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麻口鑄鐵組織的形成需要有這樣的合金成分和冷卻速度,使鑄鐵在凝固過程中既能產(chǎn)生石墨又能產(chǎn)生滲碳體。在麻口鑄鐵中兼有灰口鑄鐵和白口鑄鐵的組成。
在過共晶成分的鑄鐵中可能有三種類形的麻口組織。當(dāng)冷卻速度相當(dāng)小時(shí)(提高硅含量),由液體
當(dāng)加速冷卻時(shí),全部共晶成分的液體將分解為滲碳體和奧氏體。在這種情況下,凝固以后的鑄鐵組織由初生石墨和滲碳體一奧氏體共晶組成。繼續(xù)提高冷卻速度可得到這樣的結(jié)果,即在液相線和固相線區(qū)間隨著初生石墨的析出又有初生滲碳體的形成,在共晶分解時(shí)形成的是滲碳體和奧氏體,凝固之后的鑄鐵組織由初生石墨、初生滲碳體和滲碳體一奧氏體共晶組成。
共晶和亞共晶成分的鑄鐵,在共晶轉(zhuǎn)變過程中,當(dāng)液體的一部分分解成石墨和奧氏體,另一部分則分解為滲碳體和奧氏體,這時(shí)也形成r麻口組織。
一般在液體中石墨一奧氏體共晶團(tuán)先產(chǎn)生和生長,而后萊氏體才結(jié)晶,通常萊氏體長久時(shí)具有很大的線速度。因此在首批滲碳體晶體出現(xiàn)的瞬間,液體的基本體積便分解成滲碳體和奧氏體。
可能還有另一種含有石墨成分的共晶體和含有滲碳體成分的共晶體的形成順序。如果在共晶分解開始前,液體的過冷剛好可使?jié)B碳體產(chǎn)生,則液體的凝固以形成粗分化共晶團(tuán)形式開始(或者在含有雜質(zhì)峋情況下,則以滲碳體晶體和奧氏體晶體的單獨(dú)長大形式開始)。它們的長大速度是很小的,并在所有液體都轉(zhuǎn)變成滲碳體—奧氏體共晶之前,在一定過冷條件下即達(dá)到了石墨生晶的孕育期,這樣部分液體則轉(zhuǎn)變成石墨—奧氏體共晶體。在此情況下,以前形成的萊氏體決定了以后形成的石墨—奧氏體共晶團(tuán)的位置和形狀。
已凝固的麻口鑄鐵在冷卻過程中,基本上也產(chǎn)生象在白口鑄鐵中一樣的組織變化,析出再生滲碳陣并形成珠光體。為此可作這樣的說明,就是已經(jīng)廣結(jié)晶時(shí)捉使?jié)B碳體形成的條佴:也保證了固相時(shí)滲碳體,出較低溫度時(shí)的析出。在包圍著石墨晶粒的區(qū)域可能有石墨析出,在鑄鐵奧氏體基體中硅的不均勻分布和溫度降低時(shí)減緩鑄降的冷卻都可促進(jìn)這一過程的進(jìn)行。
白口鑄鐵在抗彎曲、抗拉伸和加壓時(shí)所表現(xiàn)出來的機(jī)械性能在很大的范圍內(nèi)波動(dòng):抗考強(qiáng)度為
共晶度對(duì)性能有很大影響,隨著共晶體數(shù)量的增加和初生滲碳體的出現(xiàn),白口鑄鐵的硬度和脆性也增大。機(jī)械性能還與共晶組織構(gòu)造有關(guān),共晶體中含有粗大形狀聚集物的鑄鐵最脆;具有蜂窩結(jié)構(gòu)萊氏體的鑄鐵則有稍高的強(qiáng)度和韌性;片狀萊氏體組織最好。
當(dāng)合金化白口鑄鐵時(shí),它的初生組織可能變化很大,這也將反映在鑄件的性能上。
奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)對(duì)自口鑄鐵性能有影響,貝氏體組織最為合適。
由于白口鑄鐵具有很高的硬良,醫(yī)此它作為耐磨材料得到了廣泛的應(yīng)用,尤其當(dāng)白口鑄鐵的脆性不起多大作用時(shí),白口鑄鐵在干摩擦與濕摩擦的工作條件下特別用得廣泛。
碳在鑄鐵中的存在形式有兩種:滲碳體和石墨(石墨用符號(hào)G表示)。根據(jù)碳的存在形式,鑄鐵可分為以下幾類:
在白口鑄鐵中,碳除少量溶人鐵素體外,絕大部分以滲碳體的形式存在。其因斷口呈銀白色,故稱為白口鑄鐵。白口鑄鐵硬度高,脆性大,難以切削加工,故很少直接用來制造機(jī)械零件,主要用作煉鋼原料、可鍛鑄鐵的毛坯,以及不需要切削加工但要求硬度高和耐磨性好的零件,如軋輥、犁鏵及球磨機(jī)的磨球等。
在灰鑄鐵中,碳主要以石墨的形式存在,斷口呈灰色。這類鑄鐵是工業(yè)上最常用的鑄鐵。
灰鑄鐵的組織可看成是碳素鋼的基體加片狀石墨。按基體組織的不同,灰鑄鐵分為三類,即鐵素體基體灰鑄鐵、鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵、珠光體基體灰鑄鐵。
灰鑄鐵的力學(xué)性能與基體的組織和石墨的形態(tài)有關(guān)。由于石墨的力學(xué)性能幾乎為零,因此可以把鑄鐵看成是布滿裂紋或空洞的鋼。一方面,石墨不僅破壞了基體的連續(xù)性,而且減少了金屬基體承受載荷的有效截面積,使實(shí)際應(yīng)力大大增加;另一方面,在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中,使尖角處的應(yīng)力遠(yuǎn)大于平均應(yīng)力。所以,灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性遠(yuǎn)低于鋼。石墨片的數(shù)量越多、尺寸越大、分布越不均勻,對(duì)力學(xué)性能的影響就越大。但石墨的存在對(duì)灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度影響不大,因?yàn)榭箟簭?qiáng)度主要取決于灰鑄鐵的基體組織,因此灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度與鋼相近。
在麻口鑄鐵中,碳一部分以石墨存在,另一部分以滲碳體存在,斷口呈黑白相間。這類鑄鐵的脆性較大,故很少使用。
工業(yè)上最常用的灰鑄鐵,根據(jù)石墨的存在形式不同,可分為以下四類:
(1)灰鑄鐵碳主要以片狀石墨形式存在的鑄鐵。
(2)球墨鑄鐵碳主要以球狀石墨形式存在的鑄鐵。
(3)可鍛鑄鐵碳主要以團(tuán)絮狀石墨形式存在的鑄鐵。
(4)蠕墨鑄鐵碳主要以蠕蟲狀石墨形式存在的鑄鐵。
此外,為了進(jìn)一步提高鑄鐵的性能或得到某種特殊性能,在鑄鐵中加入一種或多種合金元素(Cr、Cu、W、Al、B等)可得到合金鑄鐵,如耐磨鑄鐵、耐蝕鑄鐵、耐熱鑄鐵等。
根據(jù)碳鑄鐵斷口顏色對(duì)鑄鐵進(jìn)行分類,鑄鐵可分為白口鑄鐵、灰鑄鐵和麻口鑄鐵。
麻口鑄鐵簡稱麻口鐵,是具有灰口和白口鑄鐵的混合組織。麻口鑄鐵是麻口鑄鐵中的碳既以滲碳體形式存在,又以石墨狀態(tài)存在,斷口夾雜著白亮的游離滲碳體和暗灰色的石墨。
麻口鑄鐵一般是由于組織成分不當(dāng)和冷卻速度過快等原因造成的,麻口鑄鐵不易加工,性能也不好故生產(chǎn)中應(yīng)避免出現(xiàn)麻口組織。
1977年湖南長窯嶺戰(zhàn)國早期墓出土了一件鐵鼎,呈麻口鐵組織,是中國也是全世界最早的麻口鐵,說明戰(zhàn)國早期生鐵冶煉、鑄造已達(dá)到一定水平。
不光要增碳增硅,還需要孕育,硅能增強(qiáng)滲碳體的分解,但是太多也會(huì)產(chǎn)生滲碳體,所以碳、硅、孕育劑、出鐵溫度都很重要
答:你這個(gè)問題是一部人對(duì)這方面的不了解。 原來的排水管道大多是鑄鐵的,承插水泥接口,為了接口水泥的凝固,達(dá)到一定的強(qiáng)度和提高效率,對(duì)部分管道和零件都是預(yù)制的。就是打好口以后還要養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間 才可以用。...
白口鑄鐵碳以游離碳化物形式析出的鑄鐵,斷口呈暗白色,晶粒粗大,有明顯方向性.灰口鑄鐵其斷口的外貌呈淺灰色.白口鑄鐵(white cast iron)碳以滲碳體形態(tài)存在的鑄鐵,其斷面為灰白色。是一種良好...
麻口鐵是在配料不正確,也就是鑄鐵成分同技術(shù)條件不符合的情況下(含硅低或含鉻、含蜢和其他反石墨化的元素高時(shí))得到的。
薄的零件、小的截面以及表面屑上(即快速冶卻時(shí))可能得到麻口結(jié)構(gòu)。
用鎂變質(zhì)的鑄鐵特別容易過冷。這種鑄鐵即使在厚度達(dá)8~10公厘的截面上也會(huì)得到麻口結(jié)構(gòu)。
麻口鐵的結(jié)構(gòu)是:萊氏體 珠光體 石墨或珠光體 滲碳體 石墨。由于這種鑄鐵存在萊氏體或滲碳體,所以很硬、很脆,加工性不好,或者根本不能在機(jī)床上加工。
為了減低硬度和改善加工性,需要把萊氏體中的滲碳體和二次滲碳體分解。達(dá)可以用900~920℃的溫度,經(jīng)過3~10小時(shí)的石墨化(第一階段)來達(dá)到;因?yàn)檫@種鑄鐵一般合有相當(dāng)高的硅(2~3%)。滲碳體分解以后得到奧氏體 石墨的結(jié)構(gòu),然后在空氣中冷卻時(shí)。得到了珠光體 石墨或珠光體 鐵素體 石墨的結(jié)構(gòu)。這種鑄鐵的硬度在布氏200~280之間。
如果要求更低的硬度,需要第二階段石墨化(在720~700℃保溫3~6小時(shí)),或在800℃到700℃的范圍內(nèi)緩慢冷卻。在空氣中冷卻時(shí),如果不是從退火溫度(900~920℃)開始,而是從更低的溫度(800~820℃)開始,結(jié)果硬度將更為降低。
泵用麻口鑄鐵的研制及應(yīng)用
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頁數(shù): 3頁
介紹了低合金抗磨麻口鑄鐵的設(shè)計(jì)與制備技術(shù),所研制的低合金麻口鑄鐵抗拉強(qiáng)度大于310MPa,沖擊韌度為4~9J/cm2,硬度為300~400HB,耐磨性比灰鑄鐵提高1/3。
分類方法 | 分類名稱 | 說明 |
按 斷 口 顏 色 | 灰鑄鐵 | 該鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)的片狀石墨形式存在,其斷口呈暗灰色,有一定的力學(xué)性能和良好的被切削性能。 |
白口鑄鐵 | 白口鑄鐵是組織中完全沒有或幾乎完全沒有石墨的一種鐵碳合金,其斷口呈白亮色,硬而脆,不能進(jìn)行切削加工,很少在工業(yè)上直接用來制作機(jī)械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性,又稱激冷鑄鐵或冷硬鑄鐵 | |
麻口鑄鐵 | 麻口鑄鐵是介于白口鑄鐵和灰鑄鐵之間的一種鑄鐵,其斷口呈灰白相間的麻點(diǎn)狀,性能不好,極少應(yīng)用 | |
按 化 學(xué) 成 分 | 普通鑄鐵 | 是指不含任何合金元素的鑄鐵,如灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵等 |
合金鑄鐵 | 是在普通鑄鐵內(nèi)加入一些合金元素,用以提高某些特殊性能而配制的一種高級(jí)鑄鐵。如各種耐蝕、耐熱、耐磨的特殊性能鑄鐵 | |
按 生 產(chǎn) 方 法 和 組織性能分 | 普通灰鑄鐵 | 這種鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)的片狀石墨形式存在,其斷口呈暗灰色,有一定的力學(xué)性能和良好的被切削性能,普遍應(yīng)用于工業(yè)中 |
孕育鑄鐵 | 這是在灰鑄鐵基礎(chǔ)上,采用"變質(zhì)處理"而成,又稱變質(zhì)鑄鐵。其強(qiáng)度、塑性和韌性均比一般灰鑄鐵好得多,組織也較均勻。主要用于制造力學(xué)性能要求較高,而截面尺寸變化較大的大型鑄件 | |
可鍛鑄鐵 | 可鍛鑄鐵是由一定成分的白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火而成,比灰鑄鐵具有較高的韌性,又稱韌性鑄鐵。它并不可以鍛造,常用來制造承受沖擊載荷的鑄件 | |
球墨鑄鐵 | 簡稱球鐵。它是通過在澆鑄前往鐵液中加入一定量的球化劑和墨化劑,以促進(jìn)呈球狀石墨結(jié)晶而獲得的。它和鋼相比,除塑性、韌性稍低外,其他性能均接近,是兼有鋼和鑄鐵優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)良材料,在機(jī)械工程上應(yīng)用廣泛 | |
特殊性能鑄鐵 | 這是一種有某些特性的鑄鐵,根據(jù)用途的不同,可分為耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵、耐蝕鑄鐵等。大都屬于合金鑄鐵,在機(jī)械制造上應(yīng)用較廣泛 |
灰鑄鐵的組織與性能
Wc=2.5%~3.6%
1、灰鑄鐵的組織
(1)鐵素體灰鑄鐵--石墨化過程充分進(jìn)行;
(2)鐵素體珠光體灰鑄鐵--第一、二階段石墨化過程充分進(jìn)行,第三階段石墨化過程部分進(jìn)行;
(3)珠光體灰珠鐵--第一、二階段石墨化過程充分進(jìn)行,第三階段石墨化過程完全沒有進(jìn)行;
2、灰鑄鐵的性能
1)灰鑄鐵的性能主要取決于基體的性能和石墨的數(shù)量、形狀、大小、分布狀況。其中以細(xì)晶粒的珠光體基體和細(xì)片狀石墨組成的灰鑄鐵的性能最優(yōu),應(yīng)用范圍最廣。
2)灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度和塑性大大高于具有相同基體的鋼,但石墨片對(duì)灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度影響不大,所以灰鑄鐵廣泛用作承受壓載荷的零件,如機(jī)座、軸承座等。
3)灰鑄鐵具有良好的鑄造性能、切削加工性能,而且石墨的存在可以起到減磨、減震作用。
變質(zhì)處理(孕育處理)--孕育鑄鐵
1、變質(zhì)處理:澆注前向鐵液中加入變質(zhì)劑,促進(jìn)晶粒細(xì)化。
常用變質(zhì)劑為含硅75%的硅鐵,加入量一般為鐵液重量的0.4%左右。
2、性能:孕育鑄鐵的強(qiáng)度有很大提高,并且塑性、韌性也有所提高。
灰鑄鐵的熱處理
灰鑄鐵的熱處理僅能改變其基體組織,改變不了石墨形態(tài),因此,熱處理不能明顯改變灰鑄鐵的力學(xué)性能,并且灰鑄鐵的低塑性又使快速冷卻的熱處理方法難以實(shí)施,所以灰鑄鐵的熱處理受大一定的局限性。其熱處理主要用于消除應(yīng)力和改善切削加工性能等。
1、消除內(nèi)應(yīng)力退火(時(shí)效處理)--低溫退火。將鑄件置于100~200℃的爐中,緩慢升溫至500~600℃,保溫4~8h緩冷。
2、改善切削性能的退火--高溫退火,降低硬度將鑄件加熱至850~900℃,保溫2~5h,緩冷至400~500℃出爐空冷。
3、表面淬火--提高硬度和耐磨性
灰鑄鐵的牌號(hào)及用途
1、共六個(gè)牌號(hào):HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350
例如見圖所示:
1、化學(xué)成分:Wc=2.4%~2.8%
2、制造方法:可鍛鑄鐵是一定成分的白口鑄鐵經(jīng)長時(shí)間石墨化退火而得到的具有團(tuán)絮狀結(jié)果的石墨的鑄鐵。
3、石墨化退火工藝:900~1000℃保溫15 h后隨爐緩慢冷卻至650℃以下出爐空冷,可得到F基體的可鍛鑄鐵。
球墨鑄鐵的主要成分
--與灰鑄鐵相比,主要特點(diǎn)是高C、高Si、低S。
球墨鑄鐵的顯微組織
--基體+球狀石墨?;w有F、P、F+P、B下四種。
球墨鑄鐵組織示意圖,如圖所示:
球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法
--對(duì)鐵液進(jìn)行球化處理和孕育處理而得到。
球墨鑄鐵的性能
--球狀石墨對(duì)基體的割裂作用影響最小,因而具有很高的強(qiáng)度、良好的韌性、塑性和切削加工性。
球墨鑄鐵牌號(hào)的表示方法
如圖所示:
球墨鑄鐵的熱處理
(1)退火--目的是為了獲得鐵素體基體組織和 消除鑄造應(yīng)力;
(2)正火--目的是為了獲得P或P+F基體,細(xì)化組織、提高強(qiáng)度和耐磨性;
(3)調(diào)質(zhì)--為了得到良好的綜合力學(xué)性能;
(4)等溫淬火--為了獲得B下基體的球墨鑄鐵。
化學(xué)成分
Wc=2.4%~2.8%
制造方法
可鍛鑄鐵是一定成分的白口鑄鐵經(jīng)長時(shí)間石墨化退火而得到的具有團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。
石墨化退火工藝
900~1000℃保溫15 h后隨爐緩冷至650℃以下出爐空冷,可得到F基體的可鍛鑄鐵。
可鍛鑄鐵的種類
1)鐵素體可鍛鑄鐵(黑心可鍛鑄鐵)--較高的塑性和韌性;
2)珠光體可鍛鑄鐵--較高強(qiáng)度、硬度和耐磨性。
可鍛鑄鐵的性能
團(tuán)絮狀石墨大大減輕了石墨對(duì)基體金屬的割裂作用及應(yīng)力集中現(xiàn)象,所以可鍛鑄鐵的強(qiáng)度比灰鑄鐵高,塑性韌性也有很大提高。
應(yīng)用范圍
但由于退火周期長,工藝復(fù)雜,成本高,只適 用于大批量生產(chǎn)薄壁零件。
可鍛鑄鐵牌號(hào)表示方法
見圖所示:
可鍛鑄鐵組織示意圖如圖所示:
灰口鑄鐵:大部分或全部以游離態(tài)的石墨存在于鑄鐵中,斷口為暗灰色。 白口鑄鐵:少量碳溶于F中,其余全部以Fe3C的形式存在于鑄鐵中,斷口為銀白色,此白口鑄鐵組織中有共晶萊氏體,質(zhì)硬而脆,白口鑄鐵很少用于機(jī)械零件。 麻口鑄鐵:一部分C以石墨的形式存在,另一部分以Fe3C形式存在,斷口夾雜白亮與喑灰色夾雜。
灰口鑄鐵:石墨為片狀 可鍛鑄鐵:石墨為團(tuán)絮狀 球墨鑄鐵:石墨為球狀 蠕墨鑄鐵:石墨為蠕蟲狀