常用球墨铸铁的性能和特点
球墨铸铁性能和生产工艺
球墨铸铁旳化学成份
选择合适旳化学成份是确保球墨铸铁 取得良好旳金相组织和高性能旳基本条件， 化学成份旳选择既要利于石墨旳球化和取 得满意旳基体，以期取得满意旳性能，又 要使球墨铸铁具有良好旳铸造性能。
一、五大元素
1、碳和硅
因为石墨球对基体旳减弱作用很小，所以碳含量在 3.2-3.8%时，对力学性能无明显影响。拟定球墨铸铁旳 碳硅含量时，主要从确保铸造性能考虑，将碳当量选择在 共晶成份左右。
2、缩孔和缩松
特征：缩孔发生于第一次收缩阶段。 表面凹陷及局部热节凹陷，含气孔旳暗 缩孔，内壁粗糙。缩松发生于第二次收 缩阶段。被树枝晶分割旳溶池处成为真 空，凝固后旳孔壁粗糙、排满树枝晶旳 疏松孔为缩松。
原因：碳当量低，磷含量高，增长缩 孔缩松倾向。
措施：提升铸型刚度，如使用树脂砂， 提升铁液碳当量。
形核物质 1、石墨：未溶石墨、添加晶体石墨、非平 衡石墨 2、岩状构造碳化物基底 3、氧化物 4、硫化物/氧化物 5、铋及铋旳化合物
球墨铸铁旳孕育
球墨铸铁孕育旳主要性 灰铸铁、球墨铸铁孕育旳异同点 孕育衰退现象 提升孕育效果旳措施
a.选择强效孕育剂 b.必要旳S旳含量 c.改善处理措施 d.提升铸件冷却速度
这些条件旳实质在于变化石 墨结晶旳冷却情况。
球墨铸铁旳金相组织与力学性能旳关系
球墨铸铁旳力学性能是和它旳金相 组织亲密有关旳。确保铸铁中石墨球化 良好，是熔制球墨铸铁旳第一要求。
只有石墨球化，才干充分发挥金属 基体旳作用，使铸铁旳力学性能大幅度 提升。也只有石墨球化后，进一步变化 基体旳性能才更有意义。
球墨铸铁旳形成
球状石墨旳形成经历了形核与生长两个阶段。 其中旳形核是石墨旳首要过程，铁液在熔炼及随 即旳球化、孕育处理中产生大量旳非金属夹杂物， 初生旳夹杂物非常小，在随即浇铸、充型、凝固 过程相互碰撞、聚合变大，上浮或下沉，成为石 墨析出旳关键。
球 墨 铸 铁
图1-11 球墨铸铁高温正火工艺曲线
2）低温正火
球墨铸铁
一般将铸件加热到820 ℃～860 ℃，保温1～4 h， 然后出炉空冷，获得珠光体 和分散铁素体的球墨铸铁。 低温正火后的铸件的塑性和 韧性提高了，但强度比高温 正火略低，其工艺曲线如图 1-12所示。
图1-12 球墨铸铁低温正火工艺曲线
球墨铸铁
球墨铸铁
图1-9 球墨铸铁低温石墨化退火工艺曲线
球墨铸铁
3）高温石墨化退火
由于球墨铸铁白口倾向较大，因而铸态组织中往往 出现自由渗碳体，为了获得铁素体球墨铸铁，需要进行 高温石墨化退火。
高温石墨化退火工艺是将铸件加热到900 ℃～950 ℃，保温2～4 h，使自由渗碳体石墨化，然后炉冷至 600 ℃，再出炉空冷，其工艺曲线如图1-10所示。
球墨铸铁
2）低温石墨化退火
当铸态基体组织为珠光体+铁素体而无自由渗 碳体存在时，为了获得塑性、韧性较高的铁素体球 墨铸铁，可进行低温石墨化退火。
低温石墨化退火工艺是将铸件加热到共析温度 范围附近，即720 ℃～760 ℃，保温2～8 h，使铸 件发生第三阶段石墨化，然后炉冷至600 ℃，再出 炉空冷，其工艺曲线如图1-9所示。
球墨铸铁的化学成分为ωC=3.6％～3.9％，ωSi=2.0％ ～2.8％，ωMn=0.6％～0.8％，ωS<0.04%，ωP<0.1％， ωMg=0.03％～0.05％。与灰铸铁相比，球墨铸铁的碳、硅 含量较高，有利于石墨球化。
球墨铸铁
2. 球墨铸铁的显微组织
球墨铸铁按其基体组 织不同，可分为铁素体球 墨铸铁、铁素体+珠光体 球墨铸铁和珠光体球墨铸 铁三种，它们的显微组织 如图1-8所示。
球墨铸铁除了能采用上述热处理工艺外，还可以采用表面强化处 理，如表面淬火和渗氮等。
球墨铸铁材质牌号
球墨铸铁是一种铸铁材料，其内部原子结构呈现球状，具有高强度、高韧性、良好的加工性能、耐腐蚀性和低成本等优点。
下面将详细介绍几种常见的球墨铸铁材质牌号：
1.QT400-18：这是一种常见的球墨铸铁牌号，其化学成分含碳量约为3.6%，铁的含量占比约为93%。
它的机械性能较高，强度和硬度较好，同时也有一定的韧性和延展性。
QT400-18常用于制造零配件、泵体、阀门等机械零件。
2.QT450-10：另一种常见的球墨铸铁牌号是QT450-10。
它的化学成分含碳量为
3.4%左右，铁的含量占比约为91%。
与QT400-18相比，其强度、硬度和抗腐蚀性都有所提高。
QT450-10主要用于制造重型机械、汽车制品、建筑工程等领域。
3.QT600-3：这种牌号的球墨铸铁具有较高的强度和硬度，同时也具备良好的韧性和延展性。
它主要用于制造要求较高、耐磨性好的零件和部件，如汽车发动机缸体、缸盖等。
4.QT700-2A：这种牌号的球墨铸铁具有更高的强度和硬度，同时也具有较好的韧性和延展性。
它主要用于制造要求更高、耐磨性更好的零件和部件，如航空航天发动机零部件等。
5.QT800-2A：这种牌号的球墨铸铁具有极高的强度和硬度，同时也具有较好的韧性和延展性。
它主要用于制造要求极高、耐磨性最好的零件和部件，如高速列车车轮等。
除了以上介绍的几种牌号外，还有许多其他的球墨铸铁材质牌号，它们都具有不同的化学成分、物理性质和应用领域。
在选择使用时，需要根据具体的应用场景和要求选择合适的材质牌号。
球墨铸铁特性及其应用
目录
• 球墨铸铁的特性 • 球墨铸铁的生产工艺 • 球墨铸铁的应用领域 • 球墨铸铁的未来发展 • 球墨铸铁的局限性及解决方案
01
球墨铸铁的特性
力学性能
01
02
03
强度和韧性
球墨铸铁具有较高的强度 和韧性，能够承受较大的 压力和冲击力，不易发生 脆性断裂。
抗疲劳性能
由于其良好的韧性和抗疲 劳性能，球墨铸铁在反复 承受压力的情况下仍能保 持其完整性。
铸造工艺改进
采用先进的铸造工艺和设备，提高铸件质量和生产效率。
热处理工艺优化
通过优化热处理工艺，改善球墨铸铁的机械性能和加工性能。
应用领域的拓展
汽车工业
随着新能源汽车和智能驾驶技术的快速发展，球墨铸铁在汽车工业 中的应用将进一步扩大，如发动机部件、悬挂系统等。
轨道交通
随着城市轨道交通的快速发展，球墨铸铁在轨道交通车辆的制造中 具有广泛应用，如转向架、制动系统等。
石油化工
在石油化工领域，球墨铸铁可以用于制造各种压力容器、管道和阀门 等关键部件。
05
球墨铸铁的局限性及解决 方案
成本问题
总结词
球墨铸铁的生产成本较高，这限制了其在某些领域的应用。
详细描述
球墨铸铁的生产需要较高的温度和特殊的处理过程，导致其 成本相对较高。为了解决这一问题，可以采用优化生产工艺 、提高设备效率以及寻找替代材料等方法来降低成本。
耐腐蚀、耐磨损材料
针对特殊环境下的应用，如海洋工程、化工设备 等，研发具有优异耐腐蚀和耐磨损性能的球墨铸 铁材料。
多功能复合材料
通过材料复合技术，将球墨铸铁与其他材料（如 金属、陶瓷等）进行复合，以获得具有多种优异 性能的复合材料。
球墨铸铁件特点介绍
球墨铸铁件特点介绍球墨铸铁件是一种具有特殊结构和性能的铸造件，它在工业生产中广泛应用于各个领域。
本文将介绍球墨铸铁件的特点，并从材料特性、机械性能、耐腐蚀性能、加工性能等方面进行详细解释。
一、材料特性：球墨铸铁件是一种由球状石墨和铁基体组成的铸造材料。
它具有优良的铸造性能，可以实现复杂形状的铸造，并且容易加工。
球墨铸铁件的石墨形态决定了它的特殊性能，使其具有良好的韧性和高强度。
与普通灰铸铁相比，球墨铸铁件具有更好的抗拉强度和韧性，其强度和硬度可与一些铸钢相媲美。
二、机械性能：球墨铸铁件具有优异的机械性能，其强度、硬度和韧性都较高。
它的屈服强度和抗拉强度都比灰铸铁高，抗冲击能力也更强。
这使得球墨铸铁件在承受大的载荷和冲击负荷时表现出色，可以在机械传动系统、汽车零部件、工程机械等高强度和耐磨损的场合得到广泛应用。
三、耐腐蚀性能：球墨铸铁件具有良好的耐腐蚀性能，特别是在一些腐蚀介质中的抗蚀性能较好。
它在湿式环境下不易生锈，耐碱性能也较强。
这使得球墨铸铁件可以应用于一些腐蚀性较强的场合，如化工设备、海洋工程等。
四、加工性能：球墨铸铁件的加工性能较好，可以进行钻孔、铣削、车削、切割等多种加工工艺。
与铸钢相比，球墨铸铁件的切削性能更好，切削力和切削温度较低，切削工具的寿命也更长。
这使得球墨铸铁件在加工过程中能够更好地保持尺寸精度和表面质量。
总结起来，球墨铸铁件具有材料特性独特、机械性能优良、耐腐蚀性能强和加工性能好等特点。
它在汽车工业、机械制造、石油化工、铁路交通等领域得到广泛应用。
随着科技的不断进步，球墨铸铁件的性能不断提高，应用范围也在不断扩大。
我们相信，在未来的发展中，球墨铸铁件将继续发挥重要作用，为各个领域的发展做出更大的贡献。
球墨铸铁管承压能力
球墨铸铁管承压能力全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：球墨铸铁管是指采用球化铁水浇铸而成的一种管材，具有很高的强度和耐腐蚀性能。
球墨铸铁管承压能力强，是一种常用的管道材料，在建筑、市政、水利等领域应用广泛。
下面我们来详细了解一下球墨铸铁管的承压能力及其相关知识。
一、球墨铸铁管的材质及特点球墨铸铁管是由铸铁和钢球等成分合金化而成，具有球化铁水的特点，因此具有很高的强度和耐磨性。
球墨铸铁管的材质比普通灰口铸铁管更优越，能够承受更大的压力和负载。
球墨铸铁管的内壁光滑，阻力小，流体输送效果好，耐腐蚀性强，使用寿命长。
二、球墨铸铁管的承压能力球墨铸铁管的承压能力主要与管道壁厚、管道直径、管道材质等因素有关。
在设计工程中，需要根据具体情况和要求确定合适的球墨铸铁管规格和壁厚，以确保管道能承受相应的压力。
一般来说，球墨铸铁管的承压能力要远高于普通灰口铸铁管，能够满足不同工程的需要。
三、球墨铸铁管的应用领域由于球墨铸铁管的承压能力强，耐腐蚀性好，在市政、化工、建筑等各个领域得到了广泛应用。
在给排水工程中，球墨铸铁管可用于输送自来水、污水、雨水等各种液体；在石油、化工等工业领域，球墨铸铁管也是一种重要的管道材料。
球墨铸铁管还可用于输送天然气、煤气等气体介质。
为了确保球墨铸铁管的质量和承压能力，生产厂家需要严格控制每一个环节，从原料选择到生产工艺，都需要达到相应的标准。
在生产过程中，需要进行多道检测和质量控制，确保球墨铸铁管的每一根都符合国家标准和要求。
只有质量过硬的球墨铸铁管才能在工程中发挥出最大的作用。
球墨铸铁管承压能力强，具有很高的强度和耐腐蚀性能，能够满足各种工程的需求。
在选购球墨铸铁管时，需要根据实际情况选择合适的规格和型号，并确保质量过硬，以确保工程的顺利进行和使用的安全可靠。
希望本文对您了解球墨铸铁管的承压能力有所帮助。
【以上内容仅供参考】。
第二篇示例：球墨铸铁管是一种常用的管道材料，具有较高的承压能力和耐腐蚀性能，被广泛应用于给水、排水、燃气、暖通及工业管道系统中。
球墨铸铁简介介绍
研究高效熔炼和浇注技术，缩短生产周期，降低能源消耗 和成本。例如，采用电炉熔炼、感应炉加热等先进技术， 提高熔炼效率和质量。
循环利用与废品再利用
加强废品回收和再利用，提高资源利用效率，降低生产成 本。例如，将废品进行破碎、熔炼后重新用于生产。
环保与可持续发展
减少污染排放
采取有效措施减少生产过程中的 废气、废水和固体废弃物的排放 ，降低对环境的影响。例如，采 用环保涂料和除尘设备等减少废
性质
具有高强度、高韧性、耐磨性等 优良性能，同时具有良好的可加 工性和耐腐蚀性。
球墨铸铁的历史与发展
历史
球墨铸铁最早由美国人发明，于19 世纪80年代问世。
发展
随着铸造技术的进步和新型材料的出 现，球墨铸铁的应用领域不断扩大。
球墨铸铁的生产过程
处理
对原材料进行质量 检验、合金化处理 、熔炼等步骤。
耐磨性
良好的耐磨性
球墨铸铁具有较好的耐磨性，能够在摩擦磨损条件下长期使 用。
磨损率低
球墨铸铁的磨损率较低，能够减少零件的磨损和更换频率。
耐腐蚀性
良好的耐腐蚀性
球墨铸铁具有较好的耐腐蚀性，能够抵抗常见的化学腐蚀。
在腐蚀环境下长期使用
球墨铸铁可以在腐蚀环境下长期使用，适用于各种恶劣环境。
03
球墨铸铁的应用领域
后处理工艺与设备
后处理工艺
包括热处理、切割、打磨等工序，以进一步提高产品 的力学性能和外观质量。
后处理设备
包括热处理炉、切割机、磨床等设备，其中热处理炉 需具备温度控制精度高、炉内温度均匀等特点。
05
球墨铸铁的未来发展趋势 与挑战
新材料与新工艺的研究与应用
01
球墨铸铁管用途
球墨铸铁管用途一、前言球墨铸铁管是一种高性能、高强度的管材，其用途广泛，被广泛应用于市政工程、建筑工程、石油化工等领域。
本文将从多个角度详细介绍球墨铸铁管的用途。
二、市政工程领域1. 给水管道球墨铸铁管在市政给水管道中应用广泛。
其优点在于：抗腐蚀性强、耐压性好、使用寿命长。
同时，球墨铸铁管还具有良好的密封性和耐磨性能，可以有效地防止漏水现象的发生。
2. 排水管道在城市排水系统中，球墨铸铁管也是一种常见的材料。
由于其内部光滑平整，不易结垢，因此可以有效地避免污物堵塞问题。
此外，球墨铸铁管还具有较高的承载能力和抗压强度，可以承受大量污水的冲击。
3. 阀门和井盖除了作为给水和排水系统中的主要管道材料外，球墨铸铁管还被广泛应用于市政阀门和井盖的制造中。
其优点在于：强度高、耐用性好、不易生锈。
此外，球墨铸铁管还可以根据需要进行加工和定制，以适应不同的市政工程需求。
三、建筑工程领域1. 地下管道在建筑工程中，球墨铸铁管常被用作地下管道材料。
其优点在于：抗腐蚀性强、耐压性好、使用寿命长。
此外，球墨铸铁管还具有较高的承载能力和抗压强度，在地下环境中可以承受大量的载荷。
2. 桥梁结构除了作为地下管道材料外，球墨铸铁管还被广泛应用于桥梁结构中。
由于其强度高、耐用性好，可以承受大量的重量和冲击力，因此可以有效地保证桥梁结构的稳定性和安全性。
3. 空调系统在建筑物的空调系统中，球墨铸铁管也是一种常见的材料。
由于其内部光滑平整，不易结垢，因此可以有效地避免空调系统出现故障或漏水问题。
此外，球墨铸铁管还具有较高的耐用性和抗压强度，可以承受大量的压力。
四、石油化工领域1. 石油管道在石油化工领域中，球墨铸铁管常被用作石油管道材料。
其优点在于：抗腐蚀性强、耐压性好、使用寿命长。
此外，球墨铸铁管还具有较高的承载能力和抗压强度，在输送大量石油时可以承受大量的载荷。
2. 化工管道除了作为石油管道材料外，球墨铸铁管还被广泛应用于化工管道中。
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常用球墨铸铁的性能和特点
①灰口铸铁。
灰口铸铁的组织由石墨和基体两部分组成。
基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，相当于钢的组织。
因此铸铁的组织可以看成是钢基体上分布着石墨。
灰口铸铁包括普通灰FI铸铁和孕育铸铁两种。
灰口铸铁价格便宜、应用最广泛，在各类铸铁的总产量中，灰口铸铁占
80.o％以上。
影响灰口铸铁组织和性能的因素主要是化学成分和冷却速度。
灰口铸铁中的碳、硅含量一般控制在碳
2.5％～
4.0％，硅
1.0％～
3.0％。
②球墨铸铁管。
球墨铸铁是20世纪50年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合机械洼能接近于钢，因铸造性能很好、成本低廉、生产方便，在工业中得到了广泛的应用。
球墨铸铁的成分要求比较严格，与灰口铸铁相比，它的含碳量较高，通常在
4.5％～
4.7％范围内变动，以利于石墨球化。
球墨铸铁的抗拉强度远远超过灰口铸铁，而与钢相当。
因此对于承受静载的零件，使用球墨铸铁比铸钢还节省材料，而且重量更轻。
不同基体的球墨铸铁，性能差别很大，球墨铸铁具有较好的疲劳强度，实验表明，球墨铸铁的扭转疲劳强度甚至超过459钢。
在实际应用中，大多数承受动载的零件是带孔或带台肩的，囡此用邀墨铸铁来岱益钢制造某些重要零件，如曲轴、连杆和凸轮轴等。
③焉基铸铁。
蠕墨铸铁是近十几年来发展起来的一种新型高强铸铁材料。
它的强度接近于球墨铸铁，并具有一定的韧性和较高的耐磨性；同时又有灰口铸铁良好的铸造性能和导热性。
蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂经处理而炼成的。
蠕化剂目前主要采用镁钛合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金等。
蠕墨铸铁在生产中主要用于生产汽缸盖、汽缸套、钢锭模和液压阀等铸件。
④可锻铸铁。
可锻铸铁是由白口铸铁通过退火处理得到的一种高强铸铁。
它有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。
按退火方法不同，这种铸铁有黑心和自心两种类型。
黑心可锻铸铁依靠石墨化退火来获得；白心可锻铸铁利用氧化脱碳退火来制取。
可锻铸铁常用来制造形状复杂、承受冲击和振动荷载的零件，如管接头和低压阀门等。
这些零件用铸钢生产时，因铸造性能不好，工艺上困难较大，而用灰口铸铁时，又存在性能不能满足要求的问题。
与球墨铸铁相比，可锻铸铁具有成本低、质量稳定、工
艺处理简单等优点。
尤其对于薄壁件，球墨铸铁还容易生成白口，需要进行高温退火，这时采用可锻铸铁更为适宜。
⑤耐磨铸铁。
在铸铁中加入某些合金元素而得到。
耐磨铸铁是在磨粒磨损条件下工作的铸铁，应具有高而均匀的硬度。
白口铸铁就属这类耐磨铸铁。
但白口铸铁脆性较大，不能承受冲击荷载，因此在生产上常采用激冷的办法来获得耐磨铸铁。
⑥耐热铸铁。
耐热铸铁是在高温下工作的铸件，如炉底板、换热器、坩埚、热处理炉内的运输链条等。
在灰口铸铁中加入铝、硅和镉等元素，一方面在铸件表面形成致密的氧化膜，阻碍继续氧化；另一方面提高铸铁的临界温度，使基体变为单相铁素体，不发生石墨化过程，因此铸铁的耐热性得到改善。
⑦耐蚀铸铁。
耐蚀铸铁是主要用于化工部件，如阀门、管道、泵、容器等。
在铸铁中加入硅、铬、铝、钼、铜和镍等合金元素，在铸件表面形成保护膜，或使基体电极电位升高，可以提高铸铁的耐蚀性能。
常用耐蚀铸铁有高硅、高硅钼、高铝和高铬等耐蚀铸铁。