黑心可鍛鑄鐵

黑心可鍛鑄鐵石墨化退火工藝曲線如圖2所示。試樣在中溫箱式電阻爐中進行熱處理。把試樣先進行預(yù)溫處理，即在400℃保溫2h，然后升溫到930℃，保溫7-9h，爐冷到730℃，保溫6-7h，再爐冷到650℃后出爐空冷 。

黑心可鍛鑄鐵的鑄態(tài)宏觀斷口為白色，石墨化退火后為灰黑色。在鑄態(tài)下得到白色網(wǎng)狀滲碳體 黑色部分珠光體組織（萊氏體 珠光體）；單加鉻的組織比不加合金元素的滲碳體要細小，加鉻和硼的滲碳體組織成細小網(wǎng)狀均勻分布。石墨化退火組織為均勻的鐵素體 絮狀石墨。單加鉻的組織比不加合金元素的絮狀石墨要細小，加鉻和硼的組織為均勻細小絮狀石墨。

鉻的作用：加入量0.01-0.012%，其效果是：

a)鉻在鐵液凝固時強烈阻礙石墨化，可保證厚壁鑄件獲得白口組織。

b)處理后8-10min內(nèi)須澆完，氧化而失效。

硼-鉻的作用：加入量0.0015-0.0025% ，Bi0.005%-0.008%，其效果是：

a)硼促進石墨化，尤其第二階段石墨化；增加石墨核心的作用超過鋁，故退火時可快速升溫，不必低溫預(yù)處理。硼過量，石墨松散。

b)適用于硅量較高的鐵液.石墨呈球團狀且緊密，力學(xué)性能好 。

黑心可鍛鑄鐵韌性非常高，綜合性能較好?？慑戣T鐵是通過對白口鑄鐵的可鍛化退火處理得到的。可鍛化退火的時間較長，通過加入一定量的合金，來縮短可鍛化退火時間。將白口鑄鐵毛坯件在密封的退火爐中進行熱處理，在中性爐氣條件下退火時，得到的鑄鐵組織中有呈團絮狀的石墨存在。這種石墨雖不很圓整和緊密，但它對基體的割裂作用則比灰鑄鐵中的片狀石墨要小得多，因此它能使鑄鐵得到較高的強度及良好的韌性。鑄鐵的基體可以通過熱處理來加以控制，使之成為鐵素體或珠光體。通過用中頻感應(yīng)電爐制備黑心可鍛鑄鐵坯料白口鑄鐵，制備單獨加入Bi和同時加入B-Bi合金來與未加入任何合金的試樣，石墨化退火后得到可鍛鑄鐵，對白口鑄鐵和可鍛鑄鐵進行組織觀察，并對鑄態(tài)和退火態(tài)試樣進行了拉伸性能測試 。

黑心可鍛鑄鐵的化學(xué)分析結(jié)果如圖1所示。

拉伸選用微機控制電液伺服萬能試驗機進行實驗，試樣溫度為室溫（20℃），直徑為10mm，且均經(jīng)過石墨化退火熱處理，黑心可鍛鑄鐵試樣分三組（A、B、C），A組為不加入任何合金的試樣，B組為加入0. 007% Bi的試樣，C組為加入0.007% Bi和0.002%的B的試樣。結(jié)果見表8?？梢娊?jīng)硼鉻聯(lián)合處理的可鍛鑄鐵，抗拉強度提高到348. 7MPa，伸長率也滿足要求。主要是硼鉻加入后細化了可鍛鑄鐵中鐵素體的晶粒和促進了絮狀石墨細小化 。

可鍛鑄鐵（malleable cast iron） 汽車用金屬材料。由一定化學(xué)成分的鐵液澆鑄成白口坯件，經(jīng)過石墨化退火，石墨主要呈團絮狀、絮狀，有時呈少量團球狀的鑄鐵?？慑戣T鐵與灰鑄鐵相比，具有較高的強度、韌性和沖擊韌性?？慑戣T鐵根據(jù)化學(xué)成分、熱處理工藝、性能以及組織不同分為黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵以及白心可鍛鑄鐵和球墨可鍛鑄鐵四類。目前中國生產(chǎn)的可鍛鑄鐵90%以上為黑心可鍛鑄鐵。其他三類可鍛鑄鐵應(yīng)用較少。黑心可鍛鑄鐵強度不高，但具有良好的塑性和韌性?？慑戣T鐵主要應(yīng)用于汽車后橋橋殼、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、低壓閥、管接頭等受沖擊和震動的零件。

可鍛鑄鐵白心可鍛鑄鐵

白心可鍛鑄鐵，由法國人R.A.F. de羅茂于1722年研制成功。將碳、硅含量較低的白口鑄鐵密封在氧化介質(zhì)中，在950～1050℃溫度下保持幾十個小時進行脫碳退火處理，就得到外層為鐵素體、中心殘留著少量珠光體和團絮狀石墨的顯微組織。其心部斷口呈白色，故稱為白心可鍛鑄鐵。

可鍛鑄鐵黑心可鍛鑄鐵

黑心可鍛鑄鐵，由美國人S.博伊登于1826年在引進制造白心可鍛鑄鐵工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而成。將碳、硅含量較低的白口鑄鐵放在中性介質(zhì)中進行石墨化處理后，在 850～950℃溫度下保持幾十小時，爐內(nèi)冷卻至720～740℃再保溫十幾小時，最后得到鐵素體基體和團絮狀石墨的鐵素體黑心可鍛鑄鐵；或在850～950℃下保溫十幾小時后出爐，空氣中冷卻，得到珠光體基體和團絮狀石墨的珠光體黑心可鍛鑄鐵。性能和用途可鍛鑄鐵中石墨呈團絮狀，含量較少，應(yīng)力集中現(xiàn)象不太顯著，對鑄鐵的有效負(fù)荷面積減小不多，抗拉強度可達300～700兆帕，延伸率可達2～12%，切削加工性能、抗氧化生長性能和耐蝕性能良好?？慑戣T鐵鑄態(tài)組織為白口，鐵水流動性較差，容易產(chǎn)生縮孔，熱裂傾向較大，所以一般只適用于形狀不太復(fù)雜的鑄件。此外由于退火時間隨壁厚加大而延長，同時過厚的鑄件中心部分難達到完全退火，因此白心可鍛鑄鐵件的壁厚一般不超過12毫米，黑心可鍛鑄鐵壁厚不超過25毫米。鐵素體可鍛鑄鐵廣泛用于汽車、拖拉機的輪圈、差速器殼和底盤零件，機床附件中的扳手，輸電線路中的瓷瓶鐵帽、線夾、碗頭排板，紡織機械中的粗紡機和印花機盤頭以及水油管道中的彎頭、三通、接頭、中壓閥門等。珠光體可鍛鑄鐵用于氣閥搖桿、加煤機零件、高壓接頭閥體和汽車工業(yè)撥叉、差動齒輪箱等。白心可鍛鑄鐵用于汽車零件吊架、駕駛盤柱叉肩、紡織機零件等。發(fā)展可鍛鑄鐵的研究主要集中在鑄態(tài)穩(wěn)定碳化物，鑄件中不出現(xiàn)游離石墨片，縮短退火時間以提高機械性能和使用性能等方面。此外，鑄件厚度和重量限制范圍有所擴大，現(xiàn)代已生產(chǎn)出壁厚2～80毫米或重達150千克的可鍛鑄鐵件。