蠕墨铸铁的应用,性能特点及应用范围(哪些类型铸件)

蠕墨铸铁的应用，性能特点及应用范围（哪些类型铸件）

一．定义

蠕墨铸铁(Vermicular graphite iron or Compactedgraphite Iron)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。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。

由于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。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。

二．成分与组织

其化学成分和球墨铸铁基本相同，一般为wC=3.0％～4.0％，wSi=2.0％～3.0％，wMn=0.4％～0.8％，wP<0.08％，wS<0.04％。其成分特点也是高的碳和硅质量分数，低的锰、磷和硫质量分数。

蠕墨铸铁的组织为钢的基体上分布着蠕虫状石墨。石墨形状介于片状和球状之间，在光学显微镜下观察，石墨短而厚，头部较圆，形似蠕虫。

蠕墨铸铁的显微组织蠕虫状石墨

三．性能

蠕墨铸铁的性能优良，具有灰铸铁和球墨铸铁的一系列优点。

1)力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，如抗拉强度、伸长率、弯曲疲劳强度优于灰铸铁，而接近于铁素体球墨铸铁。蠕墨铸铁的断面敏感性较普通灰铸铁小得多，故其厚大截面上的力学性能仍比较均匀。此外它的耐磨性优于孕育铸铁和高磷耐磨铸铁。突出的优点是屈强比在铸造合金中最高（0.72～0.82）。 2)导热性和耐热疲劳性比球墨铸铁高得多，这是蠕墨铸铁的突出优点。抗生长性和抗氧化性均较其它铸铁都高。

3)减振性能比球墨铸铁高，而不如灰铸铁。

4) 良好的工艺性能。切削加工性优于球墨铸铁，铸造性能接近灰铸铁，其缩孔、缩松倾向小于球墨铸铁，故铸造工艺比较简单。

四．铸造工艺特点

1．流动性

铁液的流动性主要取决于铁液中碳和硅的含量及浇注温度。当铁液化学成分一定时，其凝固特性对流动性起重要作用。蠕墨铸铁的流动性与灰口铸铁相近，而远远好于球墨铸铁。由于实际生产中蠕墨铸铁的碳当量一般在共晶点附近甚至过共晶，因此其流动性实际上比灰口铸铁还要好。

2.收缩性

铁液凝固过程中石墨析出的形态对铁液的缩前膨胀和体积收缩有重要影响，而这二者又直接决定了铸件的缩孔和缩松。各种铸铁的线收缩特性试验表明，灰口铸铁的缩前膨胀值为0.15～0.25%，蠕墨铸铁为0.3～0.5%，球墨铸铁为0.5～0.7%，各种铸铁共析转变后的收缩值基本相同，大约为0.8～1.0%。

3. 铸造应力

蠕墨铸铁的铸造应力比灰口铸铁大得多，但比球墨铸铁小，其值与合金铸铁相近。因此用蠕墨铸铁生产铸件时，应重视消除应力退火。

4. 白口倾向

蠕墨铸铁的白口倾向比灰口铸铁大，比球墨铸铁小。增加碳当量和加强孕育，可减小白口倾向。而采用过多的蠕化剂也会增加白口倾向，其中以稀土为主的蠕化剂促进白口的能力较强，以镁为主的蠕化剂促进白口的倾向较小。因此，生产薄壁蠕墨铸铁件一定要控制蠕化剂的加入量，同时要加强孕育处理。

五．蠕墨铸铁的应用

表1. 蠕墨铸铁的牌号、力学性能和用途

1.机械性能优良。灰口铸铁的抗拉强度最多达到350MPa，没有延伸率。而蠕铁可以比较容易地达到450MPa，并且具备了一定的延伸率。可以广泛用内燃机机体、缸盖、排气管、活塞等铸件，与灰口铸铁相比，可以有效地减轻发动机的重量。

2.由于石墨形态短粗，所以强度较高、铸造性能较好、对壁厚的敏感性小，可用来铸造复杂的大型铸件，如机床的床身、底座、立柱和柴油机的机体等。

3.由于蠕铁不仅强度较高而且导热性能较好、热变形量小，可用来制造在热冲击下能持久工作的零件，如气缸盖、排气管及钢锭模和金属型等。

4.用高牌号灰铸铁生产阀体、液压件等要求高强度、组织均匀、致密耐压的零件，往往因渗漏、铸造性能差、成品率低等满足不了要求。改用蠕铁后，上述问题则得到了解决。因此有些泵壳、泵体也采用蠕铁。