灰鑄鐵HT200,灰鑄鐵HT250,灰鑄鐵HT300講訴其特點分類及應(yīng)用

　　一.灰鑄鐵的力學(xué)性能特點

　　1.常用灰鑄鐵中由于有石墨存在，而石墨的抗拉強度幾乎為零，可以把鑄鐵看成是布滿裂紋或空洞的鋼。石墨不僅破壞了基體的連續(xù)性，減少了金屬基體承受載荷的有效截面積，使實際應(yīng)力大大增加；同時，在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中，使尖角處的應(yīng)力遠大于平均應(yīng)力。前者稱為石墨的縮減作用，后者稱為石墨的切割作用。所以，灰鑄鐵的抗拉強度和彈性模量均比鋼低得多，通常σb約為120～250MPa，抗壓強度與鋼接近，一般可達600～800MPa，塑性和韌度近于零，屬于脆性材料。

　　灰鑄鐵中的石墨片的數(shù)量越多、尺寸越大、分布越不均勻，對力學(xué)性能的影響就越大。但石墨的存在對灰鑄鐵的抗壓強度影響不大，因為抗壓強度主要取決于灰鑄鐵的基體組織，因此灰鑄鐵的抗壓強度與鋼相近。當(dāng)試樣中存在著類似灰鑄鐵中石墨片那樣尖銳的缺口時，在缺口附近的應(yīng)力值可達到平均值的5倍以上。

　　這種應(yīng)力集中現(xiàn)象的存在，使灰鑄鐵即使在承受比較小的負荷時（遠遠沒有達到基體的屈服強度），在石墨邊緣處基體的實際應(yīng)力也會超過它的屈服強度，因此在這里就會出現(xiàn)金屬的殘留變形，甚至出現(xiàn)裂紋（當(dāng)實際應(yīng)力超過基體的強度*限時）。這種石墨邊緣裂紋的出現(xiàn)，更進一步地減少了灰鑄鐵承受負荷的有效截面積，并且更加劇了應(yīng)力集中的現(xiàn)象，應(yīng)力集中作用的頂端也隨著裂紋而迅速移動，使裂紋很快擴展，而發(fā)生整個鑄件的脆性破壞。

　　因此，由于石墨存在所造成的縮減及切割作用，使鑄鐵金屬基體的強度不能充分發(fā)揮，據(jù)統(tǒng)計普通灰鑄鐵基體強度的利用率一般不超過30%～50%，這表現(xiàn)為灰鑄鐵的抗拉強度很低。此外，由于石墨存在而造成的嚴重應(yīng)力集中現(xiàn)象，造成裂紋的早期發(fā)生，抵抗裂紋發(fā)展的能力又較差，因此導(dǎo)致脆性斷裂，故灰鑄鐵的塑性和韌性幾乎表現(xiàn)不出來。很明顯，由于片狀石墨的存在而引起的性能降低，其總的影響并不是兩者的代數(shù)和，切割作用對基體的危害往往比縮減作用要強烈得多。順便指出，普通灰鑄鐵在受應(yīng)力作用時，在石墨邊緣由于有應(yīng)力集中現(xiàn)象常會引起少量的殘留變形。因此，灰鑄鐵的應(yīng)力應(yīng)變曲線即使在較低的應(yīng)力作用下也不呈直線，而有一定的曲率。因此灰鑄鐵的彈性模量只有相對的意義。

　　二.灰鑄鐵的硬度特點在鋼中，布氏硬度和抗拉強度之比較為恒定，約等于3，在鑄鐵中，這個比值就很分散。同一硬度時，抗拉強度有一個范圍。同樣，同一強度時，硬度也有一個范圍，這是因為強度性能受石墨影響較大，而硬度基本上只反映基體情況所致。許多工廠以鑄鐵的硬度來估計其抗拉強度，不少資料中也提出σb和HBS之間的關(guān)系式。*指出，這種估計只有在工藝條件穩(wěn)定、石墨片的參數(shù)基本接近的情況下才是可靠的?；诣T鐵的硬度決定于基體，這是由于硬度的測定方法是用鋼球壓在試塊上，鋼球的尺寸相對于石墨裂縫而言是相當(dāng)大的，所以外力主要承受在基體上，因此隨著基體內(nèi)珠光體數(shù)量的增加，分散度變大，硬度就相應(yīng)得到提高（圖），當(dāng)金屬基體中出現(xiàn)了堅硬的組成相時（如自由滲碳體、磷共晶等），硬度就相應(yīng)增加。圖珠光體數(shù)量對灰鑄鐵硬度的影響

　　三.灰鑄鐵的其他性能特點石墨雖然降低了灰鑄鐵的力學(xué)性能，但卻給灰鑄鐵帶來一系列其他的優(yōu)良性能。

　　①良好的鑄造性能灰鑄鐵鑄造成形時，不僅其流動性好，而且還因為在凝固過程中析出比容較大的石墨，減小凝固收縮，容易獲得優(yōu)良的鑄件，表現(xiàn)出良好的鑄造性能。