是一种强度韧性都较高的铸铁。
以下对生产中应用较多的铸铁成分、显微组织及其性能进行分析。 1、灰口铸铁 灰口铸铁应用最广泛，占铸铁总产量的80%以上。其中碳全部或部分以自由碳-片状石墨形式存在，因此断口呈现灰色。其显微组织根据石墨化程度的不同分为铁素体、珠光体、铁素体+珠光体灰口铸铁。而所有灰口铸铁组织的共同特征是，在这些铸铁的组织总有一个相当于钢的组织的金属基体，在这基体上分布着片状石墨。 由于石墨片对钢基体产生割裂作用，破坏了钢基体的连续性、完整性，减少了钢基体的有效面积，使其抗拉强度低于钢、而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。灰口铸铁不能承受加工变形，但是却具有优良的铸造性能，同时切削加工性能也很好。 灰铸铁的化学成分范围一般为：w（C）=2.7%～3.6%，w（Si）=1.0%～2.5%，w（Mn）=0.5%～1.3%，w（P）≤0.3%，w（S）≤0.15%。 （1）未经浸蚀的灰口铸铁 为了研究石墨的形状和分布，一般均先观察未经腐蚀的样品。由于片状石墨无反光能力，故试样未经腐蚀即可看出灰黑色。石墨性脆，在磨制时容易脱落，在显微镜下表现为空洞。 未经腐蚀的基体在显微镜下呈现白亮色，黑色条状物即为石墨。
低碳钢和铸铁力学性能分析
低碳钢和铸铁力学性能分析 题目：低碳钢和铸铁的力学性能分析 学院：机械工程学院学号：xxxxxxxxxxx 姓名：专业班级：xxx 指导老师：xxx 日期：2019年4月 低碳钢和铸铁的力学性能分析 作者：xxx 作者单位：255000 山东理工大学 摘要：材料的力学性能是指在外力作用下所表现出的抵抗能力。由于载荷形式的不同，材料可表现出不同的力学性能，如强度、硬度、塑形、韧度、疲劳强度等。材料的力学性 能是零件设计、材料选择及工艺评定的主要依据。本文主要讨论低碳钢和铸铁的力学性能 在拉伸和压缩情况下的影响。 关键词：低碳钢、铸铁、拉伸、压缩 （一）材料微观组成分析 材料的微观结构几乎决定了外在性能，所以要了解研究材料的性能必须深入研究材料 的组成成分。而研究材料的组成成分需要从下面这张铁碳合金相图说起。 这张图记录了奥氏体在在不同温度下的恒温转变时组成成份和物质状态的变化。低碳 钢是指碳含量 低于0.3%的碳素钢;铸铁是指碳含量在2.11%-6.69%的金属，其中用于拉伸和压缩试 验的铸铁为灰口铸铁，成分一般范围为Wc=2.5%-4.0% Wsi=1.0%-2.2% Wmn=0.5%-1.3% Ws≤0.15% Wp≤0.3%。低碳钢经过奥氏体转变的基体是铁素体和珠光体，灰口铸铁的基体 是珠光体二次渗碳体和莱氏体。铁素体和工业纯铁相似，塑形韧性较好，强度硬度较低。 渗碳体是一种复 杂的间隙化合物，硬度很高，但塑性和韧性几乎为零，是钢中的主要强化相。珠光体 是铁素体和渗碳体的机械混合物，常见的形态是两者呈片层相间分布，片层越细强度越高。铸铁中的莱氏体是由珠光体和渗碳体组成的机械混合物，其中渗碳体较多，脆性大，硬度高，塑形很差。 1 2 （二）拉伸试验
蠕墨铸铁件(标准状态：现行)
I C S77.140.80 J31 中华人民共和国国家标准 G B/T26655 2011 蠕墨铸铁件 C o m p a c t e d(v e r m i c u l a r)g r a p h i t e i r o n c a s t i n g s (I S O16112:2006,C o m p a c t e d(v e r m i c u l a r) g r a p h i t e c a s t i r o n s-C l a s s i f i c a t i o n,MO D) 2011-06-16发布2012-03-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
目次 …………………………………………………………………………………………………………前言Ⅲ1范围1………………………………………………………………………………………………………2规范性引用文件1…………………………………………………………………………………………3术语和定义1………………………………………………………………………………………………4牌号1………………………………………………………………………………………………………5订货信息2…………………………………………………………………………………………………6生产制造2…………………………………………………………………………………………………7技术要求2…………………………………………………………………………………………………8取样和试块4………………………………………………………………………………………………9试验方法8…………………………………………………………………………………………………10复验8………………………………………………………………………………………………………11铸件的其他检验9…………………………………………………………………………………………12标识和质量报告10………………………………………………………………………………………13表面防护二包装二储运要求10 …………………………………………………………………………… ……………………………………………附录A(资料性附录)蠕墨铸铁力学和物理性能补充资料11 ………………………………………附录B(资料性附录)工艺因素对蠕墨铸铁机加工性能的影响12 ………………………………………………附录C(资料性附录)蠕墨铸铁的性能特点和典型应用13
基于Solidworks simulation的铸铁分析
基于Solidworks simulation的铸铁分析 本文浅谈基于Solidworks simulation的铸铁分析。 一、灰铸铁的成分分析 灰铸铁的石墨化碳在铸铁中以两种状态存在：一种呈化合态，称为渗碳体；另一种呈游离态，称为石墨。灰铸铁中的石墨一般认为通过以下两种方式形成。 一是由渗碳体分解而形成石墨。这是因为处于高温下的渗碳体不大稳定，在缓慢冷却时能分解出石墨。 二是从液体或奥氏体中直接析出石墨。 铸铁中的碳以石墨状态析出的过程称为石墨化。控制石墨化对铸铁的组织和机械性能有很大的影响。影响石墨化有两大因素：化学成分和冷却速度。 二、灰铸铁的硬度和强度分析 第一，灰铸铁的硬度和抗拉强度之间存在一定的对应关系，其经验关系式为： 当σb≥196MPa时，HB=RH(100+O.438σb) （1） 当σb＜196MPa时，HB=RH(44+0.724σb) （2） 式中，相对硬度(RH)主要由原材料、熔化工艺、热处理工艺以及铸件的冷却速度决定。 第二，灰铸铁的相对硬度值(RH)的变化范围在0.80～1.20之间。
第三，测定RH值，可用单铸试棒(或铸件上)测定抗拉强度和硬度，由式(1)和式(2)计算灰铸铁的RH值。 第四，根据在铸件上实测得到的HB值，可由式(1)和式 (2)计算出该抗拉强度值。 三、灰铸铁的应力、应变分析 如图1所示，左端平面固定，在上平面施加100N的向下的力，铸铁尺寸规格150mm×30mm×20mm，可以看出，越靠近左端的红色越深，说明危险度越大，容易折断和受损。在加工过程中，类似于此例的铸铁，应该注意，防止在零件加工过程中损坏。 四、灰铸铁的位移分析 如图2所示，左端平面固定，在上平面施加100N的向下的力，最右端的位移最大，变形最大，在装配中应该注意，类似于铸铁的一些零部件的装配中，应该保持一定的间隙，避免变形发生的干涉，影响装配体的功能。 （作者单位：河北省石家庄市高级技工学校）