球墨鑄件

球墨鑄件差不多已在所有主要工業(yè)部門中應用，這些部門要求高的強度、塑性、韌性、、耐嚴重的熱和機械沖擊、或低溫、以及尺寸穩(wěn)定性等。為了滿足使用條件的這些變化、球墨鑄鐵有許多牌號，提供了機械性能和物理性能的一個很寬的范圍。

如   標準化組織ISO1083所規(guī)定的大多數(shù)球墨鑄鐵鑄件，主要是以非合金態(tài)生產(chǎn)的。顯然，這個范圍包括抗拉強度大于800牛頓/平方毫米，延伸率為2%的牌號。另一個極端是高塑性牌號，其延伸率大于17%，而相應的強度較低（   低為370牛頓/平方毫米）。強度和延伸率并不是設計者選擇材料的   根據(jù)，而其它決定性的重要性能還包括屈服強度、彈性模數(shù)、和疲勞強度、硬度和沖擊性能等。另外，耐蝕性和以及電磁性能對于設計者也許是關鍵的。為了滿足這些使用，研制了一組奧氏體球鐵，通常叫Ni一Resis球鐵。這些奧氏體球鐵，主要用鎳、鉻和錳合金化，并且列入   標準。

為珠光體型球墨鑄鐵，具有中高等強度、中等韌性和塑性，綜合性能較高，和減振性良好，鑄造工藝性能良好等特點。能通過各種熱處理改變其性能。主要用于各種動力機械曲軸、凸輪軸、連接軸、連桿、齒輪、離合器片、液壓缸體等零部件。

球墨鑄件作為軸承需要   高的硬度，常將鑄鐵件淬火并低溫回火處理。工藝是：各種鑄件加熱到860-900℃的溫度，保溫讓原基體全部奧氏體化后再在油或熔鹽中冷卻實現(xiàn)淬火，后經(jīng)250-350℃加熱保溫回火，原基體轉(zhuǎn)換為回火馬氏體及殘留奧氏體組織，原球狀石墨形態(tài)不變。處理后的鑄件具有高的硬度及韌性，保留了石墨的潤滑性能，能   為。

球墨鑄鐵件作為軸類件，如柴油機的曲軸、連桿，要求同時韌性較好的綜合機械械性能，對鑄鐵件進行調(diào)質(zhì)處理。

工藝是：鑄鐵件加熱到860-900℃的溫度保溫讓基體奧氏體化，再在油或熔鹽中冷卻實現(xiàn)淬火，后經(jīng)500-600℃的高溫回火，獲得回火索氏體組織（一般尚有少量粹塊狀的鐵素體），原球狀石墨形態(tài)不變。處理后強度，韌性匹配良好，適應于軸類件的工作條件提高球墨鑄鐵強度的正火：球墨鑄鐵正火的目的是將基體組織轉(zhuǎn)換為細的珠光體組織。工藝過程是將基體為鐵素體及珠光體的球墨鑄鐵件重新加熱到850-900℃溫度，原鐵素體及珠光體轉(zhuǎn)換為奧氏體，并有部分球狀石墨溶解于奧氏體，經(jīng)保溫后空冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榧氈楣怏w，因此鑄件的強度提高。球墨鑄鐵以其優(yōu)良的性能，在使用中有時可以代替昂貴的鑄鋼和鍛鋼，在機械制造工業(yè)中廣泛應用。   冶金行業(yè)過去一直認為球墨鑄鐵是英國人于1947年發(fā)明的。西方某些學者甚至聲稱，沒有現(xiàn)代科技手段，發(fā)明球墨鑄鐵是不可想象的。1981年，我國球鐵專家采用現(xiàn)代手段，對出土的513件古漢魏鐵器進行研究，通過大量的數(shù)據(jù)斷定漢代我國就出現(xiàn)了球狀石墨鑄鐵。有關論文在第18屆世界科技史大會上宣讀，轟動了   鑄造界和科技史界。   冶金史專家于1987年對此進行驗證后認為：古代中國已經(jīng)摸索到了用鑄鐵柔化術制造球墨鑄鐵的規(guī)律，這對世界冶金史作重新分期劃代具有重要意義。

球墨鑄鐵是20世紀五十年代發(fā)展起來的一種鑄鐵材料，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雜，強度、韌性、要求較高的零件。球墨鑄鐵已發(fā)展為僅次于灰鑄鐵的、應用廣泛的鑄鐵材料。所謂“以鐵代鋼”，主要指球墨鑄鐵。

球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理球狀石墨，地提高了鑄鐵的機械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而比碳鋼還高的強度。

鑄鐵是含碳量大于2。11%的鐵碳合金，由工業(yè)生鐵、廢鋼等鋼鐵及其合金材料經(jīng)過高溫熔融和鑄造成型而，除Fe外，還含及其它鑄鐵中的碳以石墨形態(tài)析出，若析出的石墨呈條片狀時的鑄鐵叫灰口鑄鐵或灰鑄鐵、呈蠕蟲狀時的鑄鐵叫蠕墨鑄鐵、呈團絮狀時的鑄鐵叫白口鑄鐵或碼鐵、而呈球狀時的鑄鐵就叫球墨鑄鐵。

球墨鑄鐵除鐵外的化學成分通常為：含碳量3.0～4.0%，含硅量1.8～3。2%，含錳、磷、硫總量不超過3.0%和適量的稀土、鎂等球化元素。

球墨鑄件生產(chǎn)中注意事項：

（一）嚴格要求化學成分，對原鐵液要求的碳硅含量比灰鑄鐵高，降低球墨鑄鐵中錳，磷，硫的含量。

（二）鐵液出爐溫度比灰鑄鐵   高，以補償球化，孕育處理時鐵液溫度的損失。

（三）進行球化處理，即往鐵液中添加球化劑。

（四）加入孕育劑進行孕育處理。

（五）球墨鑄鐵流動性較差，收縮較大，因此需要較高的澆注溫度及較大的澆注系統(tǒng)尺寸，合理應用冒口，冷鐵，采用順序凝固原則。

（六）進行熱處理。

①退火。鐵素體基體，提高塑性、韌性，應力，切削性能。

②正火。珠光體基體，提和。

③調(diào)質(zhì)。獲得回火索氏體的基體組織，以及良好的綜合力學性能，如主軸、曲軸、連桿等。

④等溫淬火。使外形復雜且綜合性能要求高的零件獲得下貝氏體的基體組織，以及、、等綜合力學性能，避免熱處理時產(chǎn)生開裂，如主軸、曲軸、齒輪等。

球墨鑄件表面幾個部位清洗：

1，球墨鑄件表面粉塵

鑄鋼件制作經(jīng)常是在有粉塵的場地進行，空氣中常帶有許多粉塵，它們不斷地落在設備表面。它們可以用水或堿性溶液去除掉。不過，有附著力的塵垢需要高壓水或蒸氣進行清理。

2，球墨鑄鐵件表面浮鐵粉或嵌入的鐵

在任何表面上，游離鐵都會生銹并使不銹鋼產(chǎn)生腐蝕。因此，   。浮粉一般可隨粉塵一起掉。有些粘著力，   按嵌入的鐵處理。除粉塵外，表面鐵的來源很多，其中包括用普通碳鋼鋼絲刷清理和用以前在普碳鋼，低合金鋼或鑄鐵件上使用過的砂子，玻璃珠或其它磨料進行噴丸處理，或在不銹鋼部件及設備附近對前面提到的非不銹鋼制品進行修磨。在下料或吊過過程中如果不對不銹鋼采取保護措施，鋼絲繩，吊具和工作臺面上的鐵很容易嵌入或玷污表面。

訂貨要求和制作后檢查可以防止并發(fā)現(xiàn)游離鐵的存在，ASTM標準A380規(guī)定了檢查不銹鋼表面鐵或鋼微粒的鐵銹試驗法。當要求   不能有鐵存在的時候，應該使用這種檢驗方法。如果結(jié)果令人滿意，應用干凈的純水或硝酸對表面進行洗滌，直到深藍色消失。

正如標準A380指出的如果鐵銹試驗溶液不能全部干凈，不推薦在設備的工藝表面，即用來生產(chǎn)人類消費品的直接接觸表面采用這種試驗方法。

比較簡單的試驗方法是在水中暴露12~24小時，檢查是否有銹斑。這種試驗靈敏性差，而且耗時。這些都是檢測試驗，不是清理方法。如果發(fā)現(xiàn)有鐵存在，   用后面介紹的化學和電化學的方法進行清理。

3，球墨鑄件劃痕

為了防止工藝潤滑劑或生成物和/或污物積留，   對劃痕和其它粗糙表面進行機械清理。

4，球墨鑄件銹斑

制作前或制作過程中有時會看到不銹鋼產(chǎn)品或設備上生銹，這說明表面受到嚴重污染。設備投入使用前   把銹掉，清理過的表面應通過鐵試驗和/或水試驗進行檢驗。

5，粗糙的研磨和機加工

研磨和機加工都會造成表面粗糙，留有凹槽，重疊和毛刺等缺陷。每種缺陷也可能使金屬表面損傷到，以至于受損傷的金屬表面無法通過酸洗，電拋光或噴丸等方法清理掉。粗糙表面能夠成為發(fā)生腐蝕和沉積生成物的發(fā)源地，重焊前清理焊縫缺陷或多余的焊縫加強高都不能用粗磨進行研磨。對后一種情況，應再用細磨料研磨。

球墨鑄鐵型材的力學性能及其他性能如下：

系統(tǒng)地測定了稀土鎂球墨鑄鐵的力學性能及其他性能，為設計人員提供了有關數(shù)據(jù)。測定了稀土鎂球墨鑄鐵的比重、導熱性、電磁性等物理性能，結(jié)合金相標準研究了石墨和基體組織對球墨鑄鐵性能的影響規(guī)律。系統(tǒng)地測定了鐵素體球墨鑄鐵在常溫、低溫、靜態(tài)和動態(tài)條件下的各種性能。此外，還研究了稀土鎂球墨鑄鐵的應力應變性能、小能量多沖抗力和斷裂韌性，并開始用于指導生產(chǎn)。結(jié)合球墨鑄鐵齒輪的應用，還系統(tǒng)地研究了球墨鑄鐵的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度，以及球墨鑄鐵齒輪的點蝕、剝落機理等。