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。
球墨铸铁管 承载力
球墨铸铁管承载力球墨铸铁管作为一种常见的管道材料，具有承载力强的特点，被广泛应用于各个领域。
下面将从材料特性、相关标准、设计指导以及施工注意事项等方面进行详细介绍。
首先，球墨铸铁管是一种由铁、石墨和球墨铸铁相组成的材料。
其特点是具有优良的机械性能和耐腐蚀性。
相对于普通铸铁管而言，球墨铸铁管的承载力更为出色。
其高强度和刚度使其能够承受更大的压力和重量，因此在输送液体、气体和固体等各类介质上具有广泛的应用前景。
其次，球墨铸铁管的相关标准是保障其质量和使用安全的重要依据。
国际上常用的标准包括ISO 2531、EN 545、EN 598等，而在中国，GB/T 13295和GB/T 26094是常用的标准。
这些标准规定了球墨铸铁管的尺寸、材料性能、化学成分、电化学特性以及试验方法等，确保了管道在设计和使用中的安全可靠。
在进行球墨铸铁管的设计时，需要考虑承载力与安全性。
一般来说，承载力的计算是根据管道的尺寸、材料强度以及预期承载荷载来确定。
常用的承载力计算方法包括材料力学性能分析、应力分析和有限元模拟等。
在设计过程中，还需要考虑到环境要求、温度变化、管道布置等因素，保证管道在不同条件下的承载能力。
在球墨铸铁管的施工过程中，应注意以下几点。
首先，要选择合适的施工方法和工艺，确保管道的质量。
其次，要正确安装和固定管道，以确保其在使用过程中不会产生位移或变形。
同时，还需根据需要进行防腐处理和维护，延长管道的使用寿命。
最后，在施工前要进行试验和检测，确保管道的质量达到标准要求。
综上所述，球墨铸铁管具有承载力强的特点，使用广泛。
在管道设计和施工中，需要遵循相关标准，考虑承载力与安全性。
只有在正确使用和维护的前提下，才能充分发挥球墨铸铁管的优势，确保管道的正常运行。
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。
球墨铸铁的组织和性能
铁素体球墨铸铁
铁素体－珠光体球墨铸 铁
珠光体球墨铸铁
球墨铸铁的显微组织
球墨铸铁良好的机械性能是与其组织特点分不开的，在球铁中，石 墨结晶成球状，对基体的割裂作用大为减小，基体强度的利用率达（70～ 90）%，抗拉强度不仅高于铸铁，甚至还高于碳钢，σb＝(400～600)MPa， σs＝(300～400)MPa。屈强比σs/σb 为 0.7～0.8，比钢约高 40%左右。 塑性、韧性比灰口铸铁大大提高，δ＝(1.5～10)%，经热处理最高可达
δ＝(20～25)%。 球墨铸铁不仅具有远远超过灰铁的机械性能，而且同样也具有灰铁 的一系列优点。如良好的铸造性能、减摩性、切削加工性及低的缺口敏 感性等。甚至在某些性能方面可与锻钢相媲美，如疲劳强度大致与中碳 钢相似，耐磨性优于表面淬火钢等。此外，球铁还可适应各种热处理， 使其机械性能提高到更高的水平。因此。球铁一出现就得到迅速的发展。 它可代替部分钢作较重要的零件，对实现以铁代钢、以铸代锻起重要的 作用，具有较大的经济效益。例如，珠光体球铁常用于制造曲轴、连杆、 凸轮轴、机床主轴、水压机气缸、缸套、活塞等。铁素体球铁用于制造
盘铸件需进行退火处理。 2.正火
目的是增加基体组织中珠光体的含量，并使其细化，提高铸铁的强 度、硬度和耐磨性，如发动机的缸套、滑座和轴套等铸件均要进行正火。
此外，还能将铸态珠光体球铁进行调质和等温淬火，以获得高的强度和硬度，但是都只适宜 于小件。
并适合流水作业生产等优点。 因球化处理时铁水温度有所降低，为保证流动性，应使铁水的出炉
温度高些。 四、球墨铸铁的热处理 由于球铁基体组织与钢相同，球铁石墨又不易引起应力集中，因此 它具有较好的热处理工艺性能。凡是钢可以采用的热处理，在理论上对 球铁都适用。常用的热处理方法有以下几种：
球墨铸铁特性及应用
球墨铸铁特性及应用球墨铸铁是一种具有球状石墨微晶结构的铸铁材料，通常也被称为球墨铸铁、球铁或球墨铸铁。
它具有铸铁与钢之间的特性，结合了两者的优点，因而在工程领域得到了广泛应用。
球墨铸铁的主要特性如下：1.高强度：球墨铸铁具有优良的机械性能，其强度和韧性远高于普通铸铁，接近于普通碳钢，尤其是高强度球墨铸铁。
2.耐磨性：球墨铸铁具有较高的耐磨性，尤其适用于高速流动和磨损的环境，如水泵壳体、矿山机械等。
3.耐蚀性：球墨铸铁具有较强的耐腐蚀性，尤其在一些腐蚀性介质中具有良好的表现，例如化工设备、海洋设备等。
4.抗冲击性：球墨铸铁在低温下仍然保持较高的韧性，具有较好的抗冲击性能，适用于振动、冲击负荷较大的场合。
5.易于加工性：球墨铸铁具有较好的切削性能和加工性能，可以进行铣削、钻孔、车削等常规加工，便于加工复杂形状的零件。
球墨铸铁的应用范围广泛，主要包括以下几个方面：1.汽车工业：球墨铸铁被广泛应用于汽车发动机的缸体、缸盖、曲轴箱、曲轴等零部件，以及车桥、悬挂系统等。
2.轨道交通：球墨铸铁适用于轨道交通行业的制动系统、悬挂系统、轮毂等零部件，其高强度和耐磨性能可以满足列车高速行驶的要求。
3.建筑领域：球墨铸铁在建筑领域广泛应用于桥梁支座、排水管道、雨水口等，其耐腐蚀性和耐候性能使之成为优选材料。
4.农业机械：球墨铸铁在农业机械上用于制造拖拉机的发动机座、曲轴箱底壳、变速器底盘等，其高强度和抗冲击性能可适应农业作业中的恶劣环境。
5.工具机械：球墨铸铁被广泛应用于机床的床身、工作台、主轴座等关键零部件，其高强度和刚性可确保机床的精度和稳定性。
总之，球墨铸铁作为一种优良的铸铁材料，具有高强度、耐磨、耐蚀、抗冲击等特性，广泛应用于汽车工业、轨道交通、建筑领域、农业机械、工具机械等领域。
其独特的性能使之成为工程领域中不可或缺的材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。