灰口铸铁是铸铁中使用得最多的一种。灰口铸铁是在珠光体(或铁素体)基体中分散有大量片状石墨的铸铁。浇注时缓慢冷却即可促使石墨化,便可得到灰口铸铁。因断口常呈灰黑色而区别于白口铸铁。灰口铸铁一般划为脆性材料,但仍有一.定的吸收外力变形功并表现有一定韧性的材料。其含碳量一般为2.8%~4.0%,因其浇注性能良好,被广泛应用于结构较为复杂的铸件,甚至用于浇注受压力的容器(如造纸烘缸)。 应用: 成本低,价格低廉,应用广泛。主要应用机床床身、齿轮箱、皮带轮、底座、缸体、盖、手轮等受力不大、耐磨、减震零件。 性能: 灰铸铁有一定的强度,但塑性和韧性很低,这种性能特点与石墨本身的性能及其在铸铁组织中的存在形态有关。有良好的减震性,用灰铸铁制作机器设备上的底座或机架等零件时,能有效地吸收机器震动的能量;有良好的润滑性能;还有良好的导热性能,这是因石墨是热的良好导体;此外其熔炼也比较方便,并且还有良好的铸造性能。其流动性能良好,线收缩率和体收缩率较小,铸件不易产生开裂,因此适宜于铸造结构复杂的铸件和薄壁铸件,如汽车的汽缸体、汽缸盖等。 改善灰口铸铁机械性能的关键,是改善铸铁中石墨片的形状、数量、大小和分布。石墨片越少、越细、越均匀,则铸铁的机械性能越高。生产中采用孕育处理来改善铸铁的性能。孕育处理就是在浇注前向铁水中加入少量的孕育剂(如硅铁)进行孕育处理,使铁水在凝固过程中产生大量的人工晶核,以促进石墨的形核和结晶,从而获得细珠光体基体上分布着少量细小、均匀的石墨片组织。经孕育处理后的铸铁称为孕育铸铁或变质铸铁,其强度、塑性和韧性较普通灰口铸铁高,因此常用作气缸、曲轴、凸轮轴等较重要的零件。 优点: 1. 耐磨性好:灰口铸铁的硬度高,能够承受较大的摩擦和磨损,因此在制造高负载、高强度的零部件时常用该材料。 2. 抗腐蚀能力强:灰口铸铁比较耐腐蚀,在潮湿、酸雨等恶劣环境下仍然能够保持稳定性。 3. 制造成本低:相比于钢材等其他金属材料,灰口铸铁的制造成本相对较低,特别是对于大型零部件的制造成本更是低廉。 缺点: 1. 易产生缺陷:由于灰口铸铁中内部空腔的存在,很容易产生缺陷,从而导致失效。 2. 强韧性不佳:灰口铸铁的断裂韧性不高,而且易于发生应力集中和裂纹扩展,因此在受到冲击或者震动时较易损坏。 3. 加工难度大:由于灰口铸铁的硬度高,加工难度较大,在制造工艺上需要加强注意。 |