熱處理淬火材料之可鍛鑄鐵
發(fā)布時間:2012-09-12 14:40:14
根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形式及石墨的形態(tài)，可將淬火熱處理材料鑄鐵分為白口鑄鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和可鍛鑄鐵五大類。其中碳在白口鑄鐵中完全以碳化物的形式存在沒有石墨，這種鑄鐵脆性特別大，又特別堅硬，作為零件在工業(yè)上很少用，只有少數(shù)的部門采用。例如農(nóng)業(yè)上用的犁，除此之外多作為煉鋼用的原料，作為原料時，通常稱它為生鐵。另外，凡具有耐熱、耐蝕、耐磨等性能的鑄鐵又稱為特殊性能鑄鐵。可鍛鑄鐵又俗稱為馬鐵，實際上是不能鍛造的。
可鍛鑄鐵的生產(chǎn)：可鍛鑄鐵是由一定成分的白口鐵經(jīng)過可鍛化（石墨化）退火而獲得的具有團絮狀石墨的熱處理淬火材料的鑄鐵，其生產(chǎn)分兩個步驟：第一步，先鑄造純白口鑄鐵，不允許有石墨出現(xiàn)，否則在隨后的退火中，碳在已有的石墨上沉淀，得不到團絮狀石墨；第二步，將白口鑄鐵加熱到900-960℃，長時間保溫，進行石墨化退+9火處理。為了縮短時間，并細化組織，提高力學(xué)性能，可在鑄造時采用0.001%硼0.006%鉍和0.008%鋁的孕育劑進行孕育處理，可將退火時間由70多小時縮短至30小時，孕育劑能強烈阻礙凝固時形成石墨和退火時促進石墨化。
成分與組織特征：由于生產(chǎn)淬火熱處理材料可鍛鑄鐵的先決條件是澆鑄出白口鑄鐵，若鑄鐵沒有完全白口化而出現(xiàn)了片狀石墨，則在隨后的退火過程中，會因為從滲碳體中分解出的石墨沿片狀石墨析出而得不到團絮狀石墨。所以可鍛鑄鐵的碳硅含量不能太高，以促使鑄鐵完全白口化；但碳、硅含量也不能太低，否則使石墨退火困難，退火周期增長?？慑戣T鐵的化學(xué)成分大致為：2.5%-3.2%C、0.6%-1.3%Si、0.4%-0.6%Mn、0.1%-0.26%P、0.05-1.0%S。
可鍛鑄鐵有鐵素體和珠光體兩種基體。鐵素體基體十團絮狀石墨的可鍛鑄鐵斷口呈黑灰色，俗稱黑心可鍛鑄鐵，這種銬鐵件的強度與延性均較灰鑄鐵的高，非常適合鑄造薄壁零件，是最為常用的一種淬火熱處理材料可鍛鑄鐵。珠光體基體加團絮狀石墨的可鍛鑄鐵件斷口呈白色俗稱白心可鍛鑄鐵，這種可鍛鑄鐵應(yīng)用不多。
牌號、性能與應(yīng)用：與灰鑄鐵相比，熱處理淬火介質(zhì)淬火的可鍛鑄鐵具有較高的力學(xué)性能，尤其是塑性與韌性有明顯的提高，這是由于團絮狀石墨對金屬基體的割裂作用較片狀石墨大大減輕的緣故。
鐵素體可鍛鑄鐵具有較高的塑性和韌性，且鑄造性能好，常用于制造形狀復(fù)雜的薄截面零件，如工作時易受沖擊和震動的汽車、拖拉機的后橋殼、管接頭等；珠光體可鍛鑄鐵強度和耐磨性較好，可用于制造曲軸、連桿、凸輪、活塞等強度和耐磨性要求較高的零件。
可鍛鑄鐵牌號中，“KTH"和“KTZ”分別表示鐵素體基體可鍛鑄鐵和珠光體基體可鍛鑄鐵的代號，代號后的第一組數(shù)字表示鑄鐵的最低抗拉強度，第二組數(shù)字表示其最低延伸率。如KTZ700-02表示珠光體可鍛鑄鐵，其最低抗拉強度為700MPa，最低延伸率為2%。
不同類型的可鍛鑄鐵適用的范圍有所不同。主要適用于動載和靜載且要求氣密性好的零件，如管道配件、中低壓閥門；適用于承受中等動載和靜載的零件，如機床用扳手、車輪殼、鋼絲繩接頭；適用于承受較高的沖擊、振動及扭轉(zhuǎn)負荷下工作的零件，如汽車上的差速器殼、前后輪殼等。
本文參考《金屬工藝基礎(chǔ)與實踐》一書。
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