(14)--4.5 球墨铸铁金属材料及热处理.ppt

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1、2024/1/1914.5 球墨铸铁2024/1/192球墨铸铁的石墨呈球状，具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性。综合机械性能接近于钢，铸造性能好，成本低廉，生产方便，在工业中得到了广泛的应用。2024/1/1931.1.球墨铸铁的成分和球化处理球墨铸铁的成分和球化处理v球墨铸铁的成分要求比较严格，一般范围是：3.6%3.9%C,2.2%2.8%Si,0.6%0.8%Mn,0.07%S,0.1%P。球墨铸铁的的球化处理球化处理必须伴随着孕育处理，通常是在铁水中同时加入一定量的球化球化剂和孕育剂剂和孕育剂。v 我国普遍使用稀土镁球化剂。镁是强烈阻碍石墨化的元素，为了避免白口，并使石墨球细小、均

2、匀分布、一定要加入孕育剂。常用的孕育剂为硅铁和硅钙合金等。2024/1/194v2.2.球墨铸铁的牌号、组织和性能球墨铸铁的牌号、组织和性能 1）球墨铸铁的牌号 v QT400-15、QT600-3、QT800-2 球墨铸铁牌号用“QT”标明，其后两组数值表示最低抗拉强度极限和延伸率。2024/1/195 2）球墨铸铁的组织 球墨铸铁的显微组织如图4-6所示，是由基体和球状石墨组成的，铸态下的基体组织有铁素体、铁素体加珠光体和铁素体、铁素体加珠光体和珠光体三种珠光体三种。2024/1/196球墨铸铁的显微组织2024/1/197v3）球墨铸铁的性能 不同基体的球墨铸铁，性能差别很大。由于球状石

3、墨圆整程度高球状石墨圆整程度高，对基体的割裂作用和产生的应力集中更小，基体强度利用率可7090%，接近于碳钢，塑性和韧性比灰铸铁和可锻铸铁都高。珠光体球墨铸铁的抗拉强度比铁素体基体高50%以上，而铁素体球墨铸铁的延伸率为珠光体基的3-5倍。球墨铸铁的突出特点是屈强比（0.2/b）高，约为0.7-0.8，而钢一般只有0.3-0.5。2024/1/198v球墨铸铁具有较好的疲劳强度。表中给出了球墨铸铁和45钢试验的对称弯曲疲劳强度。可以用球墨铸铁来代替钢制造某些重要零件，如曲轴、连杆、凸轮轴等。2024/1/199v球墨铸铁和45钢的疲劳强度 v材 料 对称弯曲疲劳强度/MPa v光滑试样 光滑带

4、孔试样 带台肩试样 带孔、带台肩试样 v珠光体球墨铸铁 255 100%205 80%175 68%155 61%v45号钢 305 100%225 74%195 64%155 51%2024/1/1910v3.3.球墨铸铁的热处理球墨铸铁的热处理 退火退火 v 900 950、2 h5 h。v 球化剂增大铸件的白口化倾向，当铸件薄壁处出现自由渗碳体和珠光体时，退火获得塑性好的铁素体基体，并改善切削性能，消除铸造应力。2024/1/1911v 正火正火 v 880 920，空冷。v 目的在于得到珠光体基体目的在于得到珠光体基体（占基体75%上），并细化组织，提高强度和耐磨性。调质 v 要求综合

5、机械性能较高的球墨铸铁零件，如连杆、曲轴等，可采用调质处理。2024/1/1912 其工艺为：加热到850 900，使基体转变为奥氏体，在油中淬火得到马氏体，然后经550 600 回火，空冷，获得回火索氏体+球状石墨。回火索氏体基体不仅强度高，而且塑性、韧性比正火得到的珠光体基体好。v 表面要求耐磨的零件可以再进行表面淬火及表面淬火及低温回火低温回火。2024/1/1913v 等温淬火等温淬火 v 球墨铸铁经等温淬火后可获得高的强度，同时具有良好的塑性和韧性。等温淬火工艺为等温淬火工艺为：加热到奥氏体区（840 900 左右），保温后在300 左右的等温盐溶中冷却并保温，使基体在此温度下转变为

6、下贝氏体下贝氏体+球状石墨球状石墨。2024/1/1914v等温处理后，球墨铸铁的强度可达1200 MPa1450 MPa,冲击韧性为300 kJ/m2360 kJ/m2,硬度为38 HRC51 HRC。等温盐浴的冷却能力有限，一般只能用于截面不大的零件，例如受力复杂的齿轮、曲轴、凸轮轴等。2024/1/1915v4.4.用途用途 v球墨铸铁在汽车、机车、机床、矿山机械、动力机械、工程机械、冶金机械、机械工具、管道等方面得到广泛应用。可代替部分碳钢制造受力复杂，强度、韧性和耐磨性要求高的零件，如在机械制造业中，珠光体球墨铸铁常用于制造拖拉机或柴油机的曲轴、连杆、凸轮轴、各种齿轮、机床的主轴、蜗杆、蜗轮、轧钢机的轧辊、大齿轮及大型水压机的工作缸、缸套、活塞等；铁素体球墨铸铁常用于制造受压阀门、机器底座、汽车后轮壳等。球墨铸铁的牌号、组织、力学性能及用途列于表4-5。2024/1/1916球墨铸铁管道接口