球墨铸铁是指铁液经球化处置惩罚后，使石墨大部或全数呈球状形态的铸铁
5 h8 x0 A' V! _6 H( R 与灰铸铁比力，球墨铸铁的力学性能有显著提高因为它的石石墨呈球状，对基体的切割作用最小，可有效地哄骗基体强度的70％～80％(灰铸铁-般只能哄骗基体强度的30％)球墨铸铁还可以通过合金化和热处置惩罚，进一步提高强韧性、耐磨性、耐热性和耐蚀性等各项性能球墨铸铁自1947年问世以来，就患上到铸造工作者的青睐，很快地投入了工业性生产而且，各个时期都有代表性的产物或技能20世纪50年代的代表产物是发动机的球墨铸铁曲轴，20世纪60年代是球墨铸铁铸管和铸态球墨铸铁，20世纪70年代是奥氏体-贝氏体球墨铸铁，20世纪80年代以来是厚大断面球墨铸铁和薄小断面(轻量化、近终型)球墨铸铁 如今，球墨铸铁已在汽车、铸管、机床、矿山和核工业等领域患上到广泛的应用据统计，2000年世界的球墨铸铁产量已超过1500万吨o 球墨铸铁的牌号是按力学性能指标区分清楚的，国标ＧB/T 1348－1988《球墨铸铁件》中单铸试块球墨铸铁牌号，见表1 表1 单铸试块球墨铸铁牌号 牌号 抗拉强度Rm (MPa) 断后伸长率B (％) 布氏硬度 HBW 主要金相组织 QT400－18 400 18 130～180 铁素体 QT400－15 400 15 130～180 铁素体 QT450－10 450 10 160～210 铁素体 QT500－7 500 7 170～230 铁素体+珠光体 QT600－3 600 3 190～270 珠光体+铁素体 QT700－2 700 2 225～305 珠光体 QT800－2 800 2 245～335 珠光体 或回火组织 QT900－2 900 2 280～360 贝氏体 或回火组织 球墨铸铁中常见的石墨形态有球状、团状、开花、蠕虫、枝晶等几类其中，最具代表性的形态是球状在光学目镜下不雅察球状石墨，低倍时，外形近似圆形；高倍时，为多边形，呈辐射状，布局清晰经深腐蚀的试样在SEM中不雅察，球墨外貌不光滑，起伏不平，形成一个个泡状物经热氧腐蚀或离子轰击后的试样在SEM中不雅察，球墨呈木年轮状纹理，且被辐射状条纹区分清楚成多个扇形区域；经应力腐蚀(即向试样加载应力)后不雅察，呈现木年轮状撕裂和辐射状开裂球墨是垂直(0001)面向各个标的目的生长的，从而形成很多个从核心向外辐射的角锥体(二维为扇形区域)，(0001)面即呈木年轮状排列在SEM中看到的木年轮状及辐射状条纹(或裂纹)，就是球墨结晶体学特征的反映 . R, O: i! z7 q6 Q9 j
球墨铸铁一般为过共晶成分，是以球状石墨的长大，应包括两个阶段：①先共晶结晶阶段，球墨核心形成后，在铁液及贫碳富铁的奥氏体晕圈中长大②共晶结晶阶段，球墨周围形成奥氏体外壳，即球墨-奥氏体共晶团此时，球墨是在奥氏体壳包围下长大的虽则球墨在共晶阶段的长大速度比在液态阶段迟缓，但球墨的大部门是在共晶阶段长大的球墨铸铁的共晶团比灰铸铁的共晶团细小，其数目约为灰铸铁的50～200倍还应说明，球墨铸铁的共晶结晶是一种变态共晶，即球墨和奥氏体均可在单独、互不依存的情况下长大 ；
9 h% i" H$ K& ^' u( L6 j为了评价石墨球化的好坏，国标ＧB/T 9441－1988《球墨铸铁金相检验》将球化等级分为6级，见表2这是按照不雅察视场内各种石墨的相对于数目及球化率的高低区分清楚的
]. f+ M; h3 q) y" ^ 表2 球化分级 球化级别 球化率(％) 说明 1 ≥95 石墨呈球状，少量团状，允许极少量团絮状 2 90～< 95 石墨大部门呈球状，余为团状和极少量团絮状 3 80～< 90 石墨大部门呈团状和球状，余为团絮状，允许有极少量蠕虫状 4 7O～< 80 石墨大部门呈团絮状和团状，余为球状和少量蠕虫状 5 60～< 70 石墨呈分散分布的蠕虫状和球状、团状、团絮状 6 不规定 石暴呈聚集分布的蠕虫状和片状及球状、团状、团絮状 石墨球的数目是衡量球墨铸铁质量的一项重要指标某些工厂在检验中，只注意球化率，忽视石墨球数，是不周全的理由是：①石墨球数增长，球径减小，球墨圆整度提高，分布也趋于均匀②用石墨球数来评价球墨铸铁的孕育成效，是一种有效、直不雅的方法③球墨铸铁中的球数基本上反映了共晶团数④在薄壁铸件中，铸态是否出现渗碳体，主要取决于石墨球数美国铸造师协会(BFS)把石墨球数分成7级，见表1-3-3由表可见，石墨球径和石墨球数之间的对应关系较好，而石墨大小和石墨球数之间的对应关系则较差 " i) k8 E5 g3 j+ R7 f, t1 \4 L/ C
表3 球墨铸铁石墨球数与大小 项目 标准 对应数值或级别 石墨球数(个／mm2) BFS图谱 25 50 100 150 200 250 300 石墨大小(级) ＧB/T9441-1988 5 6 6～7 7 7～8 7～8 8 石墨球径mm(100×) BFS图谱 8～12 3～6 2～4 2～3 1.5～3 1～2 <1.5 球化处置惩罚是球墨铸铁的关键工序大致来说，球化处置惩罚的历史履历了两个阶段：①20世纪50年代，以纯镁和压入法为主：②20世纪60年代中期起头，以稀土镁合金球化剂和冲入法为主，还相继接纳了盖包法、型内法和密流法，20世纪80年代又接纳了喂丝法工艺将纯镁与稀土镁球化剂比力：纯镁的球化能力强，球墨圆整，白口化倾向小，缺点是反映猛烈，铁液沸腾，安全性差，还难以避免缩松、夹渣和皮下气孔等铸造缺陷；合金球化剂的稀土，有脱硫去气的作用，能减少缩松、夹渣等铸造缺陷，生产也较安全，但石墨的圆整度往往稍逊于纯镁处置惩罚的球墨铸铁，且白口化倾向较大
) Q0 X( c/ F" N6 r. J& ~孕育处置惩罚是球化处置惩罚后不可或缺的工序它能促进石墨化，增长石墨球数，提高石墨圆整度但加强孕育并非一味提高孕育量和增长孕育次数孕育超过限量，反而会造成孕育缺陷，如缩松、缩孔和石墨漂浮等：孕育剂颗粒大，不曾熔化，残留于铸件内，会成为"硬点"孕育处置惩罚是受多种因素制约的，睹如孕育剂种类，孕育剂粒度、孕育剂数目、孕育体式格局、铁液温度和孕育位置等等，总之应使处于饱和孕育状态的铁液尽有可能接近铁液凝固的瞬间，这样才能以最小的孕育重达到最大的孕育成效
$ r) N, U( _; F1 j 表3中8个牌号的球墨铸铁，QT900-2一般用热处置惩罚制取(例如等温淬火)，剩下7个牌号分别为珠光体、珠光体+铁素体和铁素体球墨铸铁在球墨铸铁生产初期，这些牌号都是用正火或退火患上到基体组织的，如今均可以由铸态制取了
* Q! O1 |4 p, ^ H, S 生产铸态铁素体球墨铸铁必须注意：①接纳低锰w(Mn)<0.03％、低磷w(P)<0.07％、低硫w(S)<0.025％生铁还应考虑促进碳化合物形成元素的影响：碳化合物系数DS=Mn+15Dr+20Ｖ+30B+10S+7Mo+5Sn+1.5P，其值应取DS<0.8②控制终硅量，在铁素体达到要求的前提F，尽量降低终硅量③降低终硅量又要么出现白口，就应该加强孕育，接纳浇喝水孕育、型内孕育等后期孕育工艺，增长石墨球数，这对薄壁铸件尤为重要④控制残留稀土的w(RE)，薄壁铸件为0.015％～0.03％，厚壁铸件为0.02％～0.04％ & B& O( U* @# V4 n
生产铸态珠光体球墨铸铁必须注意：①接纳低磷低硫生铁，严格控制有害微量元素的含量②"(Mn)以0.25％～0.50％为宜⑧为了增长珠光体含量，常用的合金化元素有铜、锡、锑等；若以铜对珠光体的作用为1，则锡、锑的作用分别为10倍和100倍厚壁铸件宜加入适量的铜锡易形成晶间碳化合物，加入量要控制④加强孕育，防止出现碳化合物
% X( }" s R1 o. Z u: Q7 \! n# R 各种牌号铸态球墨铸铁中珠光体与铁素体的相对于数目，与球墨铸铁生产的初期比力，珠光体球墨铸铁中的铁素体量己上升例如，QT700-2允许铁素体为35％(体积分数)，这已趋向于混合基体了 * c1 O, m* K. l5 w
球墨铸铁的铸造缺陷如缩孔、缩松、夹渣、反白口等，是其他铸铁都有的，有些缺陷如球化不良、球化衰退等，则是球墨铸铁特有的 |
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发表于 2010-5-24 19:20:01
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