灰铸铁的组织和性能

一、灰铸铁的组织和性能

灰铸铁的组织可看成是碳素钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同,灰铸铁分为三类,即铁素体基体灰铸铁、铁素体-珠光体基体灰铸铁、珠光体基体灰铸铁。其显微组织如图7-2所示。

1.力学性能

灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。由于石墨的力学性能几乎为零,因此可以把铸铁看成是布满裂纹或空洞的钢。一方面,石墨不仅破坏了基体的连续性,而且减少了金属基体承受载荷的有效截面积,使实际应力大大增加;另一方面,在石墨尖角处易造成应力集中,使尖角处的应力远大于平均应力。所以,灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢。石墨片的数量越多、尺寸越大、分布越不均匀,对力学性能的影响就越大。但石墨的存在对灰铸铁的抗压强度影响不大,因为抗压强度主要取决于灰铸铁的基体组织,因此灰铸铁的抗压强度与钢相近。

基体组织对铸铁的力学性能也有一定的影响,不同基体组织的灰铸铁性能是有差异的。铁素体基体灰铸铁的强度和硬度最低,故应用较少;珠光体基体灰铸铁有较高的强度和硬度,主要用来制造较重要的铸件;铁素体-珠光体基体灰铸铁的强度和硬度介于前两者之间。工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。

图示

图7-2 灰铸铁的显微组织

a)铁素体基体灰铸铁 b)铁素体-珠光体基体灰铸铁 c)珠光体基体灰铸铁

2.其他性能(https://www.daowen.com)

石墨虽然降低了灰铸铁的力学性能,但是给灰铸铁带来一系列其他的优良性能。

(1)良好的铸造性能 灰铸铁铸造成型时,不仅流动性好,而且还因为在凝固过程中析出比体积较大的石墨,减小凝固收缩,容易获得优良的铸件,表现出良好的铸造性能。

(2)良好的减振性 石墨对铸铁件承受振动能起缓冲作用,减弱晶粒间振动能的传递,并将振动能转变为热能,所以灰铸铁具有良好的减振性。

(3)良好的耐磨性能 石墨本身也是一种良好的润滑剂,脱落在摩擦面上的石墨可起润滑作用,因而灰铸铁具有良好的耐磨性能。

(4)良好的切削加工性能 在进行切削加工时,石墨起着减摩、断屑的作用;由于石墨脱落形成显微凹穴,起储存切削液的作用,可减轻刀具磨损,故灰铸铁的可加工性能良好。

(5)低的缺口敏感性 片状石墨相当于许多微小缺口,从而降低了铸件对缺口的敏感性,因此表面加工质量不高或组织缺陷对铸铁疲劳强度的不利影响要比对钢的影响小得多。

由于灰铸铁具有以上一系列性能特点,因此被广泛地用于制作各种受压应力作用和要求消振的机床床身与机架、结构复杂的壳体与箱体、承受摩擦的缸体与导轨等。