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球墨鑄鐵到底是一種什么材料?

返回列表 來(lái)源:無(wú)錫市鑄造廠 瀏覽:- 發(fā)布日期:2020-07-14 14:57:11【
在城市馬路上每隔幾百米就能看到一個(gè)井蓋,平時(shí)并不會(huì)有太多人去注意它,甚至有時(shí)候還嫌它礙事。
雖然井蓋看著并不起眼,但是它所處的生存環(huán)境卻非常惡劣,身處車流不息的馬路中間,每天要接受無(wú)數(shù)車輛的碾壓和車輛尾氣的腐蝕。
還有無(wú)數(shù)次雨水和污水的侵蝕,冬冷夏熱的高溫差,甚至還要防小偷。
那么井蓋是什么材料制作的呢?
這種材料就是球墨鑄鐵,現(xiàn)在馬路上大多數(shù)井蓋都是使用的這種材料。(當(dāng)然井蓋還有水泥復(fù)合材料,再生樹(shù)脂材料,聚合物基復(fù)合材料等等。)
球墨鑄鐵
說(shuō)到球墨鑄鐵很多小伙伴會(huì)比較陌生,但說(shuō)到鑄鐵大家就會(huì)比較熟悉了,球墨鑄鐵就是鑄鐵的一種。
球墨鑄鐵是鐵水在凝固過(guò)程中,內(nèi)部元素形成形狀為球狀石墨的鑄鐵,它是一種高強(qiáng)度的鑄鐵材料。
通過(guò)加熱石墨材料后,就能成功的將鑄鐵的性能,提高到接近于鋼的各項(xiàng)性能,所以也就有了以鐵(球墨鑄鐵)帶鋼的說(shuō)法。
通過(guò)選用合適的金屬元素,將其組合在一起,這是保證材料具有良好性能的基本條件,所有球墨鑄鐵的主要成分是碳,硅,錳,磷以及稀土等元素。
球墨鑄鐵發(fā)展
鑄鐵是在1722年才被法國(guó)人研制出來(lái),當(dāng)時(shí)研制出來(lái)的是白心可鍛鑄鐵,后來(lái)又相繼研發(fā)出了如黑心可鍛鑄鐵。
直到1947年,一位英國(guó)人發(fā)現(xiàn)在一種鑄鐵中有球狀石墨存在,其實(shí)這就是一種球墨鑄鐵。
后來(lái)又通過(guò)不斷的完善,在鑄鐵中添加了一些稀土以及鎂等成分,得到了真正意義上的球墨鑄鐵,從此也開(kāi)始了大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用,并且成為應(yīng)用最廣泛的鑄鐵材料。
我們知道,中國(guó)是世界上最早開(kāi)始金屬冶煉的國(guó)家之一。
所以在國(guó)內(nèi)古代冶煉遺址出土的一些鐵中,檢測(cè)發(fā)現(xiàn)就有少量放射狀的球狀石墨出現(xiàn)。
據(jù)考證這些鐵出現(xiàn)的年代在西漢時(shí)期,距今已有兩千多年,這也再次證明中國(guó)古代就具有非常高的冶煉技術(shù)。
球墨鑄鐵的特點(diǎn)
球墨鑄鐵主要有著強(qiáng)度高,重量輕,韌性好,抗沖擊已經(jīng)耐高低溫等優(yōu)點(diǎn),所以被廣泛應(yīng)用于一些機(jī)械中的關(guān)鍵零部件,如曲軸,閥門(mén)以及管道等。
但球墨鑄鐵跟其它所有材料一樣,也有著一些缺點(diǎn),最主要的就是鑄造要求較高,容易造成產(chǎn)品缺陷。
例如說(shuō),某種元素含量多了,鑄造出來(lái)的球墨鑄鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化,就會(huì)出現(xiàn)孔洞,凹陷以及表面粗糙等缺陷。
還會(huì)出現(xiàn)雜質(zhì)較多,產(chǎn)品沒(méi)有光澤,裂紋變形等,這都需要在鑄造過(guò)程中不斷的提高和改進(jìn)工藝來(lái)攻克這些缺陷。
球墨鑄鐵的分類
球墨鑄鐵的牌號(hào)主要由其代號(hào)字母QT和最低拉伸強(qiáng)度,最低延伸率這三部分組成,而在國(guó)標(biāo)中球墨鑄鐵有以下8個(gè)牌號(hào)。
奧貝球墨鑄鐵,牌號(hào)有QT900-02,具有非常高的強(qiáng)度和耐磨性能,其綜合機(jī)械性能都非常高,常被用來(lái)制造機(jī)車車輪這樣要承受重載,摩擦和沖擊的零部件。
鐵素體球墨鑄鐵,牌號(hào)有QT400-17,QT400-15,QT450-10,具有強(qiáng)度低,但韌性較高的特點(diǎn),主要用于要承受很大沖擊和振動(dòng)的零部件,例如一些車輛的底盤(pán)零件。
碳素體球墨鑄鐵,牌號(hào)有QT500-07,QT600-03,具有強(qiáng)度高,韌性好的特點(diǎn),主要用于制造一些車輛的零部件。
珠光體球墨鑄鐵,牌號(hào)有QT700-02,QT800-02,具有強(qiáng)度硬度高,有一定的韌性和較好的耐磨性能,所以常被用來(lái)制造一些曲軸和齒輪等,這類容易磨損的零部件。
球墨怎么形成的
球墨鑄鐵的鑄造過(guò)程是采用的球墨鑄造工藝,球墨鑄鐵同樣可以像鋼一樣,通過(guò)像熱處理這樣的工藝提高使用性能。
球墨鑄鐵在形成的過(guò)程中鐵水內(nèi)的石墨成球狀,也正是因?yàn)槭蚧抛屒蚰T鐵擁有諸多的優(yōu)點(diǎn)。
球狀石墨在形成的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段,首先是石墨成核,鐵水在熔煉成液體的過(guò)程中,有很多非金屬和一些雜質(zhì)在游動(dòng)過(guò)程中,相互碰撞,最后就會(huì)聚合在一起成為石墨球核。
在石墨成核以后,很多碳原子開(kāi)始在石墨核上面堆積,隨著碳原子的堆積越來(lái)越多,最后就會(huì)變得成為球狀,這就是球狀石墨的第二個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程。
所以 ,要想在鑄造過(guò)程中獲得球狀石墨,石墨在生長(zhǎng)過(guò)程的控制就非常重要。
球墨鑄鐵作為一種具有諸多優(yōu)點(diǎn)的材料,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了第二代球墨鑄鐵,在其中添加了更多的硅,甚至讓硅的含量比碳還多。
這樣的球墨鑄鐵就會(huì)具有更好的拉伸強(qiáng)度并且重量更輕,這與以前的球磨鑄鐵在提高抗拉強(qiáng)度后,其塑性必將降低有很大的改變。
中國(guó)作為鑄造業(yè)大國(guó),讓材料強(qiáng)度增加而重量卻變輕,這也將成為未來(lái)材料的發(fā)展方向,球墨鑄鐵通過(guò)不斷的改進(jìn)成分和性能,未來(lái)也將在更多的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

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