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铸铁铸钢的材料特性与结构特点

铸铁铸钢的材料特性与结构特点
铸铁铸钢的材料特性与结构特点

铸铁铸钢的材料特性和结构特点

来源:对钩网

工业用的铁和钢都是铁碳两种元素达的合金,含碳量在2.11%以上的是铁,在2.11%以下的是钢。铸铁和铸钢是工业机加工中常用的加工材料。下面,我们介绍几种常见的铸铁和铸钢材料,以及它们的材料特性和结构特点。

灰铸铁

灰铸铁是含有片状石墨的铸铁,是应用最为广泛的铸铁,产量占铸铁总产量的80%以上。灰铸铁材料综合力学性能低,抗压强度大,是本身抗拉强度的3到4倍。消振能力比钢大10倍,故经常用来制造承受振动的机座。弹性模量较低,其壁厚变化对力学性能影响较大。

由于其对冷却速度有很大的敏感性,灰铸铁铸件在厚度较薄的截面上经常出现白口和裂纹,而在厚度较厚的截面上又经常导致琉松情况。因此,灰铸铁件截面厚度存在一个临界值,如果超过了这个值,随着壁厚增加,其强度、消振能力、弹性模量等力学性能不仅不会增强,反而显著减弱。由于灰铸铁热稳定性较低,因此不能用于制造那些长时间工作在超过250摄氏度环境下的零件。相比于铸钢材料,采用灰铸铁可以得到厚度更薄,几何形状更复杂的铸件,而且铸件中的残余内应力和翘曲变形都要更小一些。由于在各截面上性能比较均匀,灰铸铁常用于制造要求高,但截面不一定较厚的铸件。

蠕墨铸铁

蠕墨铸铁是呈蠕虫状的铸铁,它掺入的石墨形态是介于片状石和球状之间的,化学结构与灰铸铁类似。蠕墨铸铁综合力学性能比灰铸铁略好一点,而比球墨铸铁略逊一筹,其冲击韧性、延长率抗压强度、屈服强度等均在二者之间,壁厚变化对力学性能影响比灰铸铁小。

蠕墨铸铁对冷却速度的敏感性比灰铸铁小得多,且具有良好的导热性,所以经常用来制造工作环境温度苛刻,温度梯度比较大的零件。由于蠕墨铸铁材料强度较高,致密性好,对于缺口的敏感性小,具有良好的工艺性能,可以用来制造几何形状复杂的大型零件。为了节约废钢,减轻铸件的重量,蠕墨铸铁还可用来替代孕育铸铁件,这样做还可以达到有效提升成品率、增强铸件气密性的目的,特别适于生产液压件。

球墨铸铁

经过球化处理以及孕育处理而获得的球状石墨称为球墨铸铁,这是上世纪中叶发展起来的一种高强度铸铁材料,综合性能较高,接近于钢,在工业上有十分广泛的应用。球墨铸铁强度、塑性和弹性模量都要比灰铸铁好,抗磨性比灰铸铁

高一倍,壁厚变化对力学性能影响小,但消振能力比灰铸铁低。

虽然球墨铸铁对冷却速度的敏感性较大,但由于其具有很高的热稳定性,对高温的耐受能力很强,因而可以用来制造在300到400摄氏度环境下工作的零件。它的力学性能受化学成分改变的影响较小,因此相对于其他铸铁材料,成品率更高。由于体积收缩率大,而线收缩率小,容易形成缩孔、缩松,球墨铸铁铸件通常被设计成厚度均匀的结构,尽量避免厚大断面。

铸钢

铸钢是含碳比例在2.11%以下的铁碳合金材料,含碳比例低于0.2%的属于低碳钢,在0.2%到0.5%之间的属于中碳钢,高于0.5%的属于高碳钢。另外,还有低合金钢和高锰钢等类型。铸钢材料综合力学性能高,抗压强度与抗拉强度基本相当,壁厚变化对力学性能影响很小,消振能力较低。

因其壁厚变化对力学性能影响小,故适用于制造大厚度零件,但由于具有内应力和翘曲较大的特点,不适用于制造几何结构复杂的零件。气体饱和倾向较大,材料表面易产生旗气泡,所以加工余量比铸铁材料多。虽然铸钢材料有很高的热稳定性,但由于热收缩率大,温度变化时很容易发生开裂现象,所以设计时要强调壁厚均匀,转角圆滑。

《材料结构与性能》习题

《材料结构与性能》习题 第一章 1、一 25cm长的圆杆,直径 2.5mm,承受的轴向拉力4500N。如直径拉细成 2.4mm,问: 1)设拉伸变形后,圆杆的体积维持不变,求拉伸后的长度; 2)在此拉力下的真应力和真应变; 3)在此拉力下的名义应力和名义应变。 比较以上计算结果并讨论之。 2、举一晶系,存在S14。 3、求图 1.27 所示一均一材料试样上的 A 点处的应力场和应变场。 4、一陶瓷含体积百分比为95%的 Al 2O(3 E=380GPa)和 5%的玻璃相( E=84GPa),计算上限及下限弹性模量。如该陶瓷含有5%的气孔,估算其上限及下限弹性模量。 5、画两个曲线图,分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的 关系。并注出: t=0,t= ∞以及 t= τε(或τσ)时的纵坐标。 6、一 Al 2O3晶体圆柱(图1.28 ),直径 3mm,受轴向拉力 F ,如临界抗剪强度τ c=130MPa,求沿图中所示之一固定滑移系统时,所需之必要的拉力值。同时 计算在滑移面上的法向应力。

第二章 1、求融熔石英的结合强度,设估计的表面能为 1.75J/m 2;Si-O 的平衡原子间距为 1.6 ×10-8 cm;弹性模量值从60 到 75GPa。 2、融熔石英玻璃的性能参数为:E=73GPa;γ =1.56J/m 2;理论强度。如材料中存在最大长度为的内裂,且此内裂垂直于作用力的方向,计算由此而导致的强度折减系数。 3、证明材料断裂韧性的单边切口、三点弯曲梁法的计算公式: 与 是一回事。

4、一陶瓷三点弯曲试件,在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图 2.41所示。如果 E=380GPa,μ =0.24 ,求 KⅠc值,设极限载荷达50 ㎏。计算此材料的断裂表面能。 5、一钢板受有长向拉应力350 MPa,如在材料中有一垂直于拉应力方向的 中心穿透缺陷,长 8mm(=2c)。此钢材的屈服强度为 1400MPa,计算塑性区尺 寸 r 0及其与裂缝半长 c 的比值。讨论用此试件来求 KⅠc值的可能性。 6、一陶瓷零件上有以垂直于拉应力的边裂,如边裂长度为:①2mm;②0.049mm;③ 2μ m,分别求上述三种情况下的临界应力。设此材料的断裂韧性为 2 1.62 MPa〃m。讨论诸结果。 7、画出作用力与预期寿命之间的关系曲线。材料系ZTA陶瓷零件,温度在 2 ,慢裂纹扩展指数-40 ,Y 取π 。设保 900℃, KⅠc为 10MPa〃m N=40,常数 A=10 证实验应力取作用力的两倍。 8、按照本章图 2.28 所示透明氧化铝陶瓷的强度与气孔率的关系图,求出经验公式。 9、弯曲强度数据为: 782,784,866,884,884,890,915,922,922,927,942, 944,1012 以及 1023MPa。求两参数韦伯模量数和求三参数韦伯模量数。 第三章 1、计算室温( 298K)及高温( 1273K)时莫来石瓷的摩尔热容值,并请和安杜龙—伯蒂规律计算的结果比较。 2、请证明固体材料的热膨胀系数不因内含均匀分散的气孔而改变。

锻造与铸造的区别

什么叫铸造?什么叫锻造? 悬赏分:10 - 解决时间:2006-1-16 10:13 两者之间有什么不同? 主要各用于什么地方?生产出来的产品特性都有些什么不同? 提问者:kaka_1982 - 四级 最佳答案 铸造 将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里,经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件(零件或毛坯)的工艺过程。现代机械制造工业的基础工艺。铸造生产的毛坯成本低廉,对于形状复杂、特别是具有复杂内腔的零件,更能显示出它的经济性;同时它的适应性较广,且具有较好的综合机械性能。但铸造生产所需的材料(如金属、木材、燃料、造型材料等)和设备(如冶金炉、混砂机、造型机、造芯机、落砂机、抛丸机等)较多,且会产生粉尘、有害气体和噪声而污染环境。 铸造是人类掌握较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。公元前3200年,美索不达米亚出现铜青蛙铸件。公元前13~前10世纪之间,中国已进入青铜铸件的全盛时期,工艺上已达到相当高的水平,如商代的重875千克的司母戊方鼎、战国的曾侯乙尊盘和西汉的透光镜等都是古代铸造的代表产品。早期的铸造受陶器的影响较大,铸件大多为农业生产、宗教、生活等方面的工具或用具,艺术色彩较浓。公元前513年,中国铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件——晋国铸鼎(约270千克重)。公元8世纪前后,欧洲开始生产铸铁件。18世纪的工业革命后,铸件进入为大工业服务的新时期。进入20世纪,铸造的发展速度很快,先后开发出球墨铸铁,可锻铸铁,超低碳不锈钢以及铝铜、铝硅、铝镁合金,钛基、镍基合金等铸造金属材料,并发明了对灰铸铁进行孕育处理的新工艺。50年代以后,出现了湿砂高压造型,化学硬化砂造型和造芯、负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺。 铸造种类很多,按造型方法习惯上分为:①普通砂型铸造,包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造,按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造(如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等)和以金属为主要铸型材料的特种铸造(如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等)两类。铸造工艺通常包括:①铸型(使液态金属成为固态铸件的容器)准备,铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等,按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型,铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素;②铸造金属的熔化与浇注,铸造金属(铸造合金)主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金;③铸件处理和检验,铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。 锻造 利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻压的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属的铸态疏松,焊合孔洞,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外,多采用锻件。锻造按成形方法可分为:①开式锻造(自由锻)。利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁(砧块)间产生变形以获得所需锻件,主要有手工锻造和机械锻造两种。②闭模式锻造。金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件,可分为模锻、冷镦、旋转锻、挤压等。按变形温度锻造又可分为热锻(加工温度高于坯料金属的再结晶温度)、温锻(低于再结晶温度)和冷锻(常温)。锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢,其次是铝、镁、

铸钢和铸铁的应用

铸钢和铸铁的应用 1130910113 梁玉鑫 铸钢和铸铁是铸造铁碳合金的两大种类,它们的区别在于合金中的含碳量高低。铸铁是指含碳量大于 2.14%或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。而工业中使用的铸铁通常都不是简单的铁碳二元合金,而是以铁碳硅为主要元素的多元合金。而含碳量低于 2.14%的铁碳合金则被称为铸钢,此外,硅,锰,磷,硫也是铸钢中的长存元素。 铸铁是近代工业生产中应用最广泛的一种铸造金属材料。一般在机械制造,冶金矿山,石油化工,交通运输和国防工业等各个部门中得到了广泛的应用。铸钢在许多重型的和承受动载荷的机械零件中得到了广泛的应用。 按照铸铁中石墨的存在形式,又可以将铸铁分为灰铸铁,白口铸铁,球墨铸铁,蠕墨铸铁等等,按照铸铁的特殊性能又可以分为减摩铸铁,冷硬铸铁,抗磨铸铁,耐热铸铁等。每种铸铁都因为其特殊的性能而得到了不同的应用。 灰铸铁(灰口铸铁):碳主要以片状石墨形式出现的铸铁,断口呈灰色,基体形式为:铁素体、珠光体、珠光体加铁素体。由于灰铸铁具有一定的强度和良好的减震性、耐磨性,以及优良的切削加工性和铸造工艺性,并且生产简便、成本低,因此在工业生产和民用生活中得到最广泛的应用。 孕育铸铁:仍属灰铸铁范畴,是铁液经孕育处理后,获得的亚共晶灰铸铁。孕育铸铁的碳主要以细片状石墨形式出现,基体形式为珠光体、铁素体。经孕育处理后的孕育铸铁,Si常被调整到1.2%--1.8%,共晶团被显著地细化,石墨的尺寸及分布得到改善,从而提高了强度,因此孕育铸铁又常称为高强度灰铸铁。孕育铸铁的抗拉强度可达200--400Mpa,抗弯强度可达450--600Mpa,但延伸率和冲击韧性仍较低,故常用于动载荷较小,静力强度要求较高的重要铸件,如机床床身、发动机缸体等。 球墨铸铁:是铁液经过球化剂处理而不是经过热处理,使石墨大部或全部呈球状,有时少量为团絮状的铸铁。但球墨铸铁经过一定的热处理却可改变基体的形式,球墨铸铁的基体形式为:铁素体、珠光体、铁素体加珠光体、贝氏体、奥氏体加贝氏体。(奥贝)球墨铸铁是二十世纪40年代末发展起来的一种新型结构材料,除有类似于灰铸铁的良好减震性、耐磨性、切削加工性和铸造工艺性外,

铸铁铸钢的材料特性与结构特点

铸铁铸钢的材料特性和结构特点 来源:对钩网 工业用的铁和钢都是铁碳两种元素达的合金,含碳量在2.11%以上的是铁,在2.11%以下的是钢。铸铁和铸钢是工业机加工中常用的加工材料。下面,我们介绍几种常见的铸铁和铸钢材料,以及它们的材料特性和结构特点。 灰铸铁 灰铸铁是含有片状石墨的铸铁,是应用最为广泛的铸铁,产量占铸铁总产量的80%以上。灰铸铁材料综合力学性能低,抗压强度大,是本身抗拉强度的3到4倍。消振能力比钢大10倍,故经常用来制造承受振动的机座。弹性模量较低,其壁厚变化对力学性能影响较大。 由于其对冷却速度有很大的敏感性,灰铸铁铸件在厚度较薄的截面上经常出现白口和裂纹,而在厚度较厚的截面上又经常导致琉松情况。因此,灰铸铁件截面厚度存在一个临界值,如果超过了这个值,随着壁厚增加,其强度、消振能力、弹性模量等力学性能不仅不会增强,反而显著减弱。由于灰铸铁热稳定性较低,因此不能用于制造那些长时间工作在超过250摄氏度环境下的零件。相比于铸钢材料,采用灰铸铁可以得到厚度更薄,几何形状更复杂的铸件,而且铸件中的残余内应力和翘曲变形都要更小一些。由于在各截面上性能比较均匀,灰铸铁常用于制造要求高,但截面不一定较厚的铸件。 蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是呈蠕虫状的铸铁,它掺入的石墨形态是介于片状石和球状之间的,化学结构与灰铸铁类似。蠕墨铸铁综合力学性能比灰铸铁略好一点,而比球墨铸铁略逊一筹,其冲击韧性、延长率抗压强度、屈服强度等均在二者之间,壁厚变化对力学性能影响比灰铸铁小。 蠕墨铸铁对冷却速度的敏感性比灰铸铁小得多,且具有良好的导热性,所以经常用来制造工作环境温度苛刻,温度梯度比较大的零件。由于蠕墨铸铁材料强度较高,致密性好,对于缺口的敏感性小,具有良好的工艺性能,可以用来制造几何形状复杂的大型零件。为了节约废钢,减轻铸件的重量,蠕墨铸铁还可用来替代孕育铸铁件,这样做还可以达到有效提升成品率、增强铸件气密性的目的,特别适于生产液压件。 球墨铸铁 经过球化处理以及孕育处理而获得的球状石墨称为球墨铸铁,这是上世纪中叶发展起来的一种高强度铸铁材料,综合性能较高,接近于钢,在工业上有十分广泛的应用。球墨铸铁强度、塑性和弹性模量都要比灰铸铁好,抗磨性比灰铸铁

材料结构与性能(珍藏版)

材料结构与性能(珍藏版) 一、何为金属键?金属的性能与金属键有何关系? 二、试说明金属结晶时,为什么会产生过冷? 三、结合相关工艺或技术说明快速凝固的组织结构特点。 四、画出铁碳合金相图,并指出有几个基本的相和组织?说明它们的结构和 性能特点。 五、说明珠光体和马氏体的形成条件、组织形态特征和性能特点。 六、试分析材料导热机理。金属、陶瓷和玻璃导热机制有何区别?将铬、 银、Ni-Cr合金、石英、铁等物质按热导率大小排序,并说明理由。 七、从结构上解释,为什么含碱土金属的玻璃适用于介电绝缘? 八、列举一些典型的非线性光学材料,并说明其优缺点。 九、什么是超疏水、超亲水?超疏水薄膜对结构与表面能有什么要求? 十、导致铁磁性和亚铁磁性物质的离子结构有什么特征? 答案自测 特别重要的名词解释 原子半径:按照量子力学的观点,电子在核外运动没有固定的轨道,只是概率分布不同,因此对原子来说不存在固定的半径。根据原子间作用力的不同,原子半径一般可分为三种:共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径。通常把统和双原子分子中相邻两原子的核间距的一半,即共价键键长的一半,称作该原子的共价半径(r c);金属单质晶体中相邻原子核间距的一半称为金属半径 (r M);范德瓦尔斯半径(r V)是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引的两相邻原子核间距的一半,如稀有气体。

电负性:Parr等人精确理论定义电负性为化学势的负值,是体系外势场不变的条件下电子的总能量对总电子数的变化率。 相变增韧:相变增韧是由含ZrO2的陶瓷通过应力诱发四方相(t相)向单斜相(m相)转变而引起的韧性增加。当裂纹受到外力作用而扩展时,裂纹尖端形成的较大应力场将会诱发其周围亚稳t-ZrO2向稳定m-ZrO2转变,这种转变为马氏体转变,将产生近4%的体积膨胀和1%-7%的剪切应变,对裂纹周围的基体产生压应力,阻碍裂纹扩展。而且相变过程中也消耗能量,抑制裂纹扩展,提高材料断裂韧性。 Suzuki气团:晶体中的扩展位错为保持热平衡,其层错区与溶质原子间将产生相互作用,该作用被成为化学交互作用,作用的结果使溶质原子富集于层错区内,造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别。这种不均匀分布的溶质原子具有阻碍位错运动的作用,也成为Suzuki气团。

《材料结构与性能》课程论文

《材料结构与性能》课程论文 刚玉-尖晶石浇注料微结构参数控制及其强度、热震稳定性和抗渣性能研究 学生姓名:周文英 学生学号:201502703043 撰写日期:2015年11月

摘要 本文通过使用环境对耐火材料的要求,耐火材料与结构参数的分析,耐火材 料结构控制措施进展分析等方面总结了耐火材料的使用现状,并提出了下一步耐 火材料的改进措施。分别是:在基质中加入一定量的硅微粉,改变液相的粘度, 提高抗渣性;控制铝镁浇注料基质的粒径分布,使大颗粒含量一定保证其高温强度;使用球形轻骨料代替原来的致密骨料,提高气孔率,降低体积密度,提高能 源利用率,降低能耗。 关键词:铝镁浇注料;高温强度;抗渣性;热震稳定性 Abstract Requirements of the apply for fire resistance, analysis of refractory materials and structure parameters, current application and the promotion about the refractory are introduced in this paper. It included that: add some sillicon power into matrix in order to improve the viscosity of the liquid for abtaining better slag resistance; control the distribution of the particle in the matrix to ensure the high temperature strength; use spherical light aggregate instead of the original density aggregate to improve porosity and the rate of energy. Keywords:Alumina-Magnesia castable; high temperature strength; slag resistance; themal shock resistance.

球墨铸铁和铸钢的区别

球墨铸铁和铸钢的区别 与铸铁相比,球墨铸铁在强度方面具有的优势。球墨铸铁的抗拉强度是60k,而铸铁的抗拉强度只有31k。球墨铸铁的屈服强度是40k,而铸铁并没有显示出屈服强度,并且较终出现断裂。球墨铸铁的强度-成本比远远优于铸铁。 球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。球墨铸铁具有更高的屈服强度,其屈服强度较低为40k,而铸钢的屈服强度只有36k。在大部分市政应用领域,如:水、盐水、蒸汽等,球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。由于球墨铸铁的球状石墨微观结构,在减弱振动能力方面,球墨铸铁优于铸钢,因此更加有利于降低应力。选择球墨铸铁的一个重要的原因在于球墨铸铁比铸钢成本低。球墨铸铁的低成本使得这种材料更加受欢迎,铸造效率更高,也较少了球墨铸铁的机加工成本。作为钢的替代品,1949年人类开发了球墨铸铁。铸钢含碳量少于0.3%,而铸铁和球墨铸铁含炭量量则至少为3%。铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。在球墨铸铁内,这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。这种改进后的球体使得使得球墨铸铁比铸铁和钢相比具有更加优异的物理性能。正是这种碳的球状微观结构,使得球墨铸铁具有更加良好的展延性和抗冲击性,而铸铁内部的薄片形式导致铸铁没有展延性。通过铁素体基体可获得较佳的展延性。

因此,球墨铸铁的压力负载部件都经过铁素体化退火周期的工艺处理后,球墨铸铁内部的球状结构也能够消除铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。在球墨铸铁的微观照片中,可以看见裂缝游行到石墨球后终止。在球墨铸铁行业内,这些石墨球称为“裂缝终结者”,因为它们具有阻止断裂的能力。

材料结构和性能解答(全)

1、离子键及其形成的离子晶体陶瓷材料的特征。 答:当一个原子放出最外层的一个或几个电子成为正离子,而另一个原子接受这些电子而成为负离子,结果正负离子由于库仑力的作用而相互靠近。靠近到一定程度时两闭合壳层的电子云因发生重叠而产生斥力。这种斥力与吸引力达到平衡的时候就形成了离子键。此时原子的电中性得到维持,每一个原子都达到稳定的满壳层的电子结构,其总能量达到最低,系统处于最稳定状态。因此,离子键是由正负离子间的库仑引力构成。由离子键构成的晶体称为离子晶体。离子晶体一般由电离能较小的金属原子和电子亲和力较大的非金属原子构成。离子晶体的结构与特性由离子尺寸、离子间堆积方式、配位数及离子的极化等因素有关。 离子键、离子晶体及由具有离子键结构的陶瓷的特性有: A、离子晶体具有较高的配位数,在离子尺寸因素合适的条件下可形成最密排的结构; B、离子键没有方向性 C、离子键结合强度随电荷的增加而增大,且熔点升高,离子键型陶瓷高强度、高硬度、高熔点; D、离子晶体中很难产生自由运动的电子,低温下的电导率低,绝缘性能优良; E、在熔融状态或液态,阳离子、阴离子在电场的作用下可以运动,故高温下具有良好的离子导电性。 F、吸收红外波、透过可见波长的光,即可制得透明陶瓷。 2、共价键及其形成的陶瓷材料具有的特征。 答:当两个或多个原子共享其公有电子,各自达到稳定的、满壳层的状态时就形成共价键。由于共价电子的共享,原子形成共价键的数目就受到了电子结构的限制,因此共价键具有饱和性。由于共价键的方向性,使共价晶体不密堆排列。这对陶瓷的性能有很大影响,特别是密度和热膨胀性,典型的共价键陶瓷的热膨胀系数相当低,由于个别原子的热膨胀量被结构中的自由空间消化掉了。 共价键及共价晶体具有以下特点: A、共价键具有高的方向性和饱和性; B、共价键为非密排结构; C、典型的共价键晶体具有高强度、高硬度、高熔点的特性。 D、具有较低的热膨胀系数; E、共价键由具有相似电负性的原子所形成。 3、层状结构材料的各向异性。 答:层状结构中范德华力起着重要的作用,陶瓷的层状结构间有较强的若键存在使得层与层之间连接在一起。蒙脱石和石墨的结构层内键合类型不同于层间键合类型,因此材料显示出较高的各向异性。所有的这些层状结构的层与层之间很容易滑移,粘土矿物中的这种层状结构使它在有水的情况下容易发生塑性变形。 4、影响陶瓷材料密度的因素。 答:密度是指单位体积的质量,陶瓷材料的密度有四种表示方式,分别是:结晶学密度、理论密度、体积密度、相对密度。前三种在制作过程中没有形成气孔,在结构内的原子间只有间隙。陶瓷材料的密度主要取决于元素的尺寸,元素的质量和结构堆积的紧密程度。相对原子质量大的元素构成的陶瓷材料显示出较高的密度,如碳化钨、氧化铪等。金属键合和离子键合陶瓷中的原子形成紧密堆积,会使其密度比共价键键合陶瓷(较开放的结构)的密度更奥一些,如锆石英。 5、硬度所反映的材料的能力;静载荷压入法测定硬度的原理。

球墨铸铁、铸铁、铸钢的区别

球墨铸铁、铸铁、铸钢的区别?与铸铁相比,球墨铸铁在强度方面具有绝对的优势。球墨铸铁的抗拉强度是60k,而铸铁的抗拉强度只有31k。球墨铸铁的屈服强度是40k,而铸铁并没有显示出屈服强度,并且最终出现断裂。球墨铸铁的强度-成本比远远优于铸铁。 球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。球墨铸铁具有更高的屈服强度,其屈服强度最低为40k,而铸钢的屈服强度只有36k。在大部分市政应用领域,如: 水、盐水、蒸汽等,球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。由于球墨铸铁的球状石墨微观结构,在减弱振动能力方面,球墨铸铁优于铸钢,因此更加有利于降低应力。选择球墨铸铁的一个重要的原因在于球墨铸铁比铸钢成本低。球墨铸铁的低成本使得这种材料更加受欢迎,铸造效率更高,也较少了球墨铸铁的机加工成本。 作为钢的替代品,1949年人类开发了球墨铸铁。铸钢含碳量少于 0.3%,而铸铁和球墨铸铁含炭量量则至少为3%。铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。 铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。在球墨铸铁内,这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。这种改进后的球体使得球墨铸铁比铸铁和钢相比具有更加优异的物理性能。正是这种碳的球状微观结构,使得球墨铸铁具有更加良好的展延性和抗冲击性,而铸铁内部的薄片形式导致铸铁没有展延性。通过铁素体基体可获得最佳的展延性。 因此,球墨铸铁的压力负载部件都经过铁素体化退火周期的工艺处理后,球墨铸铁内部的球状结构也能够消除铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。在球墨铸铁的微观照片中,可以看见裂缝游行到石墨球后终止。在球墨铸铁行业内,这些石墨球称为“裂缝终结者”,因为它们具有阻止断裂的能力。 1/ 1

材料结构与性能答案(DOC)

1.材料的结构层次有哪些,分别在什么尺度,用什么仪器进行分析? 现在,人们通过大量的科学研究和工程实践,已经充分认识到物质结构的尺度和层次是有决定性意义的。 在不同的尺度下,主要的,或者说起决定性的问题现象和机理都有很大的差异,因此需要我们用不同的思路和方法去研究解决这些问题。更值得注意的是空间尺度与时间尺度还紧密相关,不同空间尺度下事件发生及进行的时间尺度也很不相同。一般地讲,空间尺度越大的,则描述事件的时间尺度也应越长。不同的学科关注不同尺度的时空中发生的事件。现代科学则按人眼能否直接观察到,且是否涉及分子、原子、电子等的内部结构或机制,而将世界粗略地划分为宏观(Macro-scopic)世界和微观(Microscopic)世界。之后,又有人将可以用光学显微镜观察到的尺度范围单独分出,特别地称作/显微结构(世界)。随着近年来材料科学的迅速发展,材料科学家中有人将微观世界作了更细致地划分。而研究基本粒子的物理学家可能还会把尺度向更小的方向收缩,并给出另外的命名。对于宏观世界,根据尺度的不同,或许还可以细分为/宇宙尺度/太阳系尺度/地球尺度和/工程及人体尺度等。人类的研究尺度已小至基本粒子,大至全宇宙。但到目前为止,关于/世界的认识还在不断深化,因而对其划分也就还处于变动之中。即使是按以上的层次划分,其各界之间的边界也比较模糊,有许多现象会在几个尺度层次中发生。 在材料科学与工程领域中,对于材料结构层次的划分尚不统一,可以列举出许多种划分方法,例如:有的材料设计科学家按研究对象的空间尺度划分为三个 层次: (1)工程设计层次:尺度对应于宏观材料,涉及大块材料的加工和使用性能的设计研究。 (2)连续模型尺度:典型尺度在1Lm量级,这时材料被看作连续介质,不考虑其中单个原子、分子的行为。 (3)微观设计层次:空间尺度在1nm量级,是原子、分子层次的设计。 国外有的计算材料学家,按空间和时间尺度划分四个层次〔1〕,即 (1)宏观 这是人类日常活动的主要范围,即人通过自身的体力,或借助于器械、机械等所能通达的时空。人的衣食住行,生产、生活无不在此尺度范围内进行。其空间尺度大致在0.1mm(目力能辨力最小尺寸)至数万公里人力跋涉之最远距离),时间尺度则大致在0.01秒(短跑时人所能分辨的速度最小差异)至100年(人的寿命差不多都在百年以内)。现今风行的人体工程学就是以人体尺度1m上下为主要参照的。 (2)介观 介观的由来是说它介于/宏观与/微观之间。其尺度主要在毫米量级。用普通光学显微镜就可以观察。在材料学中其代表物是晶粒,也就是说需要注意微结构了,如织构,成分偏析,晶界效应,孔中的吸附、逾渗、催化等问题都已开始显现。现在,介观尺度范围的研究成果在材料工程领域,如耐火材料工业、冶金工业等行业中有许多直接而成功的应用。 (3)微观 其尺度主要在微米量级,也就是前面所说/显微结构(世界)0。多年以来借助于光学显微镜、电子显微镜、X)衍射分析、电子探针等技术对于晶态、非晶态材料在这一尺度范围的行为表现有较多的研究,许多方法已成为材料学的常规手段。在材料学中,这一尺度的代表物有晶须、雏晶、分相时产生的液滴等。 (4)纳观 其尺度范围在纳米至微米量级,即10-6~10-9m,大致相当于几十个至几百个原子集合体的尺寸。在这一尺度范围已经显现出量子性,已经不再能将研究对象作为/连续体0,不能再简单地

材料的结构与性能特点

第一章材料的结构与性能 固体材料的性能主要取决于其化学成分、组织结构及加工工艺过程。所谓结构就是指物质内部原子在空间的分布及排列规律。 材料的相互作用 组成物质的质点(原子、分子或离子)间的相互作用力称为结合键。主要有共价键、离子键、金属键、分子键。 离子键 形成:正、负离子靠静电引力结合在一起而形成的结合键称为离子键。 特性:离子键没有方向性,无饱和性。NaCl晶体结构如图所示。 性能特点:离子晶体的硬度高、热膨胀系数小,但脆性大,具有很好的绝缘性。典型的离子晶体是无色透明的。 共价键 形成:元素周期表中的ⅣA、ⅤA、ⅥA族大多数元素或电负性不大的原子相互结合时,原子间不产生电子的转移,以共价电子形成稳

定的电子满壳层的方式实现结合。这种由共用电子对产生的结合键称为共价键。氧化硅中硅氧原子间共价键,其结构如图所示。 性能特点:共价键结合力很大,所以共价晶体的强度、硬度高、脆性大,熔点、沸点高,挥发度低。 金属键 形成:由金属正离子与电子气之间相互作用而结合的方式称为金属键。如图所示。 性能特点: 1)良好的导电性及导热性; 2)正的电阻温度系数; 3)良好的强度及塑性; 4)特有的金属光泽。 分子键 形成:一个分子的正电荷部位与另一分子的负电荷部位间以微弱静电引力相引而结合在一起称为范德华键(或分子键)。 特性:分子晶体因其结合键能很低,所以其熔点很低,硬度也低。但其绝缘性良好。 材料的结合键类型不同,则其性能不同。常见结合键的特性见表1-1。

晶体材料的原子排列 所谓晶体是指原子在其内部沿三维空间呈周期性重复排列的一类物质。晶体的主要特点是:①结构有序;②物理性质表现为各向异性;③有固定的熔点;④在一定条件下有规则的几何外形。 理想的晶体结构 1.晶体的基本概念 (1) 晶格与晶胞

铸铁与铸钢区别

钢铁中均含有少量合金元素和杂质的铁碳合金,按含碳量不同可分为: 生铁――含C为2.0~4.5% 钢――含C为0.05~2.0% 熟铁――含C小于0.05% 铸铁是含碳量在2%以上的铁碳合金。 工业用铸铁一般含碳量为2%~4%。碳在铸铁中多以石墨形态存在,有时也以渗碳体形态存在。除碳外,铸铁中还含有1%~3%的硅,以及锰、磷、硫等元素。 合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。 铸铁 可分为: ①灰口铸铁。含碳量较高(2.7%~4.0%),碳主要以片状石墨形态存在,断口呈灰色,简称灰铁。熔点低(1145~1250℃),凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。 ②白口铸铁。碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体形态存在,断口呈银白色。凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹。硬度高,脆性大,不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。 ③可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁。其组织性能均匀,耐磨损,有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。 ④球墨铸铁。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。

比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。灰口铸铁→球化→球墨铸铁 ⑤蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的零部件。 ⑥合金铸铁。普通铸铁加入适量合金元素(如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等)获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化,从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。 铸钢 用以浇注铸件的钢。铸造合金的一种。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。 ①铸造碳钢。以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。含碳小于0.2%的为铸造低碳钢,含碳0.2%~0.5%的为铸造中碳钢,含碳大于0.5%的为铸造高碳钢。随着含碳量的增加,铸造碳钢的强度增大,硬度提高。铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性,成本较低,在重型机械中用于制造承受大负荷的零件,如轧钢机机架、水压机底座等;在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等。 ②铸造低合金钢。含有锰、铬、铜等合金元素的铸钢。合金元素总量一般小于5%,具有较大的冲击韧性,并能通过热处理获得更好的机械性能。铸造低合金钢比碳钢具有较优的使用性能,能减小零件质量,提高使用寿命。

铸钢与铸铁的区别

关于铸钢与铸铁的铸造问题 铸钢与铸铁的铸造都是铸造铁合金——铸造铁与碳组成的铁碳合金,属黑色金属铸造。 一、铸钢与铸铁化学成分的区别 钢铁均是含有少量合金元素和杂质的铁碳合金,按含碳量不同可分为:熟铁――含C小于0.05% 钢――含C为0.05~2.0% 铸铁是含碳量在2%以上的铁碳合金。 工业用铸铁一般含碳量为2%~4%。碳在铸铁中多以石墨形态存在,有时也以渗碳体形态存在。除碳外,铸铁中还含有1%~3%的硅,以及锰、磷、硫等元素。 合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。 铸铁可分为: ①灰口铸铁。含碳量较高(2.7%~4.0%),碳主要以片状石墨形态存在,断口呈灰色,简称灰铁。熔点低(1145~1250℃),凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。 ②白口铸铁。碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体形态存在,断口呈银白色。凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹。硬度高,脆性大,不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。 ③可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁。其组织性能均匀,耐磨损,有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。 ④球墨铸铁。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。 ⑤蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的零部件。 ⑥合金铸铁。普通铸铁加入适量合金元素(如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等)获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化,从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。 铸钢 用以浇注铸件的钢。铸造合金的一种。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。 ①铸造碳钢。以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。 含碳小于0.2%的为铸造低碳钢; 含碳0.2%~0.5%的为铸造中碳钢;

材料结构与性能的关系

关于新型材料结构与性能的关系相关文章读后感 通过阅读文献,我了解了关于新型材料的一些基础知识。 新型材料是指那些新近发展或正在发展的、具有优异性能和应 用前景的一类材料。新型材料的特征: (1)生产制备为知识密集、技术密集和资金密集; (2)与新技术和新工艺发展密切结合。如:大多新型材料通过 极端条(如超高压、超高温、超高真空、超高密度、超高频、 超高纯和超高速快冷等)形成。 (3)一般生产规模小,经营分散,更新换代快,品种变化频繁。 (4)具有特殊性能。如超高强度、超高硬度、超塑性,及超导 性、磁性等各种特殊物理性能。 (5)其发展与材料理论关系密切。 新型材料的分类,根据性能与用途分为新型结构材料和功能材料。新型结构材料是指以力学性能为主要要求,用以制造各种机器零件和工程结构的一类材料。新型结构材料具有更高力学性能(如强度、硬度、塑性和韧性等),能在更苛该介质或条件下工作。 功能材料指具有特定光、电、磁、声、热、湿、气、生物等性能的种类材料。广泛用于能源、计算机、通信、电子、激光、空间、生命科学等领域。根据材料本性或结合键分为金属材料、元机非金属材料、高分子材料、复合材料 新型材料,在国民经济中具有举足轻重的地位。对新一代材

料的要求是:(1)材料结构与功能相结合。(2)开发智能材料。 智能材料必须具备对外界反应能力达到定量的水平。目前的材料还停留在机敏材料水平上,机敏材料只能对外界有定性的反应。 (3)材料本身少无污染,生产过程少污染,且能再生。(4)制造材料能耗少,本身能创造新能源或能充分利用能源。 材料科学发展趋势:(1)研究多相复合材料。指两个或三个主相都在一个材料之中,如多相复合陶瓷材料,多相复合金属材料,多相复合高分子材料,金属—陶瓷、金属—有机物等。(2)研究并开发纳米材料。①把纳米级晶粒混合到材料中,以改善材料脆性。②利用纳米材料本身的独特性能。 基于材料结构和性能关系研究的材料设计,其核心科学问题有三: (l)寻找决定材料体系特性的关键功能基元; (2)材料微观结构和宏观功能特性的关系的研究; (3)基于功能基元材料体系的设计原理。 各种新型材料的开发研究越来越引起人们的重视,活性碳纤维(ACF)(或纤维状活性碳(FAC)是近几十年迅速发展起来的一种新颖的高效吸附材料。 ACF的吸附性能与其结构特征有密切关系.影响性能的结构因素可分为两个方面:其一为孔结构因素,如比表面积、孔径、孔容等。在通常情况下,比表面积与吸附量有正比关系;其二为表面官能团的种类和含量,例如含氮官能团的ACF对含硫化合物有优异的吸附能力.

铸铁的概念及分类

铸铁的概念及分类 铸铁是含碳量大于2.11%(一般为2.5~4%)的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主要组成元素并比碳钢含有较多的锰、硫、磷等杂质的多元合金。有时为了提高铸铁的机械性能或物理、化学性能,还可加入一定量的合金元素,得到合金铸铁。早在公元前六世纪春秋时期,我国已开始使用铸铁,比欧洲各国要早将近二千年。直到目前为止,在工业生产中铸铁仍然是最重要的材料之一。 铸铁的分类 一.根据碳在铸铁中存在形式的不同,铸铁可分为 1.白口铸铁碳除少数溶于铁素体外,其余的碳都以渗碳体的形式存在于铸铁中,其断口呈银白色,故称白口铸铁。目前白口铸铁主要用作炼钢原料和生产可锻铸铁的毛坯。 2.灰口铸铁碳全部或大部分以片状石墨存在于铸铁中,其断口呈暗灰色,故称灰口铸铁。 3.麻口铸铁碳一部分以石墨形式存在,类似灰口铸铁;另一部分以自由渗碳体形式存在,类似白口铸铁。断口中呈黑白相间的麻点,故称麻口铸铁。这类铸铁也具有较大硬脆性,故工业上也很少应用。 二.根据铸铁中石墨形态不同,铸铁可分为 1.灰口铸铁铸铁中石墨呈片状存在。 2.可锻铸铁铸铁中石墨呈团絮状存在。它是由一定成分的白口铸铁经高温长时间退火后获得的。其机械性能(特别是韧性和塑性)较灰口铸铁高,故习惯上称为可锻铸铁。 3.球墨铸铁铸铁中石墨呈球状存在。它是在铁水浇注前经球化处理后获得的。这类铸铁不仅机械性能比灰口铸铁和可锻铸铁高,生产工艺比可锻铸铁简单,而且还可以通过热处理进一步提高其机械性能,所以它在生产中的应用日益广泛。 铸铁分类及牌号表示方法 铸铁是含碳大于2.1%的铁碳合金,它是将铸造生铁(部分炼钢生铁)在炉中重新熔化,并加进铁合金、废钢、回炉铁调整成分而得到。与生铁区别是铸铁是二次加工,大都加工成铸铁件。铸铁件具有优良的铸造性可制成复杂零件,一般有良好的切削加工性。另外具有耐磨性和消震性良好,价格低等特点。 铸铁牌号的表示方法:(根据GB5612-85) 各种铸铁代号,由表示该铸铁特征的汉语拼音字母的第一个大写正体字母组成。当两种铸铁名称的代号字母相同时,可在该大写正体字母后加小写正体字母来区别。同一名称铸铁,需要细分时,取其细分特点的汉语拼音第一个大写正体字母,排列在后面。 铸铁名称,代号及牌号表示方法 铸铁名称...............代号牌号..................表示方法实例 灰铸铁....................HT.........................HT100

铸铁和铸钢的区别

铸铁和铸钢的区别 铸铁和铸钢本质的区别在于化学成分不同,在工程上,一般认为含碳量高于2%为铁,低于此值为钢。 由于成分不同,所以组织性能也不一样,一般来说,钢的塑性和韧性较好,表现为延伸率、断面收缩率和冲击韧性好,铁的力学性能表现为硬而脆。 有的铸铁还有一些特殊的性能,具体分析如下: 铸铁(cast iron)含碳量在2%以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含碳量为2%-4%。碳在铸铁中多以石墨形态存在,有时也以渗碳体形态存在。除碳外,铸铁中还含有1%-3%的硅,以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。铸铁可分为: ①灰口铸铁。含碳量较高(2.7%-4.0%),碳主要以片状石墨形态存在,断口呈灰色,简称灰铁。熔点低(1145-1250℃),凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。 ②白口铸铁。碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体形态存在,断口呈银白色。凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹。硬度高,脆性大,不能承受冲击载荷。

③可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁。其组织性能均匀,耐磨损,有良好的塑性和韧性。 ④球墨铸铁。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。 ⑤蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。 ⑥合金铸铁。普通铸铁加入适量合金元素(如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等)获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化,从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。 铸钢(cast steel )用以浇注铸件的钢。铸造合金的一种。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。 ①铸造碳钢。以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。含碳小于0.2%的为铸造低碳钢,含碳0.2%-0.5%的为铸造中碳钢,含碳大于0.5%的为铸造高碳钢。随着含碳量的增加,铸造碳钢的强度增大,硬度提高。铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性,成本较低,在重型机械中用于制造承受大负荷的零件。 ②铸造低合金钢。含有锰、铬、铜等合金元素的铸钢。

球墨铸铁、铸铁、铸钢的区别

球墨铸铁、铸铁、铸钢的区别? 与铸铁相比,球墨铸铁在强度方面具有绝对的优势。球墨铸铁的抗拉强度是60k,而铸铁的抗拉强度只有31k。球墨铸铁的屈服强度是40k,而铸铁并没有显示出屈服强度,并且最终出现断裂。球墨铸铁的强度-成本比远远优于铸铁。 球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。球墨铸铁具有更高的屈服强度,其屈服强度最低为40k,而铸钢的屈服强度只有36k。在大部分市政应用领域,如:水、盐水、蒸汽等,球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。由于球墨铸铁的球状石墨微观结构,在减弱振动能力方面,球墨铸铁优于铸钢,因此更加有利于降低应力。选择球墨铸铁的一个重要的原因在于球墨铸铁比铸钢成本低。球墨铸铁的低成本使得这种材料更加受欢迎,铸造效率更高,也较少了球墨铸铁的机加工成本。 作为钢的替代品,1949年人类开发了球墨铸铁。铸钢含碳量少于0.3%,而铸铁和球墨铸铁含炭量量则至少为3%。铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。 铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。在球墨铸铁内,这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。这种改进后的球体使得使得球墨铸铁比铸铁和钢相比具有更加优异的物理性能。正是这种碳的球状微观结构,使得球墨铸铁具有更加良好的展延性和抗冲击性,而铸铁内部的薄片形式导致铸铁没有展延性。通过铁素体基体可获得最佳的展延性。 因此,球墨铸铁的压力负载部件都经过铁素体化退火周期的工艺处理后,球墨铸铁内部的球状结构也能够消除铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。在球墨铸铁的微观照片中,可以看见裂缝游行到石墨球后终止。在球墨铸铁行业内,这些石墨球称为“裂缝终结者”,因为它们具有阻止断裂的能力。

铸钢和球铁比较终版

关于铸钢WCB(ZG230-450))和球铁(QT450-10)的比较 1.材质介绍及机械性能比较: 铸钢:以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。 铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性,成本较低,在重型机械中用于制造承受大负荷的零件,如轧钢机机架、水压机底座等;在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩;工矿项目中的阀体、泵、容器或大容量电站的汽轮机壳体等。 球铁:将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。

通过以上两个表格可以发现: a.铸钢延展性更好强度高(即更耐压),热处理工艺性能好,可控性更高。 b.球铁的韧-----脆转折温度比铸钢高,金属材料耐低温主要是韧性-脆性转变温度低于使用温度,所以铸钢的耐低温(-29℃)性能要优于球铁(-19℃)。 c.金属材料在一定的温度和压力下,随时间的延续所发生的缓慢、连续的塑性形变现象称为蠕变现象,即金属材料的耐高温性能。铸钢由于韧性等机械性能优于球铁材质,所以耐高压(425℃)性能要优于球铁(350℃) 2.铸造性能比较: 在球铁铸件铸造生产中,常见的铸件缺陷除有灰铸铁件的一般缺陷外,还有球化不良、球化衰退、夹渣、锁松、石墨漂浮、皮下气孔等,但铸钢不会存在类似铸造缺陷,所以铸钢铸造工艺更可控,不易产生铸造缺陷,如砂眼、气泡、裂纹等。 3.焊接性能比较: a.球墨铸铁的焊接性能很差,它和灰铸铁一样,其焊接工艺主要用于缺陷焊 补或旧件修复。从理论上讲,球墨铸铁比灰铸铁还难焊接,因为球墨铸铁属于高强度铸铁,它的焊接接头在焊补重熔时不仅要求碳的石墨化,还要保证石墨呈球状(即球化),这在焊接条件下是很难完成的。因此,球墨铸铁接头经焊接后,一般很难达到与母材的强度或塑性相等的要求。由于焊接接头的力学性能不能满足使用要求,所以,球墨铸铁件是很少用焊接方法来修复的。 b.低碳钢用普通焊条,中碳钢用506焊条,普通弧焊机就可以进行焊接,且 修复后力学性能基本可以达到母材的标准。 4.对碱液的耐腐蚀性能比较: 在碱液腐蚀的过程中,最典型的就是应力腐蚀开裂,即通常所说的“碱脆”实际上,对于50%的碱液,金属材料的应力腐蚀在约50℃以上时就会发生。若是沸腾的碱液,只要浓度达到5%就可发生。碱液的浓度愈稀,温度愈低,金属材料

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