為何鑄鐵平臺會被廣泛應用-興達機床量具

 

    常用灰鑄鐵中因為有石墨存在，所以石墨的抗拉強度幾乎為零，可以把鑄鐵比作是布滿裂紋或空洞的鋼。石墨不但破壞了基體的連續(xù)性，而且減少了金屬基體承受載荷的有效截面積，使實際應力增加；同時，在石墨尖角處易造成應力集中，使尖角處的應力遠大于平均應力。前者稱為石墨的縮減作用，后者稱為石墨的切割作用。所以，灰鑄鐵的抗拉強度和彈性模量均比鋼低得多，通常 σb約為 120～ 250MPa，抗壓強度與鋼接近，一般可達 600～800MPa，塑性和韌度近于零，屬于脆性材料?；诣T鐵中的石墨片的數(shù)量越多、尺寸越大、分布越不均勻，對力學性能的影響_越大。但石墨的存在對灰鑄鐵的抗壓強度影響不大，因為抗壓強度主要取決于灰鑄鐵的基體組織，因此灰鑄鐵的抗壓強度與鋼相近。當試樣中存在著類似灰鑄鐵中石墨片那樣尖銳的缺口時，在缺口附近的應力值可達到平均值的5倍以上。這種應力集中現(xiàn)象的存在，使灰鑄鐵即使在承受比較小的負荷時（遠遠沒有達到基體的屈服強度），在石墨邊緣處基體的實際應力也會_它的屈服強度，因此在這里_會出現(xiàn)金屬的殘留變形，甚至出現(xiàn)裂紋（當實際應力_基體的強度_時）。這種石墨邊緣裂紋的出現(xiàn)，更進一步地減少了灰鑄鐵承受負荷的有效截面積，并且更加劇了應力集中的現(xiàn)象，應力集中作用的_也隨著裂紋而迅速移動，使裂紋很快擴展，而發(fā)生整個鑄件的脆性破壞。因此，由于石墨存在所造成的縮減及切割作用，使鑄鐵金屬基體的強度不能充分發(fā)揮，據(jù)統(tǒng)計普通灰鑄鐵基體強度的利用率一般不_30% ～50%，這表現(xiàn)為灰鑄鐵的抗拉強度很低。此外，由于石墨存在而造成的嚴重應力集中現(xiàn)象，造成裂紋的早期發(fā)生，抵抗裂紋發(fā)展的能力又較差，因此導致脆性斷裂，故灰鑄鐵的塑性和韌性幾乎表現(xiàn)不出來。很明顯，由于片狀石墨的存在而引起的性能降低，其總的影響并不是兩者的代數(shù)和，切割作用對基體的危害往往比縮減作用要強烈得多。順便指出，普通灰鑄鐵在受應力作用時，在石墨邊緣由于有應力集中現(xiàn)象常會引起少量的殘留變形。因此，灰鑄鐵的應力應變曲線即使在較低的應力作用下也不呈直線，而有_的曲率。因此灰鑄鐵的彈性模量只有相對的意義。

    二、灰鑄鐵的硬度特點：

    在鋼中，布氏硬度和抗拉強度之比較為恒定，約等于3，在鑄鐵中，這個比值_很分散。同一硬度時，抗拉強度有一個范圍。同樣，同一強度時，硬度也有一個范圍，這是因為強度性能受石墨影響較大，而硬度基本上只反映基體情況所致。許多工廠以鑄鐵的硬度來估計其抗拉強度，不少資料中也提出σb和HBS之間的關系式。_指出，這種估計只有在工藝條件穩(wěn)定、石墨片的參數(shù)基本接近的情況下才是可靠的?；诣T鐵的硬度決定于基體，這是由于硬度的測定方法是用鋼球壓在試塊上，鋼球的尺寸相對于石墨裂縫而言是相當大的，所以外力主要承受在基體上，因此隨著基體內(nèi)珠光體數(shù)量的增加，分散度變大，硬度_相應得到提高（圖），當金屬基體中出現(xiàn)了堅硬的組成相時（如自由滲碳體、磷共晶等），硬度_相應增加。

    三、灰鑄鐵的其他性能特點：
　　
    石墨雖然降低了灰鑄鐵的力學性能，但卻給灰鑄鐵帶來一系列其他的優(yōu)良性能。
　　
    ① 良好的鑄造性能灰鑄鐵件鑄造成形時，不僅其流動性好，而且還因為在凝固過程中析出比容較大的石墨，減小凝固收縮，容易獲得優(yōu)良的鑄件，表現(xiàn)出良好的鑄造性能。
　　
    ② 良好的減振性 石墨對鑄鐵件承受振動能起緩沖作用，減弱晶粒間振動能的傳遞，并將振動能轉變?yōu)闊崮?，所以灰鑄鐵具有良好的減振性。
　　
    ③ 良好的耐磨性能 石墨本身也是一種良好的潤滑劑，脫落在摩擦面上的石墨可起潤滑作用，因而灰鑄鐵具有良好的耐磨性能。
　　
    ④ 良好的切削加工性能 在進行切削加工時，石墨起著減摩、斷屑的作用。由于石墨脫落形成顯微凹穴，起儲油作用，可維持油膜的連續(xù)性，故灰鑄鐵切削加工性能良好，刀具磨損小。
　　

    ⑤ 低的缺口敏感性 片狀石墨相當于許多微小缺口，從而減小了鑄件對缺口的敏感性，因此表面加工質量不高或組織缺陷對鑄鐵疲勞強度的不利影響要比對鋼的影響小得多。