摘要
摘要:按基体组织不同,常用球铁有铁素体球铁、铁素体-珠光体球铁、珠光体球铁和贝氏体球铁。铁素体球铁塑性、韧性较好,强度、硬度较低;珠光体球铁与前者相比,强度、硬度较高,耐磨性较好,但塑性、韧性较差。加入合金元素的球墨铸铁引起组织和性能的变化,这种改变拓宽了球墨铸铁的应用范围。本文介绍了铜在球铁中的加入工艺及其对组织和性能的影响。结果表明:加铜促使珠光体的形成,从而提高了材料的抗拉强度、伸长率、硬度。
关键词:球墨铸铁;铜;影响;性能
ABSTRACT: According to the basic organization, the commonly used ductile iron has the ferrite ductile iron, the ferrite - pearlyte ductile iron, the pearlyte ductile iron and the bainite ductile iron. The ferrite ductile iron plasticity, toughness are good, the intensity, degree of hardness are low; The pearlyte ductile iron compares with the former, the intensity, degree of hardness are high, the resistance is good, but the plasticity, toughness are bad. Adding alloys into ductile iron caused change of its structure and properties that expanded application scope .The copper-adding process and its effect on structure and properties of ductile iron was introduced.The results indicated that copper improved tensilestrenghth elongation and hardness by improving the produce of pearlyte ductile iron.
Key words:ductile iron;coppper;effect;structure;properties
1 前言
世界铸铁件的生产状况和趋势是,灰铸铁件的比例明显下降,但仍占优势。球墨铸铁件的产量持续增长,蠕墨铸铁和特种铸铁也有了较大的发展。
我国的灰铸铁产量逐年下降,但从铸铁中的高强度铸铁所占的比重越来越大,加强高强度灰铸铁的试验研究无疑是我国灰铸铁的发展方向。
我国可锻铸铁总产量在世界上名列前茅,但需求量还将有所增大。所以,今后我国可锻铸铁还将有一个大的发展。目前,我国可锻铸铁的生产与国外的主要差距是:品种少,仅有黑心可锻铸铁;质量差;镀锌工艺落后;缺少耗能低、保温性好、污染小的理想退火炉。
在铸铁产量缩减的情况下,球墨铸铁在铸铁件中所占的比率依然在增大。在西方发达国家,通常用球墨铸铁件取代部分灰铸铁件和可锻铸铁件。我国球墨铸铁铸件产量比较低,占铸铁件的比例远小于发达国家。此外,我国球墨铸铁件在质量和生产稳定性方面的差距也较大。我国球墨铸铁生产较突出的问题是材质强韧性上、缺陷多,其原因除炉料、球化处理方法和球化剂等因素外,主要是球化处理前对铁液含硫量要求过松。因此,为使我国球墨铸铁生产能有大幅度的增长,必须大力实施能稳定提供质量可靠的优质球墨铸铁件的配套技术。
随着现代化工业的发展,对具有特殊性能的材料的需求量不断增长,向我国特种铸铁(抗磨、耐蚀和耐热铸铁)的发展速度较缓慢,技术水平和国外差距较大。为了适应新形势下国民经济发展的需要,特种铸铁的研究今后将成为我国铸铁发展的一个重要方向。长期以来,铸铁与钢无论是成分 、性能、使用范围还是制造工艺都是泾渭分明的。前者铸造工艺性能好,可以铸成任意形状,但其强度低,韧塑性更差,只能制造受力不大的工件。但是球墨铸铁的出现改变了人类的上述传统认识,球铁在保留普通铸铁基础成分、工艺性能及多种优点的同时,强度及韧塑性发生了质变,赶上甚至超过了钢。它的诞生,是人类继发明了炼刚技术后。在黑色金属应用技术方面又一次大的技术创新,是20世纪材料科学最重大的技术发展之一。
球铁中的石墨呈球状,因而使其具有优异的性能。球铁中的石墨球越圆整、球径越小,分布越均匀,其力学性能越好。按基本组织不同,常用球铁有铁素体球铁、铁素体-珠光体球铁、珠光体球铁和贝氏体球铁。铁素体球铁塑性、韧性较好,强度、硬度较低;珠光体球铁与前者相比,强度、硬度较高,耐磨性较好,但塑性、韧性较差。经合金化热处理后,还可获得下贝氏体、马氏体、托氏体、索氏体等组织,改善了力学性能,提高了机械性能和耐磨性,提高断面组织均匀性,以满足工业生产需要。
生产铸态球墨铸铁,从经济效益来看,不但节电、节煤、节省退火炉的折旧费和维修费、减少铸件氧化及变形,而且可减少加工余量,降低成本;从社会效益来看,省去了高温烧窑,改善了劳动者的操作条件,而且改善了环境,消除了污染,特别是缩短了生产周期。可以遇见,经济效益和社会效益都是十分可观的。本课题就是通过加入合金元素来改善球铁的塑性、韧性,提高硬度、抗拉强度等力学性能并分析其金相组织。