铸铁生产知识-球墨铸铁.pptVIP

GLOBAL FOCUS ON AUTOMOTIVE AND AEROSPACE FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD. FUJIWA MACHINERY INDUSTRY (KUNSHAN) CO., LTD. 鋳　鉄　生　産　技　術 ２．　　球 状 黒 鉛 鋳 鉄 1.　球 状 黒 鉛 鋳 鉄 2.1球墨铸铁的性质 球墨铸铁在20世纪中叶被发明已有半个世纪,实用化技术确立后生产量也逐年增大,今后想必也会继续发展下去。 图2.23所示为从1950年开始球墨铸铁的生产量追加的推移，包括面向2000年的预测，现在球墨铸铁正是铣铁铸物的主流。 因为Ce，球墨铸铁为过共晶成分物，Si量尽可能高，溶汤中的S尽可能少比较好。与此相比，Mg石墨球化能力比Ce优良，而且也能利用亚共晶成分，因为便宜，从工业上来看也很有利，球墨铸铁通过Mg处理，制造很广泛。 球墨铸铁首先基本条件是石墨形状为球状，该铸件的名称为Spheroidal Graphite Cast Iron.(S.G.Iron),Nodular Graphite Cast Iron(球墨铸铁）。由于是富有韧性的材料，也说成Ductile Cast Iron（延性铸铁），从称呼方便这一点看使用该名称的情况多。该铸铁和以前的铸铁比较，机械性质也非常优越。（参照图2.24)。图2.25所示是球墨铸铁基本和材质决定的条件,表2.10所示是为决定球墨铸铁的材质所必要的制造条件。 球状黒鉛鋳鉄は20世紀の半ばに 图2.23 世界上球墨铸铁的生产量(1950~2000) 图2.24 不同基地组织的球墨铸铁应力-扭曲曲线 基本条件 　　　 (1) 球墨铸铁……石墨球化率 70%以上 (2) 无游离渗碳体(白口) 材质决定条件 基地组织的铁素体和珠光体的构成比率 图2.25 球墨铸铁(FCD)在金属组织里应当具备的条件 铸放球状石墨抗拉强度759N/mm2 退火球墨铸铁抗拉强度408N/mm2 灰铁抗拉强度267N/mm2 扭曲% 抗拉应力 N/mm2 (百万吨) a.凝固过程和显微镜组织 图7.33所示为在Fe-C系平衡状态图上亚共晶组成的球墨铸铁凝固的样子。融液到液相线（图7.33，b点）初晶奥氏体晶出，以后如图7.33模式图①所示成长成树枝状（树枝状晶体）。达到共晶温度（图7.33，c点）后在该初晶奥氏体的近旁有球墨晶出。图7.33②所示的奥氏体直接包围球墨。 图7.34(a)所表示的是Mg处理后的亚共晶球墨铸铁在共晶凝固的初期急冷的组织，初晶奥氏体近旁晶出的球墨被共晶奥氏体包围的样子。从那之后的球墨成长是根据通过奥氏体的碳素扩散进行的。该石墨的晶出或通过奥氏体包围的共晶凝固过程是在如图7.34所示的共晶温度范围里进行的。被这奥氏体壳包围的球墨等同于1个共晶细胞。 ①球墨 ②奥氏体（通过急冷变态为马氏体）③莱氏体（急冷以前是融液） 片状石墨铸铁的情况下，石墨在共晶细胞的顶端接入溶液中，石墨的成长是根据溶液中碳素的液体扩散进行的。与此相对，球墨的成长如前所述是根据通过包围了石墨的奥氏体壳的碳素的固体扩散进行的。由于与前者相比后者的扩散速度极慢，所以球墨铸铁的溶汤容易过冷。球墨铸铁和片状石墨铸铁相比之所以容易出现白口化是因为这两铸铁凝固的共晶细胞成长过程有差异。 到了共晶终期，共晶细胞相互接触，融液没有后共晶凝固结束，成为如图7.33③所示的奥氏体和石墨组织。到达共析变态温度后，如7.2.2项b的基地组织的生成过程所述，珠光体是石墨间隙的奥氏体中析出的初吸渗碳体作为核析出的，铁素体是球墨上直接析出的。 如图7.32铁素体和珠光体共存组织的情况下，首先在球状石墨周围析出铁素体，这发达到某一程度后，铁素体和奥氏体的境界处析出珠光体，成为图7.33④那样铁素体和珠光体的共存组织(牛眼组织)。 图7.32 铁素体，珠光体基地球墨铸铁的组织（×55） ①铁素体②珠光体③球墨(周围的白相是铁素体) b.石墨球化元素 1947年英国的H.Morrogh在铸铁里添加铈（Ce），还有1948年美国的A.P.Gagnebin，K.D.Millis在铸铁里添加Mg得到球状石墨，后来，含有镁（Mg）和铈（Ce）的稀土类元素（RE）及钙（Ca）作为球化元素来使用。在今天Mg作为球化剂的主成分，RE，Ca用于辅助，Fe-Si-Mg-RE-Ca系合金占着球化剂的主流。 这些球化元素的特性可举出 （1）拥有与S，O很强的亲和力，