砝码的牌号性能及用途

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2017.12.25

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灰口铸铁灰口铸铁的牌号、性能及用途如表8-2所示。牌号中“HT”表示“灰铁”二字汉语拼音的大写字头，在“HT”后面的数字表示低拉强度值。

从表8-2可以看出，在同一牌号中，随铸件壁厚的增加，其拉强度降低。因此，根据零件的性能要求选择铸铁牌号时，须同时注意到零件的壁厚尺寸。
灰口铸铁的性能与普通碳钢相比，具有如下特点：
（1）机械性能低，其拉强度和塑性韧性都远远低于钢。这是由于灰口铸铁中片状石墨（相当于微裂纹）的存在，不仅在其处引起应力集中，而且破坏了基体的连续性，这是灰口铸铁拉强度很差，塑性和韧性几乎为零的根本原因。但是，灰口铸铁在受压时石墨片破坏基体连续性的影响则大为减轻，其压强度是拉强度的2.5～4倍。所以常用灰口铸铁机床床身、底座等耐压零部件。
（2）耐磨性与消震性好。由于铸铁中石墨有利于润滑及贮油，所以耐磨性好。同样，由于石墨的存在，灰口铸铁的消震性优于钢。
（3）工艺性能好。由于灰口铸铁含碳量高，接近于共晶成分，故熔点比较低，流动性良好，收缩率小，因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外，由于石墨使切削加工时易于形成断屑，所以灰口铸铁的可切削加工性优于钢。

3．铸铁砝码灰口铸铁的孕育处理
表8-2中HT250、HT300、HT350属于较高强度的孕育铸铁（也称变质铸铁），这是普通铸铁通过孕育处理而得到的。由于在铸造之前向铁液中加入了（或称变质剂），结晶时石墨晶核数目增多，石墨片尺寸变小，为均匀地分布在基体中。所以其显微组织是在细珠光体基体上分布着细小片状石墨。铸铁变质剂或一般为硅铁合金或硅钙合金小颗粒或粉，当加入铸铁液内后 形成SiO2的固体小质点，铸铁中的碳以这些小质点为形成细小的片状石墨。
铸铁经孕育处理后不仅强度有较大提高，而且塑性和韧性也有所改善。同时，由于的加入，还可使铸铁对冷却速度的性显著减少，使各部位都能得到均匀一致的组织。所以孕育铸铁常用来机械性能要求较高、截面尺寸变化较大的铸件。

二、球墨铸铁
灰口铸铁经孕育处理后虽然细化了石墨片，但未能改变石墨的形态。改变石墨形态是大幅度提高铸铁机械性能的根本途径，而球状石墨则是为理想的一种石墨形态。为此，在浇注前向铁水中加入球化剂和进行球化处理和孕育处理，则可获得石墨呈球状分布的铸铁，称为球墨铸铁，简称“球铁”。

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图8-3 球墨铸铁的显微组织
（a）珠光体+铁素体基球墨铸铁； （b）铁素体基球墨铸铁

1．球墨铸铁的化学成分和组织特征
球墨铸铁常用的球化剂有镁、稀土或稀土镁，常用的是硅铁和硅钙。球墨铸铁的大致化学成分范围是：3.6～3.9%C，2.0～3.2%Si，0.3～0.8%Mn，<0.1%P，<0.07%S，0.03～0.08%Mg残。由于球化剂的加入将阻碍石墨化，并使共晶点右移造成流动性下降，所以须严格控制其含量。
球墨铸铁的显微组织由球形石墨和金属基体两部分组成。随着成分和冷却速度的不同，球铁在铸态下的金属基体可分为铁素体、铁素体加珠光体、珠光体三种，见图8-3。

2．球墨铸铁的牌号、性能特点及用途
球墨铸铁的牌号、机械性能及用途如表8-3所示。牌号中的“QT”表示“球铁” 二字汉语拼音的大写字头，在“QT”后面两组的数字分别表示低拉强度和低延伸率。

与灰口铸铁砝码相比，球墨铸铁具有较高的拉强度和弯曲，也具有相当良好的塑性及韧性。这是由于球形石墨对金属基体截面削弱作用较小，使得基体比较连续，且在拉伸时引起应力集中的效应减弱，从而使基体的作用可以从灰口铸铁的30～50%提高到70～90%。另外，球铁的刚性也比灰口铸铁好，但球铁的消震能力比灰口铸铁低很多。
由于球铁中金属基体是决定球铁机械性能的主要因素，所以球铁可通过合金化和热处理 的方法进一步提高它的机械性能。因此，球铁可以在条件下代替铸钢、锻钢等，用以受力复杂、负荷较大和要求耐磨的铸件。如具有高强度与耐磨性的珠光体球铁常用来内燃机曲轴、凸轮轴、轧钢机轧辊等；具有高韧性和塑性的铁素体球铁常用来阀门、汽车后桥壳、犁铧、收割机导架等。

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