球铁性能与基体组织

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1、球铁性能与组织1、铁-碳相图2、球铁的基体组织3、球墨铸铁的力学性能1、铁—碳相图1.1铁~碳合金的平衡组织1、2铁—碳合金的非平衡组织2、球铁的基体组织2、1球化分级球化级别说明球化率（％）1级石墨呈球状，少量团絮，允许极少量团絮状≥952级石墨大部分呈球状，余为团状和极少量团絮状90－953级石墨大部分呈团状，余为团絮状，允许有极少量蠕虫状80－904级石墨呈分散分布的蠕虫状、球状、团状、团絮状70－805级石墨呈聚集分布的蠕虫状、片状及球状、团状、团絮状60－70GB9441－1998球墨铸铁金相检验标准将石墨大小分成六级。球墨铸铁石墨球的大小对力学性能的影响很大，减小

2、石墨球径，增加石墨球在单位面积的个数可以明显地提高球墨铸铁的强度、塑性和韧性。石墨球径的减小，使单位面积上球墨铸铁数量增多，可使抗疲劳强度提高，因此，细化石墨也是提高抗疲劳强度的一个要求。级别3级4级5级6级7级8级石墨直径（100×）mm>25－50>12-25>6-12>3-6>1.5-3≤1.52、2石墨大小石墨球大小分级(GB9441-1988)2、3铁素体根据GB9441-1988球墨铸铁金相检验评定铁素体数量。其百分比，按大多数视场对照图片评定。一般不检查牛眼铁素体数量，仅检查与其共存的珠光体数量2、4珠光体在球墨铸铁中，珠光体的形态一般分三级：粗状珠光体、片状珠光

3、体、细片状珠光体。随着珠光体的细化，球墨铸铁的强度和硬度有所提高。若基体为粒状珠光体，则球墨铸铁在保持一定强度的同时，具有更高的塑性。2、5奥氏体、贝氏体、马氏体由奥氏体、上贝氏体或下贝氏体通过等温淬火，加入适当元素获得。2、6渗碳体渗碳体多呈针状、条状，在球墨铸铁中易使基体变脆，故应避免其出现。2、7磷共晶体磷共晶体在球墨铸铁中对性能的危害比在灰铸铁中大得多。沿晶界分布的二元或三元磷共晶体，强烈降低球墨铸铁的韧性、塑性和强度，受冲击时，裂痕总是沿磷共晶体边缘开始开裂。3、球墨铸铁的力学性能1、净荷载性能（1）硬度球墨铸铁的硬度主要取决于基体组织，而且与抗拉强度、延伸率等净荷载

4、性能有相应的关系。（2）强度和塑性球墨铸铁的强度和塑性主要取决于基体组织，热处理后的下贝氏体或回火马氏体强度最高，其次是上贝氏体、索氏体、珠光体。随着铁素体增多，强度下降，延伸率增加。奥氏体或铁素体强度较低，塑性较好。℃2、动荷载性能（1）冲击韧度：铁素体球墨铸铁由于含硅量变化，贝氏体球墨铸铁由于上、下贝氏体及奥氏体数量变化，冲击韧度的变化范围较大。新标准改为有缺口！基体组织冲击韧度（J/cm2）铁素体50－150珠光体15－35贝氏体30－100回火索氏体20－60J铁素体球墨铸铁试样冲击吸收功－温度曲线各种基体组织球墨铸铁常温冲击韧度（2）疲劳强度某些球墨铸铁具有很高的疲劳

5、强度，相当于45号正火钢，如珠光体球铁。材料抗拉强度σb（MPa）疲劳强度σ－1（MPa）疲劳强度/抗拉强度铁素体球铁4612060.45铁素体球铁4702450.52珠光体球铁7352550.347珠光体球铁7602690.35珠光体球铁7102620.37贝氏体球铁1170－1470304－3430.2-0.26铁素体球铁4902100.43珠光体－铁素体球铁球铁6212760.44回火马氏体球铁9313380.36上贝氏体球铁10884120.38各种基体组织球墨铸铁的弯曲疲劳强度3、高温性能（1）硬度各种球墨铸铁低温下有很好的硬度，但在540℃时开始粒状化，高于650℃

6、开始分解，硬度开始下降并逐渐接近铁素体球墨铸铁的硬度。（2）高温短时力学性能图中表明球墨铸铁抗拉强度随温度升高而降低。延伸率中，铁素体先显著降低再急剧升高，珠光体缓慢下降，然后显著增加。（3）高温蠕变和持久强度材料常温（20℃）力学性能试验温度℃高温持久强度（MPa)抗拉强度σb延伸率δ100h1000h退火铁素体433.022427538649210.768.322.7169.551.5152.5正火珠光体901.65427538649352.8115.227.4285.262.216.7奥氏体429.235427538649277.3176.481.8236.2142.16

7、0.8(4)抗疲劳强度温度（℃）疲劳强度σ－1（MPa）铸态珠光体退火铁素体20223.4183.3250203.8183.3400176.4132.3500170.5132.34、低温性能随温度降低，球墨铸铁逐渐发生由韧性向脆性的转变，尤其在脆性转变温度以下，冲击值急剧下降。同时，屈服强度提高，延伸率下降，对应力集中的敏感性明显增加，表现为屈服以后变形量较小即断裂。对于常温下塑韧性较好的铁素体球墨铸铁，低温下抗拉强度提高。铁素体和珠光体的低温拉伸性能Si：2.1%；P：0.09%温度（℃）