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華能：蠕墨鑄鐵組織與力學(xué)性能特點(diǎn)—力學(xué)性能

來源:開封市華能電爐有限公司 | 作者:huanengdl | 發(fā)布時(shí)間: 2017-05-17 | 2843 次瀏覽 | 分享到:

蠕墨鑄鐵具有介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間的力學(xué)性能，蠕鐵與灰鑄鐵(HT250)相比抗拉強(qiáng)度提高70%，疲勞強(qiáng)度提高1倍，楊氏模量提高30%～40%；與QT500-7球鐵相比抗拉強(qiáng)度和硬度指標(biāo)處于同等水平。

    蠕墨鑄鐵組織與力學(xué)性能特點(diǎn)：蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能
    力學(xué)性能
    蠕墨鑄鐵具有介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間的力學(xué)性能，蠕鐵與灰鑄鐵(HT250)相比抗拉強(qiáng)度提高70%，疲勞強(qiáng)度提高1倍，楊氏模量提高30%～40%；與QT500-7球鐵相比抗拉強(qiáng)度和硬度指標(biāo)處于同等水平。QT500-7球墨鑄鐵的延伸率約為7%，鐵素體／珠光體系列蠕鐵在適當(dāng)調(diào)節(jié)珠光體、蠕化率也可達(dá)到這一水平。
    蠕墨鑄鐵的疲勞強(qiáng)度
    觀察蠕鐵斷口破面可知，其石墨表面呈復(fù)雜的凹凸?fàn)钋揖哂蟹中涡?，測定珠光體基體蠕鐵各種破壞形態(tài)中各組織所占的比例表明，基體珠光體占57%，剝離石墨占31%，破斷石墨占12%。這與灰鑄鐵斷裂時(shí)石墨基本上都呈剝離狀態(tài)不同。石墨斷裂的存在意味著石墨與基體的密貼性好。這一點(diǎn)會對石墨附近的裂紋擴(kuò)展產(chǎn)生較大影響。蠕鐵的中間裂紋呈現(xiàn)出反復(fù)擴(kuò)展、停止的不連續(xù)情形，而HT的疲勞裂紋在成長到某一長度后就不再停留地急劇擴(kuò)展。由此，對3種鑄鐵的疲勞機(jī)理與疲勞強(qiáng)度比(疲勞強(qiáng)度S與抗拉強(qiáng)度UTS之比，即S/UTS)的關(guān)系進(jìn)行了對比：灰鐵的石墨形狀為片狀，石墨輪廓平坦。由于其石墨呈三維連續(xù)分布，因而一旦產(chǎn)生疲勞裂紋，石墨與基體就連續(xù)產(chǎn)生剝離，裂紋急劇擴(kuò)大，因而疲勞強(qiáng)度最低。球鐵雖然其石墨也易于剝離，但由于石墨是孤立分布的，剝離對疲勞強(qiáng)度的影響不大，因而疲勞強(qiáng)度最高。蠕鐵的石墨盡管與FC同樣呈三維連續(xù)分布，但裂紋在石墨與基體組織界面擴(kuò)展時(shí)，因復(fù)雜的石墨輪廓所導(dǎo)致的良好的密貼性使石墨剝離受到抑制，從而使裂紋擴(kuò)展受阻而停止。所以蠕鐵與灰鐵、球鐵相比，蠕鐵其疲勞強(qiáng)度比最高。
    蠕墨鑄鐵的高溫強(qiáng)度
    從蠕鐵的應(yīng)力一應(yīng)變曲線與溫度的關(guān)系，在573～723K之間應(yīng)力一應(yīng)變的關(guān)系變化不大，但當(dāng)溫度達(dá)到773K以上時(shí)，就引起應(yīng)力的急劇下降并呈現(xiàn)出延性特征。蠕鐵鑄鐵在500℃以下具有良好的剛性，不會產(chǎn)生變形?；诣T鐵、蠕墨鑄鐵和球墨鑄鐵三種材料在673K都時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)度下降，但球鐵的抗拉強(qiáng)度受溫度上升的影響最大，在溫度升至超過723K時(shí)，球鐵的抗拉強(qiáng)度急劇下降而達(dá)到與蠕鐵相接近的程度。而灰鐵的抗拉強(qiáng)度受溫度上升影響較小。在溫度達(dá)到823K以上時(shí)，3種鑄鐵的抗拉強(qiáng)度較為接近，說明此時(shí)石墨形狀的影響小。由此可知，在約500℃的高溫下，蠕鐵的抗拉強(qiáng)度與球鐵的抗拉強(qiáng)度實(shí)際上是相同的，說明明鐵具有良好的高溫強(qiáng)度特性，是制造在高溫條件下工作的發(fā)動機(jī)部件的合適材料。