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QT450-10球墨铸铁
材料名称：球墨铸铁
牌号：QT 450～10
标准：GB/T1348-2009(代替GB/T 1348-1988）
●特性及适用范围：
为铁素体型球墨铸铁，韧性和塑性较高。低温时，韧性向脆性转变，但低温冲击值较高，且有一定的抗温度急性变和耐蚀性。用途较广，在农机中用于铧犁、犁柱、差速器壳等；通用机械中用作阀体、高低压气缸等；还可用于输电线路的钢帽等。
●化学成份：
碳 C ：3.70～4.00%
硅 Si：2.15～2.93%
锰 Mn：0.46～0.66%
硫 S ：0.010～0.016%
磷 P ：0.027～0.035%
镁 Mg：0.027～0.050%
稀土Re：0.0260.043%
碳当量：4.3～4.6
●力学性能：
抗拉强度 σb (MPa)：≥450
条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥310
伸长率 δ (%)：≥10
硬度 ：160～210HB
●热处理规范及金相组织：
热处理规范：铸态或正火
金相组织：铸态：石墨+铁素体（基体组织）+珠光体
正火：石墨+较多的珠光体+铁素体，可获得较高的综合机械性能，特别是塑性和韧性提高。

 

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，由工业生铁、废钢等钢铁及其合金材料经过高温熔融和铸造成型而得到。球墨铸铁是20世纪五十年展起来的一种度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。
      球墨铸铁冷却时，表层及薄截面处，往往产生白口。白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落。因此必须采用退火(或正火)的方法白口组织。退火工艺为：加热到550－950℃保温2～5 h，随后炉冷到500-550℃再出炉空冷。在高温保温期间 ，游高渗碳体和共晶渗碳体分解为石墨和A，在随后护冷过程中二次渗碳体和共析渗碳体也分解，发生石墨化过程。由于渗碳体的分解，导致硬度下降，从而提高了切削加工性。

随着新型孕育剂的加入,球墨铸铁梯形试块的厚度由50mmm减少到10mm,其硬度值从177.0N/mm2增加到232.7N/mm2,硬度值增加了55.7N/mm2,相对于添加前的从165.7N/mm2增加到236.3N/mm2,增加了70.6N/mm2,增加的幅度较小,这说明由于厚度的变化引起的断面敏感性较小,这就为生产厚大变截面球铁件提供了一种的复合新型孕育剂,使不同厚度部位的力学性能都能达到要求。 扫描电镜和能谱分析的结果表明,在不同牌号的球铁铁水中添加这种新型孕育剂后,从球墨铸铁中萃取出来的石墨球绝大多数呈现出近似圆球的形状,而不添加新型孕育剂时石墨球有很多呈现出各种典型的不圆整状态,比如,蠕虫状、椭球状、棒状等。由此可见,新型孕育剂的添加有利于石墨球圆整度的提高。
接着我们采用萃取球墨-压扁法、层磨法、高温烧结后石墨球核心物质的分析等各种途径对石墨球核心物质的分析可以得出,微量元素O、S、Bi等在石墨球形核的过程中起着至关重要的作用,正是它们与铁水中的各种金属元素发生反应生成各种氧化物、硫化物以及金属间化合物等,增加了石墨球形核的核心,从而达到增加石墨球数量,提高其圆整度的作用。 透射电镜研究结果表明,石墨的核心物质可能是一个颗粒,也可能是两个颗粒连在一起共同作为石墨核心,其尺寸大都为2-3um,由选区电子衍射图谱标定的结果可知,核心物质确实存在γ-MnS。综合XRD、EDS以及TEM的测试结果,我们推断石墨核心的发源地为Mn、Ca、Mg等的硫化物以及金属间化合物CeBi,外层为顽辉石MgO·SiO2及镁橄榄石2MgO·SiO2,通过孕育处理引入Ca后,反应生成了六方硅酸盐CaO·SiO2、CaO·Al2O3·2SiO2,它们与石墨的晶格失配度较低,石墨可以在其表面上形核析出。