球墨鑄鐵成份

摘要：本文主要介紹球墨鑄鐵組成成份，牌號(hào)，球墨鑄鐵的力學(xué)性能，機(jī)械性能，及應(yīng)用范圍。

球墨鑄鐵組成成份：

球墨鑄鐵是通過孕育和球化處理得到了球狀石墨，有效地增強(qiáng)了鑄鐵的力學(xué)性能及機(jī)械性能，尤其是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強(qiáng)度。球墨鑄鐵是本世紀(jì)五十年代發(fā)展起來的一種高強(qiáng)度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優(yōu)異的性能，已成功地用于鑄造一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求較高的零配件。球墨鑄鐵已迅速發(fā)展為應(yīng)用十分廣泛的鑄鐵材料。

生鐵是含碳量大于2％的鐵碳合金，工業(yè)生鐵含碳量一般在2.5%--4%，并含C、SI、Mn、S、P等元素，是用鐵礦石經(jīng)高爐冶煉的產(chǎn)品。根據(jù)生鐵里碳存在形態(tài)的不同，又可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和球墨鑄鐵等幾種。析出的石墨呈球形的鑄鐵。球狀石墨對(duì)金屬基體的割裂作用比片狀石墨小，使鑄鐵的強(qiáng)度達(dá)到基體組織強(qiáng)度的70～90％，抗拉強(qiáng)度可達(dá)120kgf/mm2，并且具有良好的韌性。球墨鑄鐵除鐵外的化學(xué)成分通常為：含碳量3.6～3.8％，含硅量2.0～3.0％，含錳、磷、硫總量不超過1.5％和適量的稀土、鎂等球化劑。

與灰鑄鐵比較，球墨鑄鐵的力學(xué)性能、機(jī)械性能有顯著增強(qiáng)。因?yàn)樗�德石墨呈球狀，�?duì)基體的切割作用最小，可有效地利用基體強(qiáng)度的70%~80%(灰鑄鐵一般只能利用基體強(qiáng)度的30%。)。球磨鑄鐵還可以通過合金化合熱處理，進(jìn)一步增強(qiáng)強(qiáng)韌性、耐磨性、耐熱性和耐蝕性等各項(xiàng)性能指標(biāo)。球墨鑄鐵自問世以來，就獲得鑄造工作者的青睞，很快得投入了工業(yè)性生產(chǎn)。而且，各個(gè)時(shí)期否有代表性的產(chǎn)品或技術(shù)。20世紀(jì)50年代的代表產(chǎn)品是發(fā)動(dòng)機(jī)的球墨鑄鐵曲軸，20世紀(jì)60年代是球墨鑄鐵鑄管和鑄態(tài)球墨鑄鐵，20世紀(jì)70年代是奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵，20世紀(jì)80年代以來是厚大斷面球墨鑄鐵和薄小斷面(輕量化、近終型)球墨鑄鐵。如今，球墨鑄鐵已在汽車、鑄管、機(jī)床、礦山和核工業(yè)等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年世界的球墨鑄鐵產(chǎn)量已超過1500萬噸。

球墨鑄鐵一般為過共晶成分，因此球狀石墨的長(zhǎng)大，應(yīng)包括兩個(gè)階段;①先共晶結(jié)晶階段，球墨核心形成后，在鐵液及貧碳富鐵的奧氏體暈圈中長(zhǎng)大。②共晶結(jié)晶階段，球墨周圍形成奧氏體外殼外，即球墨-奧氏體共晶團(tuán)。此時(shí)，球墨是在奧氏體殼包圍下長(zhǎng)大的。雖然球墨在共晶階段的長(zhǎng)大速度比在碳液階段遲緩，但球墨的大部分是在共晶階段長(zhǎng)大的。球墨鑄鐵的共晶團(tuán)逼灰鑄鐵的共晶團(tuán)細(xì)小，其數(shù)量約為灰鑄鐵的50~200倍。還應(yīng)說明，球墨鑄鐵的共晶結(jié)晶一種變態(tài)共晶，即球墨和奧氏體均可在單獨(dú)、互不依存的情況下長(zhǎng)大。

　　(球墨鑄鐵金相組織分析儀)球墨鑄鐵中常見的石墨形態(tài)有球狀、團(tuán)狀、開花、蠕蟲、枝晶等幾類。其中，最具代表性的形態(tài)是球狀。在光學(xué)顯微鏡下觀察球狀石墨，低倍時(shí)外形近似圓形;高倍時(shí)，為多邊形，呈輻射狀，結(jié)構(gòu)清晰。經(jīng)深腐蝕的試樣在SEM中觀察，球墨表面不光滑，起伏不平，形成一個(gè)個(gè)泡狀物。經(jīng)熱氧腐蝕或離子轟擊后的試樣在SEM中觀察，球墨呈年輪狀紋理。且被輻射狀條紋劃分為多個(gè)扇形區(qū)域;經(jīng)應(yīng)力腐蝕(即向試樣加載應(yīng)力)后觀察，呈現(xiàn)年輪狀撕裂和輻射狀開裂。球磨是垂直(0001)面向各個(gè)方向成長(zhǎng)的，從而形成很多個(gè)從核心向外輻射的角錐體(二維為扇形區(qū)域)，(0001)面即成年輪狀排列。在SEM中看到的年輪狀及輻射狀條紋(或裂紋)，就是球墨晶體學(xué)特征的反映。
 

 球墨鑄鐵牌號(hào)：
球墨鑄鐵牌號(hào)及組織成分是按（力學(xué)）性能指標(biāo)來劃分的，GB/T 1348-1988國(guó)標(biāo)《球墨鑄鐵件》中單鑄試塊球墨鑄鐵牌號(hào)見下表：
單鑄試塊的球墨鑄鐵牌號(hào)
牌   號(hào) 抗拉強(qiáng)度Rm/(N/mm2) 延伸率A（%） 布氏硬度HBW 主要金相組織
QT400-18  400                18          130~180     鐵素體
QT400-15  400                15          130~180     鐵素體
QT450-10  450                10          160~120     鐵素體
QT500-7   500                7           170~230     鐵素體+珠光體
QT600-3   600                3           190~270     鐵素體+珠光體
QT700-2   700                2           225~305     珠光體
QT800-2   800                2           245~335     珠光體或回火組織
QT900-2   900                2           280~360     貝氏體或回火組織