球铁的基体

球墨铸铁、铸铁、铸钢的区别？

与铸铁相比，球墨铸铁在强度方面具有绝对的优势。球墨铸铁的抗拉强度是60k，而铸铁的抗拉强度只有31k。球墨铸铁的屈服强度是40k，而铸铁并没有显示出屈服强度，并且最终出现断裂。球墨铸铁的强度-成本比远远优于铸铁。

球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。球墨铸铁具有更高的屈服强度，其屈服强度最低为40k，而铸钢的屈服强度只有36k。在大部分市政应用领域，如：水、盐水、蒸汽等，球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。由于球墨铸铁的球状石墨微观结构，在减弱振动能力方面，球墨铸铁优于铸钢，因此更加有利于降低应力。选择球墨铸铁的一个重要的原因在于球墨铸铁比铸钢成本低。球墨铸铁的低成本使得这种材料更加受欢迎，铸造效率更高，也较少了球墨铸铁的机加工成本。

作为钢的替代品，1949年人类开发了球墨铸铁。铸钢含碳量少于0.3%，而铸铁和球墨铸铁含炭量量则至少为3%。铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。在球墨铸铁内，这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。这种改进后的球体使得使得球墨铸铁比铸铁和钢相比具有更加优异的物理性能。正是这种碳的球状微观结构，使得球墨铸铁具有更加良好的展延性和抗冲击性，而铸铁内部的薄片形式导致铸铁没有展延性。通过铁素体基体可获得最佳的展延性。因此，球墨铸铁的压力负载部件都经过铁素体化退火周期的工艺处理后，球墨铸铁内部的球状结构也能够消除铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。在球墨铸铁的微观照片中，可以看见裂缝游行到石墨球后终止。在球墨铸铁行业内，这些石墨球称为“裂缝终结者”，因为它们具有阻止断裂的能力。

球墨铸铁的基体组织

球墨铸铁的基体组织有：

1.珠光体基体：铸态或正火获得；

2.铁素体基体：退火获得、提高硅含量、缓慢冷却。

3.混合基体

球墨铸铁的机械性能主要取决于基体相的微结构和分布,而铸态球铁的微结构特征主要受化学成分和凝固时冷却速度的影响。通过铸态控制（化学成分等）或热处理可调整和改善组织中珠光体和铁素体的相对含量及形态与分布，从而可在一定范围内改善和调整其强度和韧性的配合，以满足各类部件的性能要求。

Si偏析于奥氏体晶内并富集在石墨球附近，扩大该处奥氏体的共析转化温度区间，促使铁素体形成。缓慢冷却也有利于铁素体的形成。高碳低硅的原则。一般认为Si<2.8%时，随着硅含量的升高，球铁的韧性提高。2.8%为上限。

铁素体球墨铸铁：C 3.6~4%, Si 2.4~2.8%

珠光体球墨铸铁：C 3.4~3.8%, Si 2.2~2.6%

Mn有严重的正偏析倾向，往往有可能富集于共晶团晶界处，一般降低球体的韧性。

铁素体球墨铸铁：铸态铁素体Mn 0.3~0.4%, 热处理铁素体Mn <0.5%

珠光体球墨铸铁：Mn0.4~0.8%, 其中铸态珠光体球铁的锰含量可适当高些，但通常用铜来稳定珠光体。

钼提高淬透性，提高强度。一般0.25%左右。贵，有较大正偏析。

Cu稳定珠光体。常与钼配合使用，Mo 0.2~0.4% Cu 0.6~0.8%

镍强化材料，稳定珠光体，分布均匀，贵。常与钼配合使用，Mo 0.3~0.4% Ni 1.3~1.8%

铬用于珠光体球铁，稳定珠光体，易形成碳化物。一般Cr 0.2~0.3%

基体组织冲击韧度（J/cm2）

铁素体50－150 珠光体15－35 贝氏体30－100 回火索氏体20－60