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灰鑄鐵比蠕墨鑄鐵和球墨鑄鐵有更好的導熱性能以及切削性能,使灰鑄鐵能夠更多的應用于度汽車結構件中。近些年來,由于對灰鑄鐵的強度要求越來越高,灰鑄鐵的組織特征發生了很大的變化,也帶來了度灰鑄鐵切削加工性能變差這一普遍關注的問題。度灰鑄鐵的切削加工性能較差,其主要原因與其組織組成相中石墨的形態、數量、尺寸、分布以及珠光體基體的特征相關。 在鑄鐵中,碳能以化合態的滲碳體和游離狀態的石墨兩種形式存在,游離狀態的石墨容易形成片狀結構。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格,基面中的原子間距142nm,原子間結合力較強;而兩基面間的面間距340nm,因基面間距較大,原子間結合力較弱,故結晶時易形成片狀結構,且強度、塑性和韌性極低,接近于零,硬度僅為3HBS。另外,在碳原子的四個價電子中,只有一個價電子參加到電子氣中去,這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導電性)的原因. 鑄鐵型材具有組織均勻致密;耐壓氣密性好;減磨性能強;表面質量光潔;尺寸精度高:加工余量小;硬度分布均勻;抗拉伸強度高,無縮松,氣孔,夾渣,砂眼等缺陷,機械性能優越,其中為顯著的特點是具有度和高韌性相結合以及優良的抗疲勞性能??招蔫T鐵型材及水平連鑄裝置,在相應領域內替代砂型鑄件,這種空心鑄鐵型材的截面中部有通孔,截面輪廓形狀為圓形、矩形、多邊形。上述空心鑄鐵型材的水平連鑄裝置,其基本結構包括保溫爐、設置于爐口處的外結晶器、牽引設備組成,其特征在于在保溫爐內與外結晶器對應位置設置內結晶器。所述的內結晶器固定保溫爐下部的外壁上。本實用新型采用的技術方案,與砂型鑄造相比,表現在機械性能提高,切削性能提高,表面光潔,加工余量小,可直接加工成閥體、齒輪泵外殼,液壓導向套等,比實心型材的再加工提高了工效??招蔫T鐵型材生產,基本有三種方式,種采用垂直下拉的間歇式連鑄鐵管生產裝置,該裝置因生產的型材致密性差已被淘汰;第二種采用水平連鑄加內結晶器的生產裝置生產空心鑄鐵型材,前面我們已討論過化合態的滲碳體,它若加熱到高溫,便會分解為鐵和碳(Fe2C→3Fe。所以化合態的滲碳體只是一種亞穩定相,而游離態的石墨則是一種穩定相。一般,在鐵碳合金的結晶過程中,因為滲碳體的含碳量69%)比石墨的含碳量(100%)更接近于合金成分的含碳量5%o%),析出滲碳體時所需的原子擴散量較小,滲碳體的晶核易形成,所以自合金液體或奧氏體中析出的是滲碳體而不是石墨。 本文通過調整Si/C比、合金化元素加入量以及改變孕育劑種類來影響灰鑄鐵的石墨、珠光體以及初生奧氏體形態,從而獲得更高的抗拉強度以及更好的切削加工性能。 從金相組織方面,提高Si/C比會減少石墨數量,增強基體強度;加入合金化元素進行變質可以使石墨變得更加彎曲細小,并能夠提高基體強度。從灰鑄鐵的力學性能上來看,提高Si/C比能大幅提高其力學性能,隨著合金化元素加入量的提高也可以提高其力學性能,在考察的孕育劑中,硅鋯錳孕育劑提高力學性能的效果佳。
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