铸铁是一种由碳、硅、锰、磷等元素组成的合金材料,在工程机械中得到广泛应用,如用于制造床身、机架、箱体和轴承座等零件。铸铁的金相组织是其重要的性能指标之一,主要包括以下几种:
石墨:铸铁中Zui典型的相,根据铸铁类型的不同,石墨的形态也会有所不同。灰口铸铁的石墨为片状,按照GB/T7216标准,片状石墨可分为A型、B型、C型、D型、E型、F型等6种。其中,E型石墨呈枝晶分布,具有强烈的方向性,容易导致裂纹的产生,应避免出现在灰铸铁中。球墨铸铁的石墨为球状,按照GB9441标准,球状石墨可以划分为6个等级。由于球墨铸铁中的石墨以球状形式存在,减少了石墨对基体的切割作用,其综合性能远比灰铸铁高。
铁素体:常分布于石墨周围,在球墨铸件中常于牛眼状、网状和破碎状等形态存在。铁素体的含量直接决定了铸铁的硬度和强度,在质量检验过程中需重点确认铁素体含量。铁素体分布状形态对铸件力学性能的影响不大,但其含量的多少却对铸铁的强度有很大的影响。
珠光体:由铁素体和渗碳体组成,具有珠状形态,易于磨削加工。珠光体含量和珠光体形态是金相组织检验的重点项目。珠光体含量不足会导致铸铁硬度和强度的下降。球状珠光体比片状珠光体的硬度低,耐磨性也低,在耐磨性要求高的部件中要避免球状珠光体的出现。
渗碳体:渗碳体的存在会增加铸铁的硬度和脆性,明显降低铸铁的塑性和韧性,使铸件的加工性变差,在加工过程中也容易脆裂,在铸铁中应该避免这种组织的出现。
碳化物:属于硬脆相,其硬度往往可以达到HV1000以上。细小而分散的游离碳化物存在于基体时,一般不会对铸铁的性能产生很明显的影响,甚至一定程度上还可以增加材料的耐磨性能。但当其以连续大块状的形式存在时,会增加铸件的硬度和脆性,增加机加工难度。
残余奥氏体:是一种强度高、脆性大的组织,常用于高应力、高速、高负荷的机件部件。
铸铁的金相组织对其机械性能有着重要的影响,不同金相组织的含量和形态会直接影响铸铁的硬度、强度、韧性、耐磨性等性能指标。在铸铁的生产和质量控制过程中,需要严格控制金相组织的形成和分布,以确保铸铁产品的质量和性能。