灰鑄鐵是指具有片狀石墨的鑄鐵,主要成分是鐵、碳、硅、錳、硫、磷,是應用最廣的鑄鐵,其產量占鑄鐵總產量80%以上。
灰鑄鐵的組織和性能
顯微組織:
灰鑄鐵碳量較高(為2.7%~4.0%),可看成是碳鋼的基體加片狀石墨。按基體組織的不同灰鑄鐵分為三類:鐵素體基體灰鑄鐵;珠光體一鐵素體基體灰鑄鐵;珠光體基體灰鑄鐵。
鐵素體灰鑄鐵是在鐵素體的基體上分布著多而粗大的石墨片,其強度、硬度差,很少應用;
珠光體灰鑄鐵是在珠光體的基體上分布著均勻、細小的石墨片,其強度、硬度相對較高,常用于制造床身、機體等重要件;
珠光體—鐵素體灰鑄鐵是在珠光體和鐵素體混合的基體上,分布著較為粗大的石墨片,此種鑄鐵的強度、硬度盡管比前者低,但仍可滿足一般機體要求,其鑄造性、減震性均佳,且便于熔煉,是應用最廣的灰鑄鐵。
灰鑄鐵顯微組織的不同,實質上是碳在鑄鐵中存在形式的不同?;诣T鐵中的碳有化合碳(Fe3C)和石墨碳所組成?;咸紴?.8%時,屬珠光體灰鑄鐵;化合碳小于0.8%時,屬珠光體—鐵素體灰鑄鐵;全部碳都以石墨狀態存在時,則為鐵素體灰鑄鐵。
力學性能:
灰鑄鐵的力學性能與基體的組織和石墨的形態有關?;诣T鐵中的片狀石墨對基體的割裂嚴重,在石墨尖角處易造成應力集中,使灰鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性遠低于鋼,但抗壓強度與鋼相當,也是常用鑄鐵件中力學性能最差的鑄鐵。同時,基體組織對灰鑄鐵的力學性能也有一定的影響,鐵素體基體灰鑄鐵的石墨片粗大,強度和硬度最低,故應用較少;珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細小,有較高的強度和硬度,主要用來制造較重要鑄件;鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大,性能不如珠光體灰鑄鐵。故工業上較多使用的是珠光體基體的灰鑄鐵。
其他性能:
良好的鑄造性能、良好的減振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性
灰鑄鐵的熱處理:
1.消除內應力退火
2.改善切削加工性退火
3.表面淬火
灰鑄鐵的密度
灰鑄鐵分≥HT250與≤HT220,其密度分別為7.35g/cm³與7.2g/cm³。
灰鑄鐵的熔點是1100~1300攝氏度
灰鑄鐵結構特點
1.可獲得比鑄鋼更薄而復雜的鑄件,鑄件中殘余內應力及翹曲變形較鑄鋼小
2.對冷卻速度敏感性大,因此薄截面容易形成白口和裂紋,而厚截面又易形成琉松,故灰鑄鐵件當壁厚超過其臨界值時,隨著壁厚的增加其力學性能反而顯著降低
3.表面光潔,因而加工余量比鑄鋼小,表面加工質量不高對疲勞極限不利影響小
4.消振性高,常用來做承受振動的機座
5.不允許用于長時間在250度溫度下工作的零件
6.不同截面上性能較均勻。適于做要求高、而截面不一的較厚〔大型 )鑄件