球墨鑄鐵到底是一種什么材料？

來源：無錫市鑄造廠瀏覽：- 發(fā)布日期：2020-07-14 14:57:11【大中小】

在城市馬路上每隔幾百米就能看到一個(gè)井蓋，平時(shí)并不會(huì)有太多人去注意它，甚至有時(shí)候還嫌它礙事。
雖然井蓋看著并不起眼，但是它所處的生存環(huán)境卻非常惡劣，身處車流不息的馬路中間，每天要接受無數(shù)車輛的碾壓和車輛尾氣的腐蝕。
還有無數(shù)次雨水和污水的侵蝕，冬冷夏熱的高溫差，甚至還要防小偷。
那么井蓋是什么材料制作的呢？
這種材料就是球墨鑄鐵，現(xiàn)在馬路上大多數(shù)井蓋都是使用的這種材料。（當(dāng)然井蓋還有水泥復(fù)合材料，再生樹脂材料，聚合物基復(fù)合材料等等。）
球墨鑄鐵
說到球墨鑄鐵很多小伙伴會(huì)比較陌生，但說到鑄鐵大家就會(huì)比較熟悉了，球墨鑄鐵就是鑄鐵的一種。
球墨鑄鐵是鐵水在凝固過程中，內(nèi)部元素形成形狀為球狀石墨的鑄鐵，它是一種高強(qiáng)度的鑄鐵材料。
通過加熱石墨材料后，就能成功的將鑄鐵的性能，提高到接近于鋼的各項(xiàng)性能，所以也就有了以鐵（球墨鑄鐵）帶鋼的說法。
通過選用合適的金屬元素，將其組合在一起，這是保證材料具有良好性能的基本條件，所有球墨鑄鐵的主要成分是碳，硅，錳，磷以及稀土等元素。
球墨鑄鐵發(fā)展
鑄鐵是在1722年才被法國人研制出來，當(dāng)時(shí)研制出來的是白心可鍛鑄鐵，后來又相繼研發(fā)出了如黑心可鍛鑄鐵。
直到1947年，一位英國人發(fā)現(xiàn)在一種鑄鐵中有球狀石墨存在，其實(shí)這就是一種球墨鑄鐵。
后來又通過不斷的完善，在鑄鐵中添加了一些稀土以及鎂等成分，得到了真正意義上的球墨鑄鐵，從此也開始了大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用，并且成為應(yīng)用最廣泛的鑄鐵材料。
我們知道，中國是世界上最早開始金屬冶煉的國家之一。
所以在國內(nèi)古代冶煉遺址出土的一些鐵中，檢測發(fā)現(xiàn)就有少量放射狀的球狀石墨出現(xiàn)。
據(jù)考證這些鐵出現(xiàn)的年代在西漢時(shí)期，距今已有兩千多年，這也再次證明中國古代就具有非常高的冶煉技術(shù)。
球墨鑄鐵的特點(diǎn)
球墨鑄鐵主要有著強(qiáng)度高，重量輕，韌性好，抗沖擊已經(jīng)耐高低溫等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于一些機(jī)械中的關(guān)鍵零部件，如曲軸，閥門以及管道等。
但球墨鑄鐵跟其它所有材料一樣，也有著一些缺點(diǎn)，最主要的就是鑄造要求較高，容易造成產(chǎn)品缺陷。
例如說，某種元素含量多了，鑄造出來的球墨鑄鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化，就會(huì)出現(xiàn)孔洞，凹陷以及表面粗糙等缺陷。
還會(huì)出現(xiàn)雜質(zhì)較多，產(chǎn)品沒有光澤，裂紋變形等，這都需要在鑄造過程中不斷的提高和改進(jìn)工藝來攻克這些缺陷。
球墨鑄鐵的分類
球墨鑄鐵的牌號(hào)主要由其代號(hào)字母QT和最低拉伸強(qiáng)度，最低延伸率這三部分組成，而在國標(biāo)中球墨鑄鐵有以下8個(gè)牌號(hào)。
奧貝球墨鑄鐵，牌號(hào)有QT900-02，具有非常高的強(qiáng)度和耐磨性能，其綜合機(jī)械性能都非常高，常被用來制造機(jī)車車輪這樣要承受重載，摩擦和沖擊的零部件。
鐵素體球墨鑄鐵，牌號(hào)有QT400-17，QT400-15，QT450-10，具有強(qiáng)度低，但韌性較高的特點(diǎn)，主要用于要承受很大沖擊和振動(dòng)的零部件，例如一些車輛的底盤零件。
碳素體球墨鑄鐵，牌號(hào)有QT500-07，QT600-03，具有強(qiáng)度高，韌性好的特點(diǎn)，主要用于制造一些車輛的零部件。
珠光體球墨鑄鐵，牌號(hào)有QT700-02，QT800-02，具有強(qiáng)度硬度高，有一定的韌性和較好的耐磨性能，所以常被用來制造一些曲軸和齒輪等，這類容易磨損的零部件。
球墨怎么形成的
球墨鑄鐵的鑄造過程是采用的球墨鑄造工藝，球墨鑄鐵同樣可以像鋼一樣，通過像熱處理這樣的工藝提高使用性能。
球墨鑄鐵在形成的過程中鐵水內(nèi)的石墨成球狀，也正是因?yàn)槭蚧?，才讓球墨鑄鐵擁有諸多的優(yōu)點(diǎn)。
球狀石墨在形成的過程中要經(jīng)過兩個(gè)階段，首先是石墨成核，鐵水在熔煉成液體的過程中，有很多非金屬和一些雜質(zhì)在游動(dòng)過程中，相互碰撞，最后就會(huì)聚合在一起成為石墨球核。
在石墨成核以后，很多碳原子開始在石墨核上面堆積，隨著碳原子的堆積越來越多，最后就會(huì)變得成為球狀，這就是球狀石墨的第二個(gè)生長過程。
所以，要想在鑄造過程中獲得球狀石墨，石墨在生長過程的控制就非常重要。
球墨鑄鐵作為一種具有諸多優(yōu)點(diǎn)的材料，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了第二代球墨鑄鐵，在其中添加了更多的硅，甚至讓硅的含量比碳還多。
這樣的球墨鑄鐵就會(huì)具有更好的拉伸強(qiáng)度并且重量更輕，這與以前的球磨鑄鐵在提高抗拉強(qiáng)度后，其塑性必將降低有很大的改變。
中國作為鑄造業(yè)大國，讓材料強(qiáng)度增加而重量卻變輕，這也將成為未來材料的發(fā)展方向，球墨鑄鐵通過不斷的改進(jìn)成分和性能，未來也將在更多的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

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