球墨鑄鐵：性能，標誌和範圍

鐵 - 硬，耐腐蝕，但易碎鐵碳合金與C的範圍內的碳含量從2.14到6.67％。 儘管具體問題的存在，它有多種類型，性能， 應用。 廣泛採用的是球墨鑄鐵。

故事

由於IV世紀BC這種材料是已知的。 即 他的中國根在VI。 BC。 即 在歐洲，工業生產的合金的第一次提到的日期XIV，並在俄羅斯 - 十六世紀。 但是，球墨鑄鐵生產技術專利，俄羅斯在十九世紀。 經過AD Annosovym的發展。

由於灰鑄鐵在使用有限的，由於低的機械性能，和鋼 - 是昂貴的並且具有低的硬度和耐用性，於是產生金屬的創建可靠，耐用，固體，同時具有增加的強度和一定的柔性。

熟鐵都沒有，但是，由於塑料的特性，它適合於某些類型的塑性加工（例如鍛造）。

生產

的主要途徑-冶煉高爐。

對爆炸加工的原料：

• 電荷 - 形式FERUM含金屬氧化物鐵礦石。
• 燃料 - 焦炭和天然氣。
• 氧氣 - 通過特殊噴槍噴。
• 通量 - 錳和（或）矽的基礎上化學形成。

高爐階段：

1. 通過與通過鼓風口供給氧鐵礦石的化學反應純鐵的恢復。
2. 焦炭形成和碳氧化物的燃燒。
3. 滲碳與CO和CO ₂純鐵反應_。
4. 的Fe ₃的C飽和與錳和矽取決於輸出的期望的特性。
5. 排出成品金屬成通過出鐵口的模具; 通過排渣孔排出爐渣。

一旦高爐操作循環完成得到的鐵，礦渣和煙道氣。

金屬製品製造領域

根據不同的冷卻速度，碳飽和度和添加劑的微觀結構可以接收若干種鐵的：

1. 豬（白色）碳的結合形式，初級水泥。 作為原料用於其它的鐵 - 碳合金處理的冶煉。 達所產生的合金域的80％。
2. 鑄造（灰色）碳中完全或部分游離石墨，即它的板的形式。 Malootvetstvennyh用於生產的身體部位。 截至由高爐生產的鑄件19％。
3. 特別聲明：豐富的鐵合金。 1-2％類型考慮生產。

球墨鑄鐵是由豬的熱處理準備。

鐵結構的理論

碳與FERUM可以形成數種不同類型的合金的晶格類型的如圖所示的微結構的實施例。

1. 滲透在固體溶液α - 鐵 - 鐵素體。
2. 滲透在固溶體γ-鐵 - 奧氏體。
3. 的Fe ₃ C（粘附狀態）的化學形成-滲碳體。 主是由熔融液體的快速冷卻而形成。 二級 - 從奧氏體溫度緩慢下降。 叔 - 鐵素體的逐漸冷卻。
4. 鐵素體和滲碳體的機械混合物 - 珍珠岩。
5. Ledebur - 奧氏體晶粒和珠光體或滲碳體的機械混合物。

對於鑄鐵的特點是特殊的微觀結構。 石墨可以在形式和上述結構的結合形式，可以是在各種雜質的形式自由狀態。 在屬性影響了基本穀物，而這些岩層。 石墨分數是金屬板，薄片或球體。

葉形狀是典型的灰口鐵 - 碳合金。 它會導致他們的脆弱性和不可靠性。

夾雜物蓬鬆球墨鑄鐵比其力學性能有積極的影響。

球狀石墨結構進一步改善了金屬的質量，影響硬度，耐用性，耐力顯著負荷的增加。 這些特性具有高強度鑄鐵。 球墨鑄鐵屬性其原因鐵氧體或鱗片狀石墨的夾雜物的存在的珠光體基礎知識。

鐵素體球墨鑄鐵的研製

從白豬先共析低碳合金錠進行退火與碳含量2.4-2.8％和添加劑（錳，矽，S，P）的相應存在它被產生。 壁厚退火部分必須不超過5厘米。鑄件厚度相當大的石墨是在板的形式和所需的性質都沒有實現。

為了獲得鑄鐵的鐵素體基體金屬被放置在特殊框和倒砂。 緊密密封的容器被放置在一加熱爐。 進行退火時的步驟如下：

1. 構造是在爐中加熱到溫度千2 C，並使其在恆定的熱保持10至24小時。 如分裂和初始滲碳Ledebur的結果。
2. 所述金屬在爐中冷卻至720 4 C。
3. 在720的溫度下2 C承受15〜30小時延長。 此溫度可確保二次滲碳體的崩解。
4. 在最後一步與工作烘箱中再次冷卻至500 C，然後撤回到空氣中。

該退火過程稱為石墨化。

工作組織後為鐵素體與片狀石墨顆粒。 這種被稱為“chernoserdechnym”，因為休息是黑色的。

珠光體可鍛鑄鐵的研製

這種鐵 - 碳合金，其中還從初析白色起源，但是碳含量的其增加：3-3.6％。 對於具有珠光體基礎鑄件，它們被放置在盒子和倒入粉碎粉鐵礦石或軋製鐵鱗。 退火過程本身是簡化的。

1. 金屬溫度升高到1000？C，保持60-100小時。
2. 設計用涼爐。

由於熱在金屬環境的作用下變黃擴散：可釋放的在滲碳體分解石墨葉部分退火的表面層部分，沉降礦石或爐渣面。 準備柔軟，堅韌和韌性上片“beloserdechnogo”球墨鑄鐵具有紮實的中間。

這種退火被稱為不完整的。 它提供了滲碳體，珠光體的萊氏體上用適當的石墨板中的崩解。 如果必要的話粒狀珠光體球墨鑄鐵具有更高的韌性和可塑性，使用額外的材料加熱至720？C. 因此形成為與片狀石墨的夾雜物珍珠岩顆粒。

屬性，標籤和鐵素體球墨鑄鐵的應用

長期“煩惱”金屬在鐵素體萊氏體和碳化物的完全解體爐結果。 由於技術複雜性，具有高的碳含量的合金-的鐵素體結構特性 低碳鋼。 但是，碳本身不會消失 - 它會從鐵的關聯狀態中自由。 溫度效應改變石墨的夾雜物的形狀剝落。

鐵素體結構導致硬度降低，提高強度值，這樣的特性存在韌性和延展性。

標記鐵藝鐵氧體類：KCH30-6，KCH33-8，KCH35-10，KCH37-12其中：

CN - 物種鑑定 - 延展性;

_{30，33，35，37：σA，300，330，350，370} N / mm ²的-它能夠承受而不會斷裂的最大負荷;

6，8，10，12 - 伸長率，δ，％ - 塑性指數（值越高，越容易受到所述金屬壓力處理）。

硬度 - 約100-160 HB。

這種材料，其性能是鋼和鐵碳合金等之間的中間是灰色的。 球墨鑄鐵具有鐵素體珠光體基礎耐磨損性，耐腐蝕性和疲勞強度方面較差，但是更高的機械耐久性，延展性，鑄造特性。 以其低廉的價格被廣泛應用於工業中用於在低負荷和中等負荷操作部件的製造： 齒輪， 殼體，後軸，管道。

屬性，標籤和珠光體可鍛鑄鐵的應用

由於不完全退火的伯，仲和滲碳Ledebur時間在奧氏體，它在720的溫度下4 C被轉換成珍珠岩完全溶解。 後者是叔鐵素體和滲碳體的機械混合物。 實際上，碳的一部分殘留在結合形式，導致結構，部分 - 中的片狀石墨“釋放”。 當此珍珠岩可以是一個板或呈顆粒狀。 這樣形成的珠光體可鍛鑄鐵。 其特性是由於飽和更硬和更小的柔韌結構。

這些，與鐵素體相比時具有更高的腐蝕，耐磨等性能，其耐用性是相當高的，但較低的延展性和鑄造性的特點。 同時保持芯產品的硬度和韌性的易感性的機械應力增加的表面。

標記鐵藝珠光體：KCH45-7，KCH50-5，KCH56-4，KCH60-3，KCH65-3，KCH70-2，KCH80-1,5。

第一個數字-指定強度：450，500，560，600，650，700和800 N /分別毫米^2，。

第二 - 延展性符號伸長δ，％ - 7,5，4,3，3，2和1.5。

在機械工程和儀器發現，在高負荷運轉的設計珠光體球墨鑄鐵應用 - 靜態和動態兩種：凸輪軸，曲軸，離合器零件，活塞，連桿。

熱處理

由於熱處理所得到的材料，即，退火可以進行反复的溫度影響的方法。 他們的主要目的 - 甚至更高的強度，耐久性，耐腐蝕性和耐老化性。

1. 回火用於需要高的硬度和韌性的結構; 通過加熱產生的900？C，部件在使用發動機油約100？℃/秒的平均速率冷卻。 後，它應具有高的假期加熱至650S和空氣冷卻。
2. 歸一化是通過加熱用於中型簡單的部件在爐中以900 C，靜置在該溫度下持續1至1.5小時，並隨後冷卻在空氣中。 屈氏體提供粒狀珍珠岩，其牢固性和摩擦的可靠性和磨損。 它是用於抗摩擦可鍛鑄鐵珠光體基礎。
3. 退火在減摩的製造反复進行：加熱 - 至900℃，保持在這個長期熱，隨爐冷卻？。 提供鐵素體或鐵素體 - 珠光體結構抗磨球墨鑄鐵。

加熱鑄鐵產品可以在本地或複雜的進行。 用於局部應用的高頻電流或乙炔火焰（保持淬火）。 對於複雜 - 加熱爐。 當只有上層的局部加熱被硬化，這增加了它的硬度和強度，但保留了芯的延展性和粘度指數。

重要的是要指出的是，鐵鍛造不可能的，不僅，而且還因為它的高靈敏度溫度變化劇烈，用水冷卻進行淬火時，這是不可避免的，因為機械特性不充分。

抗摩擦可鍛鑄鐵

該品種也適用於可延展的，並且摻雜的，它們是灰色（ASF），鍛造（APC）和高強度（ACHV）。 APC被用於生產球墨鑄鐵，其進行退火或正常化。 在與其它部件摩擦耐磨性 - 的處理，以改善其機械性能和新的特點形成進行。

標記：1-APC，APC-2。 用於生產的曲軸，齒輪，軸承等。

添加劑對性能的影響

除了鐵石墨基體和它們在其組合物，以及其它組分，這也導致鑄鐵的性能：錳，矽，磷，硫，一些合金元素。

曼提高流動性 的熔融金屬的 耐腐蝕性和耐磨性。 它有助於硬度和與鐵的化學式的Fe ₃ C，粒狀珍珠岩的形成碳的結合強度。

矽也對熔融合金的流動性有積極作用，它有助於滲碳體和石墨的夾雜物分配的解體。

硫 - 陰性，但一個不可避免的組成部分。 它減少了機械和化學性能，刺激裂縫的形成。 然而，與其它元素的內容的合理的關係（例如，錳）校正微結構的方法。 因此，當該比率的Mn-S 0,8-1,2珍珠岩被存儲在任何溫度影響定時。 通過增加比為3，可以根據預置的參數，以獲得任何所需的結構。

磷是改好流動性影響的強度，降低了韌性和延展性，撞擊石墨化的持續時間。

鉻和鉬阻礙形成的石墨薄片的，在一些內容促進粒狀珍珠岩的形成。

鎢增加了抵抗高溫的地區工作時穿。

鋁，鎳和銅促進石墨化。

通過調整化學元素組成鐵碳合金，以及它們的比率的量，它可以影響鑄鐵的最終性能。

優點和缺點

本領域中的廣泛使用球墨鑄鐵chugun-材料。 它的主要優點是：

• 高水平的硬度，耐磨損性，強度，與流動性一起;
• 韌性和延展性的正常特性;
• 加工通過加壓處理，在對比的是灰鑄鐵;
• 下的熱和化學熱處理的某些方法的各種實施校正項的屬性;
• 成本低。

其缺點是個人的特點：

• 脆弱性;
• 石墨的夾雜物的存在;
• 在切割性能差;
• 顯著重的鑄件。

儘管目前不足之處，球墨鑄鐵發生在冶金和機械工程費用。 從它產生，例如重要的細節如曲軸，剎車片零件，齒輪，活塞，連桿。 有一個小的各種品牌，在同行業中個別的利基佔有球墨鑄鐵。 其應用是典型的在其下使用的其它材料是不太可能的負載。