球墨铸铁
球墨铸铁件有很多优点
球墨铸铁（也称为球墨铸铁或球墨铸铁）实际上是一组由于其独特的微观结构而表现出高强度、柔韧性、耐用性和弹性的铁杆。球墨铸铁通常含有超过 3% 的碳；它可以弯曲、扭曲或变形而不会断裂。其力学性能与钢相近，远远超过标准铸铁。
球墨铸铁件 是由熔化的球墨铸铁倒入模具中的空隙中产生的固体金属物体。球墨铸铁随后冷却并凝固成其占据的空隙形状。
什么是球墨铸铁？
球墨铸铁于 1943 年发明，是铸铁的现代迭代。铸铁和球墨铸铁由于其显微组织的不同而具有对比鲜明的物理性能。
铸铁中所含的石墨和碳以薄片形式存在；铸铁表现出正压缩载荷能力，但高于其自然拉伸强度的拉伸载荷会导致裂纹形成并从片状石墨微观结构内的应力点迅速扩展。结果，铸铁几乎没有伸长率。它是一种脆性材料，因此在拉伸和冲击载荷应用中的使用受到限制。
球墨铸铁中的石墨呈球状，因此有时称为球状石墨 .同样，球铁 原因在于球墨铸铁中所含的碳以结核的形式存在。这种独特的微观结构使球墨铸铁比传统铸铁更能承受弯曲和冲击载荷。
球墨铸铁是由什么制成的？
虽然球墨铸铁可以由钢或废铁生产，但生铁是大多数现代球墨铸铁铸造厂的主要进料来源。 生铁 指含铁90%以上的高炉初炼铁。
“生铁”一词源于老式的方法，即将高炉铁浇铸到砂床中的模具中，这样它们就可以从一个普通的流道中进料。由于模具组类似于一窝乳猪，因此将单个铁块称为“猪”，而将跑步者称为母猪。现代猪都是用猪连铸机生产的。
生铁在球墨铸铁生产中用作纯铁的主要来源。它提供了许多独特的优势：生铁含有低残留或有害元素，具有一致的化学成分，促进最佳的渣条件，并通过提供一致的装料特性来改进过程控制。近年来，随着球墨铸铁厂利用其优于废铁或熔化废钢并添加碳等替代铁源的优势，对生铁的需求有所增加。
球墨铸铁的优点
球墨铸铁为设计师提供了几个优势：
- 球墨铸铁易于铸造和机加工。
- 它具有出色的强度重量比。
- 球墨铸铁的制造成本比钢低得多。
- 具有优异的铸造性和机械加工性。
- 球墨铸铁为设计师提供了韧性、低成本制造和可靠性的卓越组合。
球墨铸铁的特性
要制造不同等级的球墨铸铁，必须在铸造过程中或通过后续热处理控制石墨周围的基体结构。不同等级的球墨铸铁之间存在微小的成分差异，以产生所需的基体（微观结构）。
球墨铸铁可被视为钢，其基体中散布着石墨球体。悬浮石墨球的金属基体的质量对球墨铸铁的性能有显着影响，而石墨球本身则没有。
球墨铸铁中有几种基体，最常见的是；
- 铁氧体 – 一种纯净的、延展性的、柔韧的铁，强度很小。该基体耐磨性差，但抗冲击性高，切削加工性好。
- 珍珠岩 – 铁素体和碳化铁 (Fe3C) 的机械混合物。它相对较硬，具有中等的延展性。强度高、耐磨性好、抗冲击性适中、切削加工性好。
- 珠光体/铁氧体 – 由珠光体和铁素体混合物组成的结构，是商业级球墨铸铁最常见的基体。
普通球墨铸铁牌号
虽然球墨铸铁规格有很多不同，但铸造厂通常提供 3 种常见等级；
物理和机械性能
ASTM A536，60-40-18 级
ASTM A536，等级 65-45-12
ASTM A536，80-55-06 级
抗拉强度，最小值，psi
60,000
65,000
80,000
抗拉强度，最小值，MPa
414
448
552
屈服强度，最小值，psi
40,000
45,000
55,000
屈服强度，最小值，MPa
276
310
379
2 英寸或 50 毫米的伸长率，最小 %
18
12
6
密度 lb/in3
0.256
0.256
0.256
密度 g/cm3
7.1
7.1
7.1
熔化温度（华氏度）
2,100 – 2,190
2,100 – 2,190
2,100 – 2,190
熔化温度（摄氏度）
1,150 – 1,200
1,150 – 1,200
1,150 – 1,200
抗压强度 Ksi
429
429
429
抗压强度 MPa
2960
2960
2960
联合国系统
F32800
F33100
F33800
物理和机械性能
ASTM A536，60-40-18 级
抗拉强度，最小值，psi
60,000
抗拉强度，最小值，MPa
414
屈服强度，最小值，psi
40,000
屈服强度，最小值，MPa
276
2 英寸或 50 毫米的伸长率，最小 %
18
密度 lb/in3
0.256
密度 g/cm3
7.1
熔化温度（华氏度）
2,100 – 2,190
熔化温度（摄氏度）
1,150 – 1,200
抗压强度 Ksi
429
抗压强度 MPa
2960
联合国系统
F32800
物理和机械性能
ASTM A536，等级 65-45-12
抗拉强度，最小值，psi
65,000
抗拉强度，最小值，MPa
448
屈服强度，最小值，psi
45,000
屈服强度，最小值，MPa
310
2 英寸或 50 毫米的伸长率，最小 %
12
密度 lb/in3
0.256
密度 g/cm3
7.1
熔化温度（华氏度）
2,100 – 2,190
熔化温度（摄氏度）
1,150 – 1,200
抗压强度 Ksi
429
抗压强度 MPa
2960
联合国系统
F33100
物理和机械性能
ASTM A536，80-55-06 级
抗拉强度，最小值，psi
80,000
抗拉强度，最小值，MPa
552
屈服强度，最小值，psi
55,000
屈服强度，最小值，MPa
379
2 英寸或 50 毫米的伸长率，最小 %
6
密度 lb/in3
0.256
密度 g/cm3
7.1
熔化温度（华氏度）
2,100 – 2,190
熔化温度（摄氏度）
1,150 – 1,200
抗压强度 Ksi
429
抗压强度 MPa
2960
联合国系统
F33800
球墨铸铁应用
球墨铸铁比灰铸铁具有更大的强度和延展性。这些特性使其能够有效地用于各种工业应用，包括管道、汽车部件、车轮、齿轮箱、泵壳、风力发电行业的机器框架等等。因为它不会像灰口铸铁那样断裂，所以球墨铸铁也可以安全地用于防冲击应用，例如护柱。
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来源
- ASTM 国际。 “球墨铸铁件的标准规范”。
- 球墨铸铁协会。 “设计工程师的球墨铸铁数据。”
- 索雷尔金属。 “球墨铸铁家族。”
金属