文档介绍：铸铁
白口铸铁
%,含硅量约1%,白口铸铁中的碳全部以渗碳体(Fe3C)形式存在,因断口呈亮白色,故称白口铸铁。由于有大量硬而脆的Fe3C,白口铸铁硬度高、脆性大、难以切削加工。故很少直接用来制造机械零件,主要用作炼钢原料、可锻铸铁的毛坯,以及不需切削加工、要求硬度高和耐磨性好的零件,如轧辊、犁铧及球磨机的磨球等。
白口铸铁作为抗磨材料的应用也非常广泛,先后经历了普通白口铸铁、高锰钢、镍硬铸铁和铬系白口铸铁等几个发展阶段,如采用镍硬铸铁作为粉碎机锤头的抗磨材料以满足其HRC≥55的要求,日本1965年引进Cr27高铬白口铸铁,生产破碎机锤头,1967年把该材料成功地应用在高炉的料钟上,合理地取代了原用高铬钢和低合金钢,明显提高了高炉料钟的使用寿命。又如高铬白口铸铁主要用于磨球、村板、杂质泵、双金属复台轧辊等易损件的生产。
灰口铸铁
%,铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在,剩余部分则常以珠光体形式存在,断口呈灰色。常用灰口铸铁中石墨的存在,使灰铸铁的抗拉强度、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。
它具有良好铸造性能、切削加工性好,减磨性,耐磨性好、加上它熔化配料简单,成本低,广泛用于制作各种受压应力作用和要求消震的机床床身与机架、结构复杂的壳体与箱体、承受摩擦的缸体与导轨等。灰铸铁铸造成形性优异、减磨减震性好,成本低廉,在汽车、冶金等行业得到广泛应用。迄今为止,随着灰铸铁铸件的基体强度的提高,许多汽车的某些工件(如大型载重汽车柴油发动机缸体、缸盖、制动鼓等)的选用材料仍以高强灰铁为主,其市场前景广阔。通过采取加大废钢比例,适当的合金化处理和强化孕育工艺改善灰铸铁的切削性能可以降低刀具成本、提高生产效率。
铸铁的含硅量决定着铸铁的状态。仅含1%的硅时,铸铁趋于白色;含硅约3%时,即使进行极速冷却,铸铁还是呈灰色。
其他合金元素也会影响铸铁组织,如,铬导致产生白口铁,镍导致产生灰口铁。
可锻铸铁
黑心可锻铸铁是铁素体基体,韧性好,强度一般;而白心可锻铸铁是珠光体基体,韧性一般,强度好。国内大部分厂家以黑心可锻铸铁为主,其主要用于汽车,拖拉机,农机,铁路,建筑构件,水暖管件等。而白心可锻铸铁国内应用较少,国外主要用于水暖管件。
灰口铸铁分布形态及其对力学性能的影响
灰铸铁中石墨呈片状,片状石墨的强度、塑性、韧性几乎为零,存在石墨地方就相当于存在孔洞、微裂纹,它不仅破坏了基体的连续性,减少了基体受力有效面积,而且在石墨片尖端处形成应为集中,使材料形成脆性断裂。石墨片的数量越多,尺寸越粗大,分布越不均匀,铸铁的
抗拉强度和塑性就越低。由于灰铸铁的抗压强度、硬度与耐磨性主要取决于基体,石墨存在对其影响不大。故灰铸铁的抗压强度一般是抗拉强度的3-4倍。
球墨铸铁中石墨呈球状,所以对金属基体的割裂作用较小,使得基体比较连续,在拉伸时引起应力集中的现象明显下降,从而使基体强度利用率从灰铸铁的30%~50%提高到70%~90%,这就使球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧性、疲劳强度不仅高于其它铸铁,而且可以与相应组织的铸钢相比。
可锻铸铁中石墨呈团絮状。与灰铸铁相比对金属基体的割裂作用较小,可锻铸铁具有较高的力学性能,尤其是塑性与韧性有明显的提高。
灰铸铁分类
根据第三阶段石墨化程度的不同,可分为三种显微组织的灰铸铁,即珠光体+石墨;铁素体+珠光体+石墨;铁素体+石墨。
根据其石墨晶体的形态又可分为:普通灰铸铁(片状石墨),可锻灰铸铁(团絮状石墨),球墨铸铁(球状石墨),蠕墨铸铁(蠕虫状石墨)。
铝合金时效硬化机理、加速机理的功效和方法
可热处理强化铝合金淬火后停放在室温或较高温度下以提高性能的方法。这是铝合金热处理常用的方法之一。时效处理是提高铝合金力学性能和改善理化性能的重要手段。
时效硬化机理
用位错理论一方面能解释晶面上沉淀的第二相质点是怎样阻碍位错运动和提高滑移变形抗力或强度,另一方面也能说明时效对铝合金组织和性能的影响。
位错运动的主要阻力来自沉淀相周围应变场和沉淀相本身强度。当沉淀相尺寸小,强度低,能随基体一起变形时,位错按切割模型克服应力场而切过沉淀相质点。如果沉淀相尺寸大,强度高,就不能被位错切割,这时便按奥罗万(Orowan)形环模型绕过质点而继续运载,而旦每绕过一个位错,就在质点周围留下一个位错环。
按照切割模型,位错由质点内部通过要切割更多的溶质一溶剂原子键,并引起新层错区形成,从而使合金强化,而强化效应大小则决定于沉淀相与母相间的界面能大小,以及层错
能的高低。
合金的屈服强度随质点间