球墨铸铁圆棒FCD350-22机械性能和物理性能 球墨铸铁圆棒FCD350-22机械性能和物理性能

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球墨铸铁简介:
  球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。

球墨铸铁组成结构:
1.球墨铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金,由工业生铁、废钢等钢铁及其合金材料经过高温熔融和铸造成型而得到,除Fe外,还含C、Si、Mn、S、P等五大元素及其它合金元素。
2.球墨铸铁中的碳以石墨形态析出,若析出的石墨呈条片状时的铸铁叫灰口铸铁或灰铸铁、呈蠕虫状时的铸铁叫蠕墨铸铁、呈团絮状时的铸铁叫白口铸铁或码铁、而呈球状时的铸铁叫球墨铸铁。
3.球状石墨对金属基体的割裂作用比其它形状石墨小,能使铸铁的强度达到基体组织强度的70~90%,抗拉强度可达120kgf/mm2,并且具有良好的韧性。
4.球墨铸铁除铁外的化学成分通常为:含碳量3.0~4.0%,含硅量1.8~3.2%,含锰、磷、硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。   

球墨铸铁主要性能:
  球墨铸铁铸件差不多已在所有主要工业部门中得到应用,这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严 重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁现有许多牌号,提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。
  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。

球墨铸铁主要牌号:
GB中国 QT400-18,QT400-15,QT450-10,QT500-7,QT600-3,QT700-2,QT800-2   QT900-2
JIS日本FCD350-22,FCD400-18,FCD400-15,FCD450-10,FCD500-7,FCD600-3   FCD700-2,FCD800-2
KS韩国GCD370,GCD400,GCD450,GCD500,GCD600,GCD700,GCD800
AWS美国60-40-18,65-45-12,80-55-06,100-70-03,120-90-02
UNS美国F32800,F33100,F33800,F34800,F36200 

球墨铸铁热处理工艺:
  由于铸件壁厚不均匀,在加热,冷却及相变过程中,会产生效应力和组织应力。另外大型零件在机加工之后其内部也易残存应力,所有这些内应力都必须消除。去应力退火通常的加热温度为500~550℃保温时间为2~8h,然后炉冷(灰口铁)或空冷(球墨铸铁)。采用这种工艺可消除 铸件内应力的90~95%,但铸铁组织不发生变化。若温度超过550℃或保温时间过长,反而会引起石墨化,使铸件强度和硬度降低。
1.消除铸件白口的高温石墨化退火:
  铸件冷却时,表层及薄截面处,往往产生白口。白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落。因此必须采用退火(或正火)的方法消除白口组织。退火工艺为:加热到550-950℃保温2~5 h,随后炉冷到500-550℃再出炉空冷。在高温保温期间 ,游离渗碳体和共晶渗二次渗碳体和共析渗碳体也分解,发生石墨化过程。由于渗碳体提高铸件的机械性能。有时正火也是球墨铸铁表面淬火在组织上的准备、正 火分高温正火和低温正火。高温正火温度一般不超过950~980℃,低温正火一般加热到共折温度区间820~860℃。正火之后一般还需进行回火处理,以消除正火时产生的内应力,以达到铸件白口的高温石漠化退火。
2.球墨铸铁的淬火及回火:
  为了提高球墨铸铁的机械性能,一般铸件加热到Afc1以上30~50℃(Afc1代表加热时A形成终了温度),保温后淬入油中,得到马氏体组织。为了适当降低淬火后的残余应力,一般淬火后应进行回火,低温回火组织为回火马氏作加残留贝氏体再加球状石墨。这种组织耐磨性好 ,用于要求高耐磨性,高强度的零件。中温回火温度为350-500℃回火后组织为回火屈氏体加球状石墨,适用于要求耐磨性好、具有一定效稳定性和弹性的厚件。高温 回火温度为500-60D℃,回火后组织为回火索氏作加球状石墨,具有韧性和强度结合良好的综合性能,因此在生产中广泛应用。
3.球墨铸铁的等温淬火:
  球墨铸铁经等温淬火后可以获得高强度,同时兼有较好的塑性和韧性。多温淬火加热温度的选择主要考虑使原始组织全部A化、不残留F,同时也避免A晶粒长大。加热温度一般采用Afc1以上30~50℃,等温处理温度为0~350℃以保证获得具有综合机械性能的下贝氏体组织。稀土镁铝球墨铸铁等 温淬火后σb=1200~1400MPa,αk=3~3.6J/cm2,HRC=47~51。但应注意等温淬火后再加一道回火工序。
4.表面淬火:
  为了提高某些铸件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度,可采用表面淬火。灰铸铁及球墨铸铁铸件均可进行表面淬火。一般采用高(中) 频感应加热表面淬火和电接触表面淬火。
5.化学热处理:
对于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蚀的铸件,可以采用类似于钢的化学热处理工艺,如气体软氯化、氯化、渗硼、渗硫等处理。

铸铁前途:
  节能要求导致基本上重新设计零件,以达到重量轻、效率高,这必然要提醒设计者集中注意材料。球铁正日益被认为能提供高的强度一重量特性,并且能以比较低的成本生产。当球铁的吨位增加和市场渗透是很惊人的,这种材料决不能看到达到了它的全部潜力。基于这一点,不生产球铁的铸铁厂,建议很好地重新考虑这方面的可能性。
  因此预料,随着代替灰铸铁、可锻铸铁和铸银件,能亲眼看到球铁生产吨位的持续增加。出版的刊物对于帮助造厂在这面的力是有利的,虽然计值会变提高而改善。但铁水温度低于1450“C后孕育效果很差,RG值几乎不变。由表3可得:孕育铸铁的质量指标用铸造焦熔炼的比用冶金焦熔炼的高18%,值得注意的是相对硬度反而降低3%。

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