蠕墨铸铁应用性能特点及应用范围

蠕墨铸铁应用性能特点及应用范围

蠕墨铸铁介绍

蠕墨铸铁是指铸铁液经蠕化处理,使其石墨呈蠕虫状与少量球团状的铸铁,其石墨形状介于灰铁的片状石墨与球铁的球状石墨之间。如果蠕化处理过度,蠕墨铸铁就变成球墨铸铁,而蠕化不足就变成灰铸铁。

蠕墨铸铁的抗拉强度高于灰铸铁70%,略低于球墨铸铁,是结构件的优良材料。蠕虫状石墨象海水中的珊瑚,海水好似铸铁基体。蠕墨铸铁中球团石墨数增加,蠕化率降低,强度与伸长率提高,热导率和收缩率将变差。

目前蠕墨铸铁的基体仍限于铁素体和珠光体。蠕墨铸铁共晶团内蠕虫状石墨分枝发达,凝固时铁液中的碳原子与石墨相近,基体具有强烈形成铁素体的倾向。与D形石墨灰铸铁易于出现铁素体情况极为类似。为提高蠕墨铸铁的抗拉强度、耐磨性,可以采用合金化和正火处理等方法,提高珠光体量。

蠕墨铸铁的抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度等,是由蠕化率、珠光体量、石墨宽长比、渗碳体量、合金元素、夹杂物数量及分布等决定的。

蠕墨铸铁的化学成分应采用过共晶成分。蠕铁与灰铁不同,w(C)、w(Si)从亚共晶向共晶变化对力学性能影响小。过共晶成分蠕铁的缩孔缩松倾向比球铁和高强度灰铸铁小,铸造性能良好,致密度高,对降低液压铸件的渗漏非常有利。资料表明:Ce对于过共晶成分铁液活性作用大,对于亚共晶成分铁液活性作用很弱,过共晶成分有利于发挥Ce的活性。

蠕墨铸铁应用性能特点

在抗拉强度方面。虽然蠕墨铸铁的塑性较低，但抗拉强度和屈服强度和可锻铸铁相似。全部珠光体的蠕墨铸铁缸体的抗拉强度比珠光体灰铸铁高两倍，即使70%珠光体的蠕墨铸铁缸体的抗拉强度也比珠光体灰铸铁高，同时有较大的塑性。

在疲劳强度方面。由于蠕墨铸铁独特的石墨形态使其减少了裂纹的产生和扩展，因而其疲劳强度是均好于灰铸铁

在硬度方面。采用简单的冶金技术，改变蠕墨铸铁的基体结构，能达到提高硬度等级的目的，70%珠光体的蠕墨铸铁与100%珠光体的灰铸铁的硬度相同，且具有更高的抗拉强度。

在耐磨性方面。蠕墨铸铁中的石墨表面粗糙,限制了石墨的脱离,使得石墨粒子在表面长期存在,因此其耐磨性比灰铸铁高40%~70%,耐磨实验表明, 蠕墨铸铁的耐磨性为HT300的两倍以上。从石墨的形态出发，用蠕墨铸铁取代灰铸铁的最好材料。蠕墨铸铁的石墨形状与片状石墨相比，其长度较短而

厚，端部较圆，且表面粗糙，较圆的端部能抑制裂纹的发生和扩展，粗糙的表面也能限制石墨的脱落，这种独特的石墨形状与灰铸铁相比，能大大地提高抗拉强度、疲劳强度、弹性模量和耐磨性能。

在冲击性能方面。蠕铁的冲击韧度接近球铁。随着试验温度的降低,冲击韧度下降且存在一个从韧性断裂到脆性断裂的变化。但铁素体蠕铁的韧--脆转变温度在O~15℃之间与铁素体球铁相似,而珠光体蠕铁的韧--脆转变温度

约在100℃以下,也具有与球铁的相似特性。不过在韧性断裂范围内,铁素体蠕铁的冲击值为6.8~7.5J/cm2,比球铁冲击值16.3~19 J/cm2略低,说明蠕铁有较好的冲击韧度。

在机械加工性能方面。蠕铁的加上性能明显优于球铁而与灰铁HT200近似。加工性能与铸铁基体有关,如铁素体量多,进行车、刨、铣加工时有粘刀现象,加工表面留有刀痕且颜色发“乌”,刮研较困难,磨削时容易“枷”砂轮。如蠕化剂加人量增大,蠕铁中团、球状石墨与珠光体量增多,加工性能相应改善。

蠕墨铸铁应用范围

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。