球铁基础培训综述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 球墨铸铁在我国的发展经历了三个阶段： 1. 1950~1958，镁球墨铸铁阶段，主要是从无到有，从小到大。 2. 1959~1964，稀土镁球墨铸铁的研究阶段。 3. 1965至今，稀土镁球墨铸铁的推广和大规模的工业上产。 • 球墨铸铁的定义： 球墨铸铁是指铁液经过球化剂处理而不是热处理，使石墨大部分或全 部为成球状，有时也有少量团状等形态石墨的铸铁。
• 一、珠光体球墨铸铁的性能和应用 珠光体球墨铸铁是指基体组织中珠光体的量约占80％以上，其余为铁素 体的一种球墨铸铁，如QT600-3 、QT700-2、和QT800-2三种牌号球墨铸铁 属于这一类型。通常采用正火处理获得，但有时亦可采用加入合金元素并配 合其它工艺措施得到铸态珠光体球铁。 珠光体具有很高的抗拉强度，尤其是它的屈服强度高。 • 二、铁素体球墨铸铁的性能和应用 是指基体组织中铁素体的量约占80％以上，其余为珠光体的一种球墨铸 铁。典型的牌号有QT400-18、QT450-10。它们一般是经高、低温两阶段石 墨化退火或仅有低温石墨化退火得到，但也有铸态直接获得的。 • 三、铁素体珠光体混和基体球墨铸铁的性能和应用 典型的牌号有QT500-7 • 四、贝氏体球墨铸铁 用等温淬火的工艺可得到贝氏体球墨铸铁。它的抗拉强度可达 1200~1500MPa.
球铁性能
• 力学性能： a. 静载荷性能：抗拉强度，延伸率，硬度。 b. 动载荷性能： 冲击韧度。 c. 低温性能。 • 工艺性能： a. 铸造性能：由于碳当量高，流动性好； b. 切削性能：由于有较多的石墨，有润滑作用，切削性能好于钢。 • 使用性能： 耐蚀性（煤气管），耐磨性等
球墨铸铁的分类
3.5 ¡ « 3.9
Ȧ ´À í£ ¨µ È 3.3 ¡ « 3.7 2.8~3.1 ¡ Ü 0.5 ´ Î ã𠻣 ©
« 0.05 0.03 ¡ « 0.05 < 0.1 < 0.03 0.02 ¡
球墨铸铁的生产
• 一、化学成分的选定
•
• •
•
•
• • •
•
碳当量一般为4.5～4.7％，高于灰铸铁，(共晶度却不一定大于1)。碳当量上限以不出现石 墨飘浮，下限不出现自由渗碳体，保证完全球化为准。 碳: 原铁水含碳量一般为3.6～3.9％； 硅：硅是促进石墨化的元素，能促进渗碳体的分解。增加硅的含量可使球铁铁素体含量 增 多，白口倾向减少，细化石墨，提高圆整度。但强度、硬度下降，塑性和韧性提高。 珠光体球铁的硅含量为2.0～2.6％；铁素体球铁的硅含量为2.5～3.2％，薄件取上线，厚件取 下线。 锰： 具有中和硫的有害作用和细化珠光体的作用 ，提高锰含量使铸铁的强度、硬度增加， 但有促成碳化物的倾向，使球铁的塑性、韧性降低。铁素体基体球铁的锰含量一般为≤0.4％； 珠光体基体球铁的锰含量一般为0.4～0.8％。 磷： 有害元素，最好低于0.07％。 硫： 球铁有害元素，极易与球化剂生成硫化物，要求越低越好，控制在0.02％以下。 残留镁量及稀土量：实际经验在无稀土的情况下，要保证完全球化的残余镁量约为0.03～ 0.08％，如残留镁>0.1％时，球化率反而下降。如有稀土元素的存在，镁的残余量可适当低一 些，仍能保证球化。稀土虽有脱硫、去气和净化铁水等作用，但白口倾向较大，而且偏析严重， 含量过高会恶化石墨形状，降低球化率。所以常把稀土氧化物残余量控制在0.02～0.04％。 结论：球铁的化学成分应具有：高碳、高硅、中锰、低硫。
球墨铸铁
球墨铸铁的产生，定义
• 早在上世纪30~40年代德国科学家和英国科学家就对球型石墨的产生进 行了种种研究，直到1948年美国科学家A.P.Gangnebin研究在铁液中 加入Mg,然后用硅铁孕育，如果铁液中的残留Mg在0.04%以上时，可 得到球状石墨。从此，球墨铸铁才进入了大规模的工业生产。
2.0 ¡ « 2.7 ¡ Ü 0.6 2.5 ¡ « 3.0 ¡ Ü 0.4
Ü 0.07 ¡ ¡ Ü 0.03 0.02 ¡ « 0.05 0.03 ¡ « 0.05 0.02 ¡ « 0.05 0.03 ¡ « 0.05 0.05 ¡ « 0.1 0.02 ¡ « 0.05 0.03 ¡ « 0.05 0.02 ¡ « 0.05 0.03 ¡ « 0.05 0.05 ¡ « 0.1 Mo 0.15~0.25 Cu 0.3~0.8 Mo 0.15~0.4
球墨铸铁的化学成分（参考值）
ÖÀ · à ò« Ç ÄÖ ýÌ ú ƺ ŠŠȦ ´À í òÖ » ý¬ Ì
¯Ñ » §É ³· Ö£ ¨Ê ÖÁ ¿· ÖÊ ý£ ©£ ¥
C
3.5 ¡ « 3.9
Si
Mn
P
S
RE
Mg
0.05 ¡ « 0.1
äË Æ ü
úË Ì ØÌ å
QT400-18 È ´ ¦À í ¨Í Ë» 𣠩 QT400-15 £ QT450-10 ýÌ Ö ¬
球墨铸铁的生产
• 球墨铸铁配料生铁的选用 •
熔制球墨铸铁时，应选用球墨铸铁专用生铁，但也可选用低Si、低Mn和 低P、S的铸造生铁和炼钢生铁。对于要求较高的球墨铸铁，要选用高纯生铁。 球墨铸铁所用的新生铁硅的含量一般在0.8～1.75％的范围内选择。熔制大断 面球墨铸铁件或铸态球墨铸铁时，生铁锰的含量希望低于0.3％，不应超过0.5 ％，就是说越低越好。熔制珠光体、贝氏体、退火铁素体球墨铸铁时，生铁 锰的含量应小于0.6％，熔制正火珠光体球墨铸铁的中小型铸件时，生铁中 锰 的含量可适当放宽 ，但也不应超过0.8％。对于低温下工作的铁素体韧性球墨 铸铁件和其它要求韧性较高的球墨铸铁件，应选用含磷量小于0.04％的生铁。 一般球墨铸铁件用的生铁磷的含量不应大于0.10％。硫的含量应限制在0.05％ 以下，反球化元素不得过量: Te<0.01%； Ti<0.1%； Sn<0.09%； Sb<0.2%；Pb<0.2%； Bi<0.05%。
球墨铸铁的金相
• 球墨铸铁的金相： 1. 石墨：接近球状。 石墨大小：按标准分为6级 球化分级：共分6级，用球化率表示。 1级：≥95%， 2级：90~95%， 3级：80~90%， 4级：70~80%， 5级：60~70%， 6级：＜60% 2. 基体： 铁素体，珠光体，渗碳体，磷共晶。 如果经过热处理还存在奥氏体，贝氏体，马氏体及回火组织。
ÌØ ú ËÌ åÍ º QT500-7 È ´ ¦À í é¹ Ö âå ÌÀ à QT600-3 ¨ £Í Ë» 𣠩 é¹ Ö âÌ åÀ à QT700-2 QT800-2 ± ´Ê ÏÌ åÀ à QT900-2 È´ ¦À í ¨Õ £ ý» 𣠩
3.5 ¡ « 3.9 2.3 ¡ « 3.0 0.3 ¡ « 0.8 < 0.08 < 0.03 2.1 ¡ « 2.5 0.3 ¡ « 0.8 <0.1 2.8 ¡ « 3.2 0.5 ¡ « 0.9 ¡ Ü 0.1 <0.03 ¡ Ü 0.13
• 一、珠光体球墨铸铁的性能和应用 珠光体球墨铸铁是指基体组织中珠光体的量约占80％以上，其余为铁素 体的一种球墨铸铁，如QT600-3 、QT700-2、和QT800-2三种牌号球墨铸铁 属于这一类型。通常采用正火处理获得，但有时亦可采用加入合金元素并配 合其它工艺措施得到铸态珠光体球铁。 珠光体具有很高的抗拉强度，尤其是它的屈服强度高。 • 二、铁素体球墨铸铁的性能和应用 是指基体组织中铁素体的量约占80％以上，其余为珠光体的一种球墨铸 铁。典型的牌号有QT400-18、QT450-10。它们一般是经高、低温两阶段石 墨化退火或仅有低温石墨化退火得到，但也有铸态直接获得的。 • 三、铁素体珠光体混和基体球墨铸铁的性能和应用 典型的牌号有QT500-7 • 四、贝氏体球墨铸铁 用等温淬火的工艺可得到贝氏体球墨铸铁。它的抗拉强度可达 1200~1500MPa.
球铁性能
• 力学性能： a. 静载荷性能：抗拉强度，延伸率，硬度。 b. 动载荷性能： 冲击韧度。 c. 低温性能。 • 工艺性能： a. 铸造性能：由于碳当量高，流动性好； b. 切削性能：由于有较多的石墨，有润滑作用，切削性能好于钢。 • 使用性能： 耐蚀性（煤气管），耐磨性等
球墨铸铁的分类
3.5 ¡ « 3.9
Ȧ ´À í£ ¨µ È 3.3 ¡ « 3.7 2.8~3.1 ¡ Ü 0.5 ´ Î ã𠻣 ©
« 0.05 0.03 ¡ « 0.05 < 0.1 < 0.03 0.02 ¡
球墨铸铁的生产
• 一、化学成分的选定
•
• •
•
•
• • •
•
碳当量一般为4.5～4.7％，高于灰铸铁，(共晶度却不一定大于1)。碳当量上限以不出现石 墨飘浮，下限不出现自由渗碳体，保证完全球化为准。 碳: 原铁水含碳量一般为3.6～3.9％； 硅：硅是促进石墨化的元素，能促进渗碳体的分解。增加硅的含量可使球铁铁素体含量 增 多，白口倾向减少，细化石墨，提高圆整度。但强度、硬度下降，塑性和韧性提高。 珠光体球铁的硅含量为2.0～2.6％；铁素体球铁的硅含量为2.5～3.2％，薄件取上线，厚件取 下线。 锰： 具有中和硫的有害作用和细化珠光体的作用 ，提高锰含量使铸铁的强度、硬度增加， 但有促成碳化物的倾向，使球铁的塑性、韧性降低。铁素体基体球铁的锰含量一般为≤0.4％； 珠光体基体球铁的锰含量一般为0.4～0.8％。 磷： 有害元素，最好低于0.07％。 硫： 球铁有害元素，极易与球化剂生成硫化物，要求越低越好，控制在0.02％以下。 残留镁量及稀土量：实际经验在无稀土的情况下，要保证完全球化的残余镁量约为0.03～ 0.08％，如残留镁>0.1％时，球化率反而下降。如有稀土元素的存在，镁的残余量可适当低一 些，仍能保证球化。稀土虽有脱硫、去气和净化铁水等作用，但白口倾向较大，而且偏析严重， 含量过高会恶化石墨形状，降低球化率。所以常把稀土氧化物残余量控制在0.02～0.04％。 结论：球铁的化学成分应具有：高碳、高硅、中锰、低硫。
球墨铸铁
球墨铸铁的产生，定义
• 早在上世纪30~40年代德国科学家和英国科学家就对球型石墨的产生进 行了种种研究，直到1948年美国科学家A.P.Gangnebin研究在铁液中 加入Mg,然后用硅铁孕育，如果铁液中的残留Mg在0.04%以上时，可 得到球状石墨。从此，球墨铸铁才进入了大规模的工业生产。
2.0 ¡ « 2.7 ¡ Ü 0.6 2.5 ¡ « 3.0 ¡ Ü 0.4
Ü 0.07 ¡ ¡ Ü 0.03 0.02 ¡ « 0.05 0.03 ¡ « 0.05 0.02 ¡ « 0.05 0.03 ¡ « 0.05 0.05 ¡ « 0.1 0.02 ¡ « 0.05 0.03 ¡ « 0.05 0.02 ¡ « 0.05 0.03 ¡ « 0.05 0.05 ¡ « 0.1 Mo 0.15~0.25 Cu 0.3~0.8 Mo 0.15~0.4
球墨铸铁的化学成分（参考值）
ÖÀ · à ò« Ç ÄÖ ýÌ ú ƺ ŠŠȦ ´À í òÖ » ý¬ Ì
¯Ñ » §É ³· Ö£ ¨Ê ÖÁ ¿· ÖÊ ý£ ©£ ¥
C
3.5 ¡ « 3.9
Si
Mn
P
S
RE
Mg
0.05 ¡ « 0.1
äË Æ ü
úË Ì ØÌ å
QT400-18 È ´ ¦À í ¨Í Ë» 𣠩 QT400-15 £ QT450-10 ýÌ Ö ¬
球墨铸铁的生产
• 球墨铸铁配料生铁的选用 •
熔制球墨铸铁时，应选用球墨铸铁专用生铁，但也可选用低Si、低Mn和 低P、S的铸造生铁和炼钢生铁。对于要求较高的球墨铸铁，要选用高纯生铁。 球墨铸铁所用的新生铁硅的含量一般在0.8～1.75％的范围内选择。熔制大断 面球墨铸铁件或铸态球墨铸铁时，生铁锰的含量希望低于0.3％，不应超过0.5 ％，就是说越低越好。熔制珠光体、贝氏体、退火铁素体球墨铸铁时，生铁 锰的含量应小于0.6％，熔制正火珠光体球墨铸铁的中小型铸件时，生铁中 锰 的含量可适当放宽 ，但也不应超过0.8％。对于低温下工作的铁素体韧性球墨 铸铁件和其它要求韧性较高的球墨铸铁件，应选用含磷量小于0.04％的生铁。 一般球墨铸铁件用的生铁磷的含量不应大于0.10％。硫的含量应限制在0.05％ 以下，反球化元素不得过量: Te<0.01%； Ti<0.1%； Sn<0.09%； Sb<0.2%；Pb<0.2%； Bi<0.05%。
球墨铸铁的金相
• 球墨铸铁的金相： 1. 石墨：接近球状。 石墨大小：按标准分为6级 球化分级：共分6级，用球化率表示。 1级：≥95%， 2级：90~95%， 3级：80~90%， 4级：70~80%， 5级：60~70%， 6级：＜60% 2. 基体： 铁素体，珠光体，渗碳体，磷共晶。 如果经过热处理还存在奥氏体，贝氏体，马氏体及回火组织。
ÌØ ú ËÌ åÍ º QT500-7 È ´ ¦À í é¹ Ö âå ÌÀ à QT600-3 ¨ £Í Ë» 𣠩 é¹ Ö âÌ åÀ à QT700-2 QT800-2 ± ´Ê ÏÌ åÀ à QT900-2 È´ ¦À í ¨Õ £ ý» 𣠩
3.5 ¡ « 3.9 2.3 ¡ « 3.0 0.3 ¡ « 0.8 < 0.08 < 0.03 2.1 ¡ « 2.5 0.3 ¡ « 0.8 <0.1 2.8 ¡ « 3.2 0.5 ¡ « 0.9 ¡ Ü 0.1 <0.03 ¡ Ü 0.13