《球墨铸铁》课件

球墨铸铁球墨铸铁，又称球状石墨铸铁，是铸铁的一种。球墨铸铁具有高强度、高韧性、良好的减震性能和耐磨性等优点。什么是球墨铸铁？球墨铸铁球墨铸铁是一种铁基合金。它具有优异的力学性能和良好的铸造性能。球墨铸铁的特性球墨铸铁具有高强度、高韧性、高抗冲击性、良好的耐磨性和耐腐蚀性。它是铸铁中的一种。球墨铸铁的应用球墨铸铁广泛应用于汽车、机械、管道、建筑等行业。它被用作各种零件和结构材料。球墨铸铁的成分主要元素铁是球墨铸铁的主要元素，占总重量的90%以上。碳是球墨铸铁的第二大元素，其含量通常在2.5%到4.5%之间。硅是球墨铸铁中重要的合金元素，它可以提高球墨铸铁的抗拉强度和抗冲击性。次要元素锰可以提高球墨铸铁的强度和硬度。磷可以提高球墨铸铁的流动性和可加工性。硫可以降低球墨铸铁的强度和延展性。球墨铸铁的组织结构球墨铸铁的组织结构主要由基体和石墨形式组成。基体通常是铁素体或珠光体，石墨以球状形态存在。球墨铸铁中球状石墨的存在是其区别于其他铸铁的关键。它影响了铸铁的性能，使其具有高强度、高韧性、高抗冲击性能等优异特性。球墨铸铁的力学性能抗拉强度球墨铸铁具有较高的抗拉强度，可以承受较大的拉伸负荷，使其适用于高强度应用场景。抗压强度球墨铸铁具有良好的抗压强度，能够承受较大的压力负荷，使其适用于承重结构。屈服强度球墨铸铁的屈服强度较高，可以承受较大的变形而不发生永久性损伤，使其适用于承受冲击负荷的应用。硬度球墨铸铁具有良好的硬度，能够抵抗磨损，使其适用于磨损严重的应用场景。球墨铸铁的屈服强度球墨铸铁的屈服强度是指材料在发生永久变形之前的最大应力值。屈服强度是衡量材料抗塑性变形能力的重要指标，它与球墨铸铁的化学成分、组织结构和热处理工艺密切相关。不同等级的球墨铸铁具有不同的屈服强度，等级越高，屈服强度越高。球墨铸铁的抗拉强度球墨铸铁的抗拉强度通常高于普通灰铸铁，这是由于球状石墨的形状和分布导致的。球状石墨有助于分散应力，并提高材料的韧性。400-600MPa典型抗拉强度800MPa高强度球墨铸铁1000MPa超高强度球墨铸铁球墨铸铁的延伸率球墨铸铁的延伸率通常在2%-10%之间。与灰铸铁相比，球墨铸铁具有更高的延伸率，这意味着它在断裂前能够承受更大的形变。球墨铸铁的延伸率受材料成分、热处理工艺以及铸造工艺的影响。球墨铸铁的硬度球墨铸铁的硬度取决于其化学成分和热处理工艺。球墨铸铁的硬度通常介于HB180-350之间，比普通灰铸铁硬，但比钢软。球墨铸铁的硬度可以通过热处理工艺来提高。球墨铸铁的韧性球墨铸铁的韧性是指材料抵抗断裂的能力，其韧性主要受材料的强度、塑性和断裂韧性等因素影响。球墨铸铁由于其组织结构中存在大量的球状石墨，这些石墨颗粒可以作为应力集中点，阻止裂纹的扩展，从而提高了材料的韧性。球墨铸铁的韧性通常比灰铸铁高得多，这是因为球状石墨比片状石墨更能阻止裂纹的扩展。球墨铸铁的韧性可以通过热处理等方法进行调节，例如退火可以降低强度但提高韧性，而淬火则可以提高强度但降低韧性。10韧性球墨铸铁的韧性通常比灰铸铁高10倍以上。50延伸率球墨铸铁的延伸率可达50%以上。20冲击强度球墨铸铁的冲击强度通常比灰铸铁高20倍以上。球墨铸铁的冲击强度球墨铸铁等级冲击强度(J/cm2)QT45010-15QT50012-18QT60015-22球墨铸铁的冲击强度是指材料抵抗冲击载荷的能力。球墨铸铁的冲击强度较高，这意味着它能够承受较大的冲击力，而不会发生断裂。球墨铸铁的高温性能球墨铸铁在高温环境中仍能保持良好的强度和韧性，使其成为各种高温应用的理想选择。球墨铸铁的高温性能主要取决于其化学成分、组织结构和热处理工艺。800℃球墨铸铁在高温下仍然具有良好的强度和韧性1000℃球墨铸铁的强度和韧性开始下降1200℃球墨铸铁的强度和韧性急剧下降，可能发生塑性变形和熔化球墨铸铁的耐腐蚀性球墨铸铁具有良好的耐腐蚀性，这得益于其表面致密的石墨球形结构，以及铁基体中含有的少量合金元素。球墨铸铁在许多腐蚀性环境中表现出色，例如酸性、碱性、盐类溶液等。球墨铸铁的耐腐蚀性能可通过表面处理进一步提升，例如电镀、喷涂等。球墨铸铁的耐磨性球墨铸铁的耐磨性优异由于其基体中分布着大量球状石墨球状石墨可以起到润滑和减摩的作用耐磨性取决于球墨铸铁的成分、组织结构和热处理工艺球墨铸铁的可焊性球墨铸铁的可焊性与普通铸铁相比要好很多。这是因为球墨铸铁中的石墨呈球状分布，不会形成裂纹。球墨铸铁在焊接过程中，应选用合适的焊接材料和焊接工艺，以确保焊接质量。80焊接强度焊接接头的强度一般可达母材强度的80%以上。100焊接韧性焊接接头的韧性也较好，可满足大部分工程应用的需求。球墨铸铁的铸造性能11.流动性好球墨铸铁的流动性优于灰铸铁，易于填充复杂铸型。22.收缩率低球墨铸铁的收缩率较小，减少铸件尺寸偏差。33.气孔率低球墨铸铁的致密性高，气孔率低，提高了铸件强度。44.铸造缺陷少球墨铸铁的铸造性能好，铸造缺陷较少，降低生产成本。球墨铸铁的加工性能可切削性球墨铸铁具有良好的可切削性，可采用各种切削刀具进行加工，如车削、铣削、钻削等。可焊性球墨铸铁的可焊性取决于其化学成分和组织结构，可采用合适的焊接工艺进行焊接。可锻性球墨铸铁的可锻性较差，一般不进行锻造加工。球墨铸铁的典型应用汽车领域球墨铸铁在汽车行业得到广泛应用，例如汽车发动机缸体、曲轴、传动轴等部件，以其优异的强度和韧性满足汽车零部件对性能的要求。管道领域球墨铸铁具有耐腐蚀性好、抗冲击能力强等优点，广泛用于自来水管道、排水管道、燃气管道等领域，保证管道安全可靠。汽车领域应用汽车零部件球墨铸铁广泛应用于汽车零部件制造。例如，缸体、曲轴、齿轮、制动盘等。悬挂系统球墨铸铁的强度和韧性使其成为悬挂系统的重要材料，例如控制臂、转向节等。车架球墨铸铁的重量轻、强度高，适合用作汽车车架材料，能够有效降低汽车的重量。底盘球墨铸铁具有优异的耐磨性能，可以承受道路行驶时产生的冲击和振动。管道领域应用11.耐腐蚀性强球墨铸铁管道耐腐蚀性好，适合用于各种腐蚀性介质的输送。22.承受高压球墨铸铁管道具有高强度和高韧性，可以承受高压，适用于高压输送管线。33.寿命长球墨铸铁管道使用寿命长，可以有效降低维护成本。44.安装方便球墨铸铁管道安装方便，连接方式多样，便于施工。机械制造领域应用齿轮球墨铸铁具有良好的耐磨性和抗冲击性，使其成为制造齿轮的理想材料。轴承球墨铸铁的耐磨性和抗压强度使其成为轴承的理想材料，广泛应用于各种机械设备中。机床球墨铸铁的铸造性能使其成为制造机床床身、立柱等部件的理想材料。工程建筑领域应用桥梁球墨铸铁具有高强度和抗疲劳性，适用于建造大型桥梁，提高结构稳定性和耐久性。地下管道球墨铸铁管道的抗腐蚀性和耐磨性使它们适用于各种地下管道系统，保障长期可靠性。建筑结构球墨铸铁的优异力学性能使其可用于建造高层建筑的承重结构，确保建筑的安全性。起重设备球墨铸铁具有高抗拉强度和韧性，在起重设备的制造中具有重要的应用价值。球墨铸铁的制造工艺1生铁熔炼首先，将生铁、废钢和其他原材料混合在一起，并在高温下熔化。2球化处理添加球化剂，使熔融的铁水中的碳以球状形式存在，形成球状石墨。3浇注成型将球化处理后的铁水浇注到模具中，使其冷却凝固，形成球墨铸铁毛坯。4热处理为了改善球墨铸铁的力学性能，需要进行热处理，例如退火或回火。生铁熔炼1原料准备将铁矿石、焦炭和石灰石等原料破碎、配比后送入高炉。2高温燃烧高炉内，焦炭在热风的作用下燃烧，产生高温和还原性气体。3还原反应高温气体与铁矿石发生还原反应，生成液态生铁。4熔融排出熔融的生铁从高炉底部排出，经过冷却凝固成生铁块。球化处理添加球化剂在熔融生铁中加入球化剂，例如镁、硅、钙等，它们会与生铁中的碳反应，形成球状石墨。搅拌均匀充分搅拌熔融生铁，使球化剂均匀分布，确保球状石墨的均匀分布和稳定性。冷却控制控制冷却速度，防止石墨球长大，确保石墨球的尺寸和形状符合要求。热处理进行适当的热处理，例如退火或正火，改善球墨铸铁的机械性能和抗腐蚀性能。球墨铸铁的浇注球墨铸铁的浇注过程需要严格控制，以确保铸件的质量和性能。1熔融金属准备将熔融的球墨铸铁熔液温度控制在最佳范围内。2浇注系统设计合理设计浇注系统，确保熔融金属均匀地充满模具。3浇注速度控制控制浇注速度，防止产生气孔和缩孔缺陷。4冷却控制控制铸件的冷却速度，防止产生应力集中和裂纹。5质量检验对浇注后的铸件进行严格的质量检验，确保符合要求。球墨铸铁的热处理球墨铸铁的热处理是指将铸件加热到一定温度，保持一定时间，再以适当速度冷却，以改变其组织结构和性能的过程。通过控制加热温度、保温时间和冷却速度，可以获得球墨铸铁的最佳力学性能和使用性能。1正火提高球墨铸铁的强度和韧性2回火降低球墨铸铁的硬度3淬火提高球墨铸铁的硬度球墨铸铁的热处理工艺可以分为正火、回火和淬火三种。正火可以提高强度和韧性，回火可以降低硬度，淬火可以提高硬度，根据不同的需求选择合适的热处理工艺，可以获得最佳的性能。球墨铸铁的质量控制1化学成分控制严格控制碳、硅、锰等元素含量，确保球墨铸铁的机械性能。2显微组织控制通过金相分析，确保球化率和石墨形态符合要求。3力学性能测试进行抗拉强度、屈服强度、延伸率等测试，确保产品符合标准。4尺寸和外观检验检验尺寸偏差和表面质量，确保产品满足用户需求。球墨铸铁的未来发展趋势汽车行业应用球墨铸铁在汽车领域应用广泛，未