灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关

灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关

要点:1、炭素行业龙头,积极实施战略转型。公司是我国炭素企业的龙头,是全国唯一的新型炭砖生产基地,产能位居亚洲第一、世界第三,但国内企业产品主要还是集中于普通功率石墨电极和炭砖等传统炭素领域。为了适应钢铁等行业结构调整的要求并将公司打造成复合型炭素制品研发和生产基地,近年来公司加快了产品结构调整并在核石墨、纳米炭材料、特种石墨、碳纤维、石墨导热片等产品领域取得突破。

2、针状焦项目将进一步完善公司产业链。由于顶级特殊钢必须使用以优质针状焦生产的超高功率石墨电极冶炼才能得到,而针状焦的生产工艺仅由美国、英国和日本所掌握,所以,长期以来我国针状焦主要依赖进口,不仅成本高昂而且供应不稳定,严重制约了国内超高功率石墨电极的产量。目前公司自身每年对针状焦的需求已达到近10万吨左右,但进口供应不稳定在很大程度上阻碍了公司产品结构的优化升级。通过努力,公司已成功研制出了油系针状焦,经中试小批量试制出了符合要求的超高功率石墨电极,现已具备进入规模化生产阶段的基本条件。公司拟通过非公开发行投资建设10万吨/年油系针状焦项目,项目建成后将满足公司自身的需要,从而进一步完善公司的产业链。

3、特种石墨业务将支撑公司未来业绩增长。特种石墨被广泛应用于半导体、光伏太阳能、电火花及模具加工、核能、冶金、航天等众多领域,但国内特种石墨的市场供给明显不足。公司拟通过非公开发行投资建设3万吨/年特种石墨制造与加工项目,预计该项目将于2014年建成投产,由于特种石墨售价为10万元/吨左右,而毛利率更是高达50%-60%,所以3万吨/年特种石墨项目投产后将支撑公司未来业绩增长空间。

4、钢市有望回暖,铁精粉依旧是公司的现金牛业务。公司铁精粉产能100万吨/年,毛利率一直在50%甚至60%以上,铁精粉业务的收入占比只有30%左右但利润占比却达到50%以上,可以说铁精粉业务是公司的现金牛业务。尽管全球经济疲软降低了建筑业和制造业对钢铁的需求,但目前钢铁价格已经跌破了很多钢铁企业的成本价,随着铁工基等各项刺激政策的出台,预计2013年钢铁市场有望逐步回暖,铁精粉业务对公司业绩的贡献有望维持稳定。

5、给予公司“增持”评级。经过测算,我们预计方大炭素2012-2014年的EPS分别为:0.40元,0.47元,0.66元,对应的PE分别为24X,21X,15X。与可比公司相比,公司的估值优势明显。考虑到公司正积极进行战略转型,铁精粉业务将给业绩带来稳定支撑,特种石墨业务将撑起公司未来业绩增长,所以我们首次给予公司“增持”的投资评级。

6、主要风险提示:1、钢铁行业继续萎缩;2、非公开发行项目遇阻。(

机械干式冲击复合法是提高和改善颗粒复合化的有效手段之一。与传统混合工艺对比,通过PCS(机械干式冲击复合法之一)进行包覆,可使膨胀石墨微粉粒子粘附或嵌入二氧化锰粒子表面,使两者的分散更均匀。

由于影响膨胀石墨/γ-MnO2复合粉体的电性能因素众多,其中除了原料的电导率和颗粒粒径之外,包覆粒子在基体间的分散和包覆状况、锰环的孔隙率也是很重要的两方面。因此,若能实现包覆率和孔隙率的最优化,则有利于膨胀石墨/γ-MnO2复合粉体包覆工艺的深入研究,对改善碱锰电池正极材料的电性能也有积极的作用。本文结合大量的实验研究和定量分析,通过性

能表征和相关实验的研究,取得了的相应的成果。研究结果表明:

(1)膨胀石墨的粒径分布较窄,平均粒径也较小,分散效果较佳,比微晶石墨更适用于电解二氧化锰的包覆。

(2)随着PCS转速和处理时间的增大,颗粒受到的冲击能越大,颗粒越密实,混合粉体的包覆效果越好,但锰环的孔隙率也随之下降,不利于电化学反应的进行。转速较高(≥1500rpm)或较低(600rpm)时,电池的开压和放电次数均偏低,内阻偏大;当处理时间为8min时,复合粉体包覆不够均匀;为12min时,复合粉体内细小颗粒发生团聚。当转速为1000rpm,处理时间为10min时,其开压和放电次数达最大。

(3)过量的硬脂酸锌会增大复合粉体的内阻,过少的硬脂酸锌不利于锰环的脱模,最佳的硬脂酸锌与锰粉的配比为0.5:100。经预热的混合粉体,由于硬脂酸锌的融化,使颗粒间易发生吸附团聚现象,从而降低粉体流动性,不利于膨胀石墨的分散。

(4)锰粉与膨胀石墨的配比为100:7时,电池的放电性能最佳,增加或减小此配比,均会降低其放电能力。综上可知,当PCS转子转速为1000rpm,处理时间为10min,二氧化锰、膨胀石墨和硬脂酸锌的质量分数比为100:7:0.5(4#-1)时,混合粉体的复合率和孔隙率的组合较优,电性能也较佳。

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。

系统地测定了稀土镁球墨铸铁的力学性能及其他性能，测定了稀土镁球墨铸铁的比重、导热性、电磁性等物理性能，结合金相标准研究了石墨和基体组织对球墨铸铁性能的影响规律。系统地测定了铁素体球墨铸铁在常温、低温、静态和动态条件下的各种性能。此外，还研究了稀土镁球墨铸铁的应力应变性能、小能量多冲抗力和断裂韧性，并开始用于指导生产。结合球墨铸铁齿轮的应用，还系统地研究了球墨铸铁的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，以及球墨铸铁齿轮的点蚀、剥落机理等。

制造步骤

（一）严格要求化学成分，对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高，降低球墨铸铁中锰，磷，硫的含量

（二）铁液出炉温度比灰铸铁更高，以补偿球化，孕育处理时铁液温度的损失

（三）进行球化处理，即往铁液中添加球化剂

（四）加入孕育剂进行孕育处理

（五）球墨铸铁流动性较差，收缩较大，因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸，合理应用冒口，冷铁，采用顺序凝固原则

（六）进行热处理

灰铸铁

灰铸铁碳量较高（为2.7%~4.0%），可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁；铁素体一珠光体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。

灰铸铁灰铸铁的组织和性能

组织：可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁；铁素体一珠光体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。

力学性能：灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响，铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大，强度和硬度最低，故应用较少；珠光体基体灰铸铁的石墨片细小，有较高的强度和硬度，主要用来制造较重要铸件；铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大，性能不如珠光体灰铸铁。故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。

其他性能：良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。

灰铸铁的热处理：

1.消除内应力退火

2.改善切削加工性退火

3.表面淬火

灰铸铁的密度灰铸铁分≥HT250与≤HT220，其密度分别为7.35g/cm?与7.2g/cm?。灰铸铁的熔点是1100~1300摄氏度球墨铸铁球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。力学性能及其他性能系统地测定了稀土镁球墨铸铁的力学性能及其他性能，测定了稀土镁球墨铸铁的比重、导热性、电磁性等物理性能，结合金相标准研究了石墨和基体组织对球

墨铸铁性能的影响规律。系统地测定了铁素体球墨铸铁在常温、低温、静态和动态条件下的各种性能。此外，还研究了稀土镁球墨铸铁的应力应变性能、小能量多冲抗力和断裂韧性，并开始用于指导生产。结合球墨铸铁齿轮的应用，还系统地研究了球墨铸铁的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，以及球墨铸铁齿轮的点蚀、剥落机理等。

制造步骤

（一）严格要求化学成分，对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高，降低球墨铸铁中锰，磷，硫的含量（二）铁液出炉温度比灰铸铁更高，以补偿球化，孕育处理时铁液温度的损失

（三）进行球化处理，即往铁液中添加球化剂

（四）加入孕育剂进行孕育处理

（五）球墨铸铁流动性较差，收缩较大，因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸，合理应用冒口，冷铁，采用顺序凝固原则

（六）进行热处理

球铁铸造性能

球墨铸铁的铸造性能与铸造工艺特点 发布时间：[2011-04-03] 浏览量：404 次 因为碳硅含量较高，球墨铸铁与灰铸铁一样具有良好的活动性和自补缩能力。但是因为炉前处理工艺及凝固过程的不同，球墨铸铁与灰铸铁相比在铸造机能上又有很大的差别，因而其铸造工艺也不尽相同。 一、球墨铸铁的活动性与浇注工艺 球化处理过程中球化剂的加入，一方面使铁液的温度降低，另一方面镁、稀土等元素在浇包及浇注系统中形成夹渣。因此，经由球化处理后铁液的活动性下降。同时，假如这些夹渣进入型腔，将会造成夹杂、针孔、铸件表面粗拙等锻造缺陷。 为解决上述问题，球墨铸铁在铸造工艺上须留意以下问题： （1）一定要将浇包中铁液表面的浮渣扒干净，?最好使用茶壶嘴浇包。 （2）严格控制镁的残留量，最好在0.06%以下。 （3）浇注系统要有足够的尺寸，以保证铁液能做尽快布满型腔，并尽可能不泛起紊流。 （4）采用半封锁式浇注系统，根据美国锻造学会推荐的数据，直浇道、横浇道与内浇道的比例为4：8：3。 （5）内浇口尽可能开在铸型的底部。 （6）假如在浇注系统中安放过滤网会有助于排除夹渣。 （7）适当进步浇注温度以进步铁液的充型能力并避免泛起碳化物。对于用稀土处理的铁液，其浇注温度可参阅我国有关手册。对于用镁处理的铁液，根据美国锻造学会推荐的数据，当铸件壁厚为25mm时，浇注温度不低于1315℃；当铸件壁厚为6mm时,浇注温度不低于1425℃。 二、球墨铸铁的凝固特性与补缩工艺特点 球墨铸铁与灰铸铁相比在凝固特性上有很大的不同，主要表现在以下方面： （1）球墨铸铁的共晶凝固范围较宽。灰铸铁共晶凝固时，片状石墨的端部始终与铁液接触，因而共晶凝 固过程进行较快。球墨铸铁因为石墨球在长大后期被奥氏体壳包抄，其长大需要通过碳原子的扩散进行，因而凝固过程进行较慢，以至于要求在更大的过冷度下通过在新的石墨异质核心上形成新的石墨晶核来维持共晶凝固的进行。因此，球墨铸铁在凝固过程中在断面上存在较宽的液固共存区域，其凝固方式具有粥状凝固的特性。这使球墨铸铁凝固过程中的补缩变得难题。 （2）球墨铸铁的石墨核心多。经由球化和孕育处理，球墨铸铁的石墨核心较之灰铸铁多良多，因而其共晶团尺寸也比灰铸铁细得多。

国内外常用金属材料牌号对照表

1 国内外常用金属材料牌号对照表 美国 中国 日本 USA CHINA JAPAN AST GB1220 JIS ANSI AST M 法国 英国 德国 FRANCE UK GERMANY NFA35-572 BS970 D IN17440 NFA35-576-5 BS144 DIN17224 82 9 NFA35-584 1Cr17Mn6 SUS201 201-1 S2010 1Cr18Mn8Ni5N SUS202 202 S2020 284S1 0 6 X12CrNi177 SZ12CN17.07 1Cr17Ni7 SUS301 301 S3010 301S2 0 1 X12CrNi188 Z10CN18.09 1Cr18Ni9 SUS302 302 S3020 302S2 0 5 X5CrNi189 Z6CN180.9 1Cr18Ni9Si3 SUS302B 302B S3021 5 OCr18Ni9 SUS304 304 S3030 304S1 0 5 X2CrNi189 Z2CN180.9 O OCr19Ni10 SUS304L 304 S3040 304S1 3 2 Z5CN18.09A 2 304N OCr19Ni9N SUSNI S3045 1 S3045 3 X2CrNiN181 0 Z2CN18.10N OOCr18Ni10N SUSLN 304L N X5CrNi1911 Z8CN18.12 1Cr18Ni12 SUS305 305 S3050 305S1 0 9 2Cr23Ni13 SUS309 309 S3090 Ocr23Ni13 SUS309S 309S S3090 8 Ocr25Ni20 SUS310S 310S S3100 8 X5CrNiMo18 12 Z6CND17.12 OCr17Ni12Mo2 SUS316 316 S3160 316S1 X2CrNiMo18 Z2CND17.12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 1 0 1 3 1 1

试从石墨的存在来分析灰铸铁的力学性能和其他特殊性能

1、试从石墨的存 在来分析灰铸 铁的力学性能 和其他特殊性 能 力学性能：灰铸铁中碳以石墨片的形态存在于基体中，因此灰铸铁充型能力强、收缩性小、产生裂纹的倾向性也低。特殊性能：铸造性能好，一般不需要炉前处理可直接浇注，无需冒口和冷铁，铸造工艺简单且成型后一般不需要热处理。 2、设计铸造结构 时，对铸件的外 壁和内腔如何 考虑 外壁：避免外部的侧凹、分型面应平直、凸台和肋的结构应便于起模、减少分型面的数目、铸件应具有结构斜度。内腔：尽量少用或不用型芯、应使型芯安放稳定、排气通畅、清理方便、铸件结构中应避免封闭空腔。3、为什么要考虑 模锻斜度和圆 角半径？有利 于锻件从模膛 中取出、利于金 属流动和增大 锻件强度，防止 锻件中产生裂 纹减缓磨损。锤 上模锻带孔的 锻件时不能锻 出通孔的原因： 要留出一定厚 度的冲孔连皮， 防止在冲除时 损坏锻模。 4、周铣法：用圆柱 铣刀铣削工件 表面的方法称 为周铣法端铣 法：用面铣刀铣 削工件表面的 方法称为端铣 法成批加工 中采用端铣法 5、基准是零件上 用于确定其他 点线面的位置 所依据的那些 点线面工艺 基准：零件在制 造和装配过程 中使用的基准 为工艺基准 精基准：利用已 经加工过的表 面作为定位基 准称为精基准， 其原则是：保证 互相位置要求 原则、保证加工 余量合理分配 原则、便于工件 安装原则、粗基 准步重复使用 原则 6、切削热是如何 产生的？它对 切削加工有何 影响？切削过 程中变形抗力 与摩擦阻力所 消耗的工绝大 部分转换为切 削热。影响：使 刀头部分温度 升高，导致刀具 硬度降低，刀具 材料的切削性 能下降，加速刀 具磨损、使工件 温度升高产生 热变形而影响 加工精度 1生产铸钢件为什 么比铸铁件容易出 现缩孔，粘沙等缺 陷？应如何防止？ 答；原因，铸钢件 比铸铁件的合金液 压收缩性和凝固性 更显著，较难得到 相应液压金属的补 充。故此铸件更容 易出现缩孔，粘沙 等缺陷。防止；1 在热节处安放冒口 2难以设置冒口的 厚大部位安放冷铁 3在铸件厚大部位 设置内浇口。 2什么是冷变形？ 金属经冷变形后， 组织和性能发生了 什么变化？有何办 法来消除加工硬 化？ 答；1冷变形是在 再结晶温度一下进 行的塑性变形过 程。2金属经冷变形 后晶格严重畸变导 致位错滑移阻力增 大，塑性变形抗力 提高即硬度和强度 显著提高，塑性和 韧性下降，产生加 工硬化现象。3退 火，回火，再结晶。 3预锻模膛和终锻 没烫的作用有何不 同？飞边槽的作用 是什么用？ 答；预锻没烫的作 用是使金属终锻时 更容易充满模腔并 减少终端没烫的磨 损，延长其使用寿 命，保证锻件的质 量。终端模腔的作 用是是坯料变形到 锻件所需的形状和 尺寸。飞边槽的作 用是是金属充满没 烫及容纳多余金 属。 4产生焊接应力的 原因是什么？减少 焊接应力的措施？ 答；焊缝区温度最 高，其两侧的温度 随距焊缝距离的增 大而降低。由于金 属材料具有热胀冷 缩的特征，所以当 焊件各区加热温度 不同时，其单位长 度伸长量也不同， 因此。。 措施 5什么是周铣法？ 用周洗发铣平面时 顺铣和逆铣各有何 优缺点？ 答；用圆柱铣刀铣 削工件表面的方法 成为周铣法。逆铣 容易使刀具磨损， 增大了工件表面的 粗糙度值，并在已 加工表面产生冷硬 层。顺铣切削时从

铸铁中的五种石墨型

铸铁中的五种石墨型 字体大小：大| 中| 小2007-05-18 22:12 - 阅读：247 - 评论：0 A型石墨是在铸铁的石墨生核能力较强、冷却速率较低、在过冷度很小的条件下发生共晶转变时形成的。在光学显微镜下观察时，石墨呈均匀分布的弯曲片状，无方向性，其长度则因铸铁的生核条件和冷却速率而不同。高品质的结构铸件，都希望其具有中等长度的A型石墨。 B型石墨在光学显微镜下呈菊花状，共晶团中心部位石墨片比较细小，外围的石墨片较粗大。实际上，中心部位是D型石墨，外围是A型石墨。B型石墨的生核条件比A型石墨差，共晶转变时的过冷度也比形成A型石墨时大，结晶时先在共晶团中心部位产生过冷石墨（D型），释放的结晶潜热使周边的过冷度降低、形成A型石墨。如B型石墨为量不多，对铸铁的性能影响不大，一般情况下可允许其存在。 C型石墨主要出现于碳当量很高（过共晶）、冷却缓慢的铸铁中，有粗大片状初生石墨，也有小片状石墨，有时部分石墨片上有带尖角的块状。过共晶铁液冷却时，通过液相线后，在一定的过冷度下析出初生石墨，并在液相中逐渐长大。由于结晶温度较高，成长时间较长，形成分枝较少的粗大片状。温度降低到共晶温度时，发生正常的共晶转变，这时产生的石墨是正常的共晶石墨（A型石墨），最终的结果是在粗大的石墨片之间分布有正常的共晶石墨。因此，C型石墨是由粗大、块状石墨和A型石墨构成的。C型石墨可使铸铁的热导率提高，改善其抗热冲击的能力，但对铸铁的力学性能影响较大，一般的结构铸件不应有这种石墨。 亚共晶铸铁中，偶尔也能见到这种石墨。如：用感应电炉熔炼而炉料中生铁块用量过多时，由于原生铁遗传的影响，就可能出现带尖角的块状石墨；孕育剂加入量过大，造成局部硅元素富集，也会产生这种石墨。

石墨形态

共晶石墨(A、D、E、B型及珊瑚状石墨)的形成 在共晶结晶阶段生长的片状石墨依分布及形态特点可分成A、D、E、B型石墨，它们分别在不同化学成分及过冷条件下形成。 A型石墨是生长于早期形成的共晶晶粒内的片状石墨。在过冷度不大、成核能力较强的熔液中生成。由于分枝不很发达，故石墨分布较为均匀。A型片状石墨是非正常共晶反应条件下形成的，石墨片超前生长几乎像初生相。 D型石墨又称过冷石墨，大的过冷造成强烈的石墨分枝是生成这种石墨的主要原因。石墨分散度大，比A型石墨更细更短。尺寸在20%26mu;ml以下，大部分在2～%26mu;gm范围内。在奥氏体枝晶问呈无方向性分布。石墨端部曲率半径小，近似尖形。根据共晶系的分类，D型过冷石墨是在石墨与奥氏体高度共生的正常共晶条件下形成的。石墨与奥氏体以相同的生长速度同时伸入液体，从而限制了它的长大。石墨呈极度弯曲的短片，低倍率下观察几乎是小点状。 根据D型石墨的生长机制，凡是增加过冷度使石墨加剧分枝的因素均有利于A 型石墨向D型石墨的转变。例如：激冷铸型灰铸铁、连铸制品、低硫 (w(S)%26lt;0.01％)铸铁件、真空熔炼、高温过热都容易生成D型石墨。 生产上制取D型石墨常用的方法是向高碳当量的铁液中加Ti。铸铁的钛含量依碳当量变化而变化，碳当量偏低时，Ti量可少，碳当量增高时Ti量随之增高。例如：CE=4.0％时，对应加入w(Ti)=0.10％～0.15％；CE=4.3％时， w(Ti)=0.15％～0.20％；当CE=4.7％时，w(Ti)=0.20％～0.25％。文献[54]指出，为使过共晶铸铁用金属型铸造得到D型石墨，铸铁的含Ti量是重要条件。在CE=4.5％时w(Ti)=0.085％；CE=4．44％时，w(Ti)=0.075％则可得到最优的强度。为获得所需的显微组织，以及抗拉强度与良好的切削性能的最佳结合，钛的质量分数不宜超过0.1％。 钛降低铁液的共晶温度，提高自身的过冷倾向，促使石墨大量分枝。众多的短小、弯曲D型石墨缩短了碳的扩散距离，使石墨附近的奥氏体在铸件冷却过程转化成铁素体(见图1)，导致力学性能降低。但是由于：①奥氏体枝晶多。②D型石墨短小，对基体的割裂作用小。③D型石墨共晶团有良好的团球状外形(见图2)等原因，与相同基体的铸铁相比，D型石墨铸铁往往具有较高的强度。

球墨铸铁件淬火及组织

球墨铸铁为什么要进行淬火处理？怎样进行淬火处理？ 球墨铸铁的基体组织，一般都是珠光体和铁素体，或者为珠光体。为了改善铸件的机械性能，提高它的硬度、强度和它的耐磨性，往往也对它进行淬火处理，淬火的目的也和钢淬火的目的相似，但它主要是为了获得更高硬度的马氏体组织或托氏体组织，有时也是为了在随后回火中获得一定的组织和机械性能而进行的。 球墨铸铁的淬火与钢的淬火基本相同，不过它淬火的加热温度，保温时间及冷却速度等一般与它的化学成分的关系不大，而主要取决于它的基体组织。下面就来说明球墨铸铁淬火时加热温度、保温时间与冷却的问题。 (一)加热温度 球墨铸铁铸件淬火时加热温度，对于铸件淬火后的硬度有着直接的影响，铸件淬火温度一般推荐为：800-900℃。这样淬火后它的硬度可达HRC60左右。但不宜超过900℃。 铸件淬火的加热温度与基体组织有关，如果它的基体为珠光体(第三、四种类型)，加热时应取下限，即可在上时(第一、二种类型)，加热温度应取上限，即在860-900℃。但是不论在什么场合下，铸件的淬火加热温度不宜低于800℃，也不能高出900℃。因为低于800℃，就不能得到均匀一致的奥氏体，淬火后的组织将是不能令人满意的，若淬火温度高于900℃时，淬火后便会保留大量的残余奥氏体，使硬度下降，也不能达到预期的效果。 (二)保温时间 铸件淬火时的加热温度与基体组织有关，而且铸件淬火加热时保温时间除了与断面大小有关外，也与基体组织有关。因此，当确定铸件淬火的保温时间时，亦应考虑断面于基体组织。例如，当铸件的有效厚度在20毫米时，若把它在普通箱式炉中加热，则应根据其基体组织来决定保温时间。如果它的基体组织全班为珠光体，则保温0.5-1小时就足够了。倘若基体中有50%左右的铁素体时，保温时间应增加到1-2小时，若铁素体占80%左右，淬火保温时间还要延长，一般为3小时左右。

石墨性质构成诠释

济源锦生炭素有限公司 网址：https://www.wendangku.net/doc/5a9438646.html, 2012-8-21 [在此处键入文档的摘要。摘要通常是对文档内容的简短总结。在此处键入文档的摘要。摘要通常是对文档内容的简短总结。]

目录 第一章总论 (2) 第二章概述 (2) 2．1石墨的定义 (2) 2．2石墨的分类 (2) 第三章玻璃钢的基本性质 (3) 3．1物理性质 (3) 3．2化学性质 (5) 3．3玻璃钢的优点 (7) 3．4玻璃钢的缺点 (8) 3．5玻璃钢的用途 (8) 3．6玻璃钢的市场应用 (9) 第四章玻璃钢的制造工艺 (10) 4．1手糊成型工艺 (10) 4．2压膜成型法 (11) 4．3缠绕成型法 (12) 4．4拉挤成型法 ............................................ 错误！未定义书签。未找到目录项。 5．1国外玻璃钢发展概况 (14)

5．2我国玻璃钢/复合材料行业基本概况 (15) 结语 (17) 一、基本概况 由于石墨的特殊原子结构，使其具有以下主要特性： 石墨是元素碳(C)结晶的矿物之—。根据石墨结晶程度的不同，分为品质石墨与隐品质石墨两大类。晶质石墨又分为块状石墨、品质鳞片状石墨。隐品质石墨呈上状产出，故又称土状石墨。 由于石墨具有许多优良性能，因而广泛应用于冶金、机械、石油、化工、轻工、国防等工业部门。 石墨呈铁黑色、钢灰色，有金属光泽，不透明。石墨的硬度只有异向性，垂直解理面方向莫氏硬度为3—5，平行解理面方向为1—2。密度2．09—2．23g／cm。石墨属六方晶系，具有典型的层状构造。层内碳原子以共价键结合，层间则靠分子键联系，故石墨具有(0001)的极完全解理。 2．石墨是热和电的良导体。其传热性和导电性能与大多数金属差不多，但又具备其独自的特点。一般的金属当温度升高时，导热系数也随之升高，而石墨的导热系数却相反，温度升高时，其导热系数却下降。17只在极高的温度下，石墨趋于绝缘状态。因此在超高温条件下，石墨的隔热性能是非常可靠的。 膨胀石墨材料具有抗热震、耐腐蚀、密封不透性等特点。但一般抗拉强度低、韧性差，易粉碎、抗氧化性差。为了改进这些不足之处，主要的途径是和其他材料复合，制成膨胀石墨复合材料。 (2)生产工艺流程可膨胀石墨的酸浸氧化U； (一)鳞片石墨国家标准 二、石墨产品标准 (2)主要用于钢铁工业不同膨胀指数的可膨胀行墨，足炼钢厂配制各种不同型号发热剂(钢锭浇铸保温缩门剂)不可缺少的主要原料之一。材降低钢坯缩孔切头率，提高钢锭的成材率有较显著的经济效果。 艺流程见图4．1．3。 W78—Z：无定形石墨粒，固定碳78％，粒度范围0．6—6．0mmo 1．产品分类根据生产方法和固定碳含量将鳞片石墨分为四种：高纯石墨、高碳石墨、中碳石墨、低碳石墨。

灰铸铁中各元素作用

灰铸铁中各元素作用 1、碳、硅 碳、硅都是强烈地促进石墨化的元素，可用碳当量来说明他们对灰铸铁金相组织和力学性能的影响。提高碳当量促使石墨片变粗、数量增加，强度硬度下降。相反降低碳当量可减少石墨数量、细化石墨、增加初析奥氏体枝晶数量，从而提高灰铸铁的力学性能。 但是降低碳当量会导致铸造性能下降。 2、锰：锰本身是稳定碳化物、阻碍石墨化的元素，在灰铸铁中具有 稳定和细化珠光体作用，在 Mn=0．5％～1％范围内，增加锰量，有利于强度、硬度的提高。 3、磷：铸铁中含磷量超过0.02%，就有可能出现晶间磷共晶。磷在奥 氏体中的溶解度很小，铸铁凝固时，磷基本上都留在液体中。共晶凝固接近完成时，共晶团之间剩余的液相成分接近三元共晶成（Fe-2%、C-7%、P）。此液相约在955℃凝固。 铸铁凝固时，钼、铬、钨和钒都偏析于富磷的液相中，使磷共晶的量增多。铸铁中含磷量高时，除磷共晶本身的有害作用外，还会使金属基体中所含的合金元素减少，从而减弱合金元素的作用。 磷共晶液体在凝固长大的共晶团周围呈糊状，凝固收缩很难得到补给，铸件出现缩松的倾向较大。 4、硫：降低铁液流动性，增加铸件热裂倾向，是铸件中的有害元素。 很多人认为硫含量越低越好，实则不然，当硫含量≤0．05％时，此种铸铁对我们使用的普通孕育剂来说不起作用，原因是孕育衰

退的很快，常常在铸件中产生白口。 5、铜：铜是生产灰铸铁最常加入的合金元素，主要原因是由于铜熔 点低（1083℃），易熔解，合金化效果好，铜的石墨化能力约为硅的1／5，因此能降低铸铁的白口倾向，同时铜也能降低奥氏体转变的临界温度，因此铜能促进珠光体的形成，增加珠光体的含量，同时能细化珠光体和强化珠光体及其中的铁素体，因而增加铸铁的硬度及强度。但是并非铜量越高越好，铜的适宜加入量为0．2％～0．4％当大量地加铜时，同时又加入锡和铬的做法对切削性能是有害的，它会促使基体组织中产生大量的索氏体组织。 6、铬：铬的合金化效果是非常强烈的，主要是因为加铬使铁水白口 倾向增大，铸件易收缩，产生废品。所以，应对铬量加以控制。 一方面希望铁水中含有一定量的铬，以提高铸件的强度和硬度； 另一方面又将铬严格控制在下限，以防止铸件收缩而造成废品率增加。传统的经验认为，原铁水铬量超过0．35％时，将对铸件产生致命的影响。 7、钼：钼是典型的化合物形成元素，是很强的珠光体稳定元素，它 能细化石墨，在ωMo<0．8％时，钼能细化珠光体，同时能强化珠光体中的铁素体，从而能有效地提高铸铁的强度和硬度。

常用球墨铸铁的性能和特点

常用球墨铸铁的性能和特点 ①灰口铸铁。灰口铸铁的组织由石墨和基体两部分组成。基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，相当于钢的组织。因此铸铁的组织可以看成是钢基体上分布着石墨。 灰口铸铁包括普通灰FI铸铁和孕育铸铁两种。灰口铸铁价格便宜、应用最广泛，在各类铸铁的总产量中，灰口铸铁占 80.o％以上。影响灰口铸铁组织和性能的因素主要是化学成分和冷却速度。灰口铸铁中的碳、硅含量一般控制在碳 2.5％～ 4.0％，硅 1.0％～ 3.0％。 ②球墨铸铁管。球墨铸铁是20世纪50年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合机械洼能接近于钢，因铸造性能很好、成本低廉、生产方便，在工业中得到了广泛的应用。 球墨铸铁的成分要求比较严格，与灰口铸铁相比，它的含碳量较高，通常在 4.5％～ 4.7％范围内变动，以利于石墨球化。 球墨铸铁的抗拉强度远远超过灰口铸铁，而与钢相当。因此对于承受静载的零件，使用球墨铸铁比铸钢还节省材料，而且重量更轻。不同基体的球墨铸铁，性能差别很大，球墨铸铁具有较好的疲劳强度，实验表明，球墨铸铁的扭转疲劳强度甚至超过459钢。

在实际应用中，大多数承受动载的零件是带孔或带台肩的，囡此用邀墨铸铁来岱益钢制造某些重要零件，如曲轴、连杆和凸轮轴等。 ③焉基铸铁。蠕墨铸铁是近十几年来发展起来的一种新型高强铸铁材料。它的强度接近于球墨铸铁，并具有一定的韧性和较高的耐磨性；同时又有灰口铸铁良好的铸造性能和导热性。蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂经处理而炼成的。蠕化剂目前主要采用镁钛合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金等。蠕墨铸铁在生产中主要用于生产汽缸盖、汽缸套、钢锭模和液压阀等铸件。 ④可锻铸铁。可锻铸铁是由白口铸铁通过退火处理得到的一种高强铸铁。它有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。按退火方法不同，这种铸铁有黑心和自心两种类型。黑心可锻铸铁依靠石墨化退火来获得；白心可锻铸铁利用氧化脱碳退火来制取。 可锻铸铁常用来制造形状复杂、承受冲击和振动荷载的零件，如管接头和低压阀门等。这些零件用铸钢生产时，因铸造性能不好，工艺上困难较大，而用灰口铸铁时，又存在性能不能满足要求的问题。与球墨铸铁相比，可锻铸铁具有成本低、质量稳定、工 艺处理简单等优点。尤其对于薄壁件，球墨铸铁还容易生成白口，需要进行高温退火，这时采用可锻铸铁更为适宜。 ⑤耐磨铸铁。在铸铁中加入某些合金元素而得到。耐磨铸铁是在磨粒磨损条件下工作的铸铁，应具有高而均匀的硬度。白口铸铁就属这类耐磨铸铁。但白口铸铁脆性较大，不能承受冲击荷载，因此在生产上常采用激冷的办法来获得耐磨铸铁。 ⑥耐热铸铁。耐热铸铁是在高温下工作的铸件，如炉底板、换热器、坩埚、热处理炉内的运输链条等。在灰口铸铁中加入铝、硅和镉等元素，一方面在铸件表面形成致密的氧化膜，阻碍继续氧化；另一方面提高铸铁的临界温度，使基体变为单相铁素体，不发生石墨化过程，因此铸铁的耐热性得到改善。

灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关

灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关 要点:1、炭素行业龙头,积极实施战略转型。公司是我国炭素企业的龙头,是全国唯一的新型炭砖生产基地,产能位居亚洲第一、世界第三,但国内企业产品主要还是集中于普通功率石墨电极和炭砖等传统炭素领域。为了适应钢铁等行业结构调整的要求并将公司打造成复合型炭素制品研发和生产基地,近年来公司加快了产品结构调整并在核石墨、纳米炭材料、特种石墨、碳纤维、石墨导热片等产品领域取得突破。 2、针状焦项目将进一步完善公司产业链。由于顶级特殊钢必须使用以优质针状焦生产的超高功率石墨电极冶炼才能得到,而针状焦的生产工艺仅由美国、英国和日本所掌握,所以,长期以来我国针状焦主要依赖进口,不仅成本高昂而且供应不稳定,严重制约了国内超高功率石墨电极的产量。目前公司自身每年对针状焦的需求已达到近10万吨左右,但进口供应不稳定在很大程度上阻碍了公司产品结构的优化升级。通过努力,公司已成功研制出了油系针状焦,经中试小批量试制出了符合要求的超高功率石墨电极,现已具备进入规模化生产阶段的基本条件。公司拟通过非公开发行投资建设10万吨/年油系针状焦项目,项目建成后将满足公司自身的需要,从而进一步完善公司的产业链。 3、特种石墨业务将支撑公司未来业绩增长。特种石墨被广泛应用于半导体、光伏太阳能、电火花及模具加工、核能、冶金、航天等众多领域,但国内特种石墨的市场供给明显不足。公司拟通过非公开发行投资建设3万吨/年特种石墨制造与加工项目,预计该项目将于2014年建成投产,由于特种石墨售价为10万元/吨左右,而毛利率更是高达50%-60%,所以3万吨/年特种石墨项目投产后将支撑公司未来业绩增长空间。 4、钢市有望回暖,铁精粉依旧是公司的现金牛业务。公司铁精粉产能100万吨/年,毛利率一直在50%甚至60%以上,铁精粉业务的收入占比只有30%左右但利润占比却达到50%以上,可以说铁精粉业务是公司的现金牛业务。尽管全球经济疲软降低了建筑业和制造业对钢铁的需求,但目前钢铁价格已经跌破了很多钢铁企业的成本价,随着铁工基等各项刺激政策的出台,预计2013年钢铁市场有望逐步回暖,铁精粉业务对公司业绩的贡献有望维持稳定。 5、给予公司“增持”评级。经过测算,我们预计方大炭素2012-2014年的EPS分别为:0.40元,0.47元,0.66元,对应的PE分别为24X,21X,15X。与可比公司相比,公司的估值优势明显。考虑到公司正积极进行战略转型,铁精粉业务将给业绩带来稳定支撑,特种石墨业务将撑起公司未来业绩增长,所以我们首次给予公司“增持”的投资评级。 6、主要风险提示:1、钢铁行业继续萎缩;2、非公开发行项目遇阻。( 机械干式冲击复合法是提高和改善颗粒复合化的有效手段之一。与传统混合工艺对比,通过PCS(机械干式冲击复合法之一)进行包覆,可使膨胀石墨微粉粒子粘附或嵌入二氧化锰粒子表面,使两者的分散更均匀。 由于影响膨胀石墨/γ-MnO2复合粉体的电性能因素众多,其中除了原料的电导率和颗粒粒径之外,包覆粒子在基体间的分散和包覆状况、锰环的孔隙率也是很重要的两方面。因此,若能实现包覆率和孔隙率的最优化,则有利于膨胀石墨/γ-MnO2复合粉体包覆工艺的深入研究,对改善碱锰电池正极材料的电性能也有积极的作用。本文结合大量的实验研究和定量分析,通过性

膨胀石墨综述

HUNAN UNIVERSITY 膨胀石墨制备 膨胀石墨制备 学生姓名：张成智 学生学号：B1513Z0359 学院名称：材料科学与工程学院 指导老师：陈刚 二〇一五年十一月

膨胀石墨制备工艺综述 摘要：随着近代生产向高速度、高参数发展，尤其是原子能、导电、地热、宇航等新技术的兴起，对材料的要求也越来越高。例如，旋转发动机顶点部分的滑动密封、石油、化工、冶金、地热工业中的高温密封、核工业上的耐辐射密封等，都需要一种既耐高温、耐腐蚀、耐辐射、又有柔软性、回弹性和长寿命抗氧化的高性能密封材料。近年来实践证明，膨胀石墨和以它为基体的复合材料能够很好地满足诸方面的要求。本文通过查阅文献总结了膨胀石墨的制备方法、工艺、应用，以及发展趋势。 关键词：膨胀石墨；机理；复合材料；应用 膨胀石墨，研究碳材料的同仁肯定不陌生，但是如何定义“膨胀”二字呢？能膨胀到多少倍的石墨才叫膨胀石墨呢？可膨胀石墨与膨胀石墨又没有一个明确的定义和区分；可膨胀石墨与石墨层间化合物是不是一种物质？可膨胀石墨是指已经插层了层间化合物还是可以膨胀的石墨的一个统称？还有鳞片石墨的尺寸在一个什么范围内，石墨才具有膨胀性，为什么？这些都需要给一个明确的定义才行。天然石墨是层状结构如图1(a)所示，石墨是共价键结合的正六边形片状结构单元，层间依靠离域π键和范德华力连接并可相对滑动。天然石墨层间的范德华力非常微弱，所以可以用物理或化学的方法将其它异类粒子如原子、分子、离子甚至原子团插入到晶体石墨层间，有些可与层内电子发生局部化学反应[1]，形成层间化合物[（Graphite Intercalation Compound）简称GIC，图1(b)]。天然石墨可与硝酸、硫酸、高锰酸钾、双氧水、臭氧等强氧化剂混合形成可膨胀石墨，当可膨胀石墨通过马弗炉或微波加热时，石墨碳层沿C轴方向发生大幅膨胀，形成结构疏松、低密度的蠕虫石墨、内部具有大量独特的网状微孔结构，也即膨胀石墨或石墨蠕虫(Worm-1ike Graphite)[（ Expanded Graphite）简称EG，图1(c)][2]。可膨胀石墨之所以能够膨胀是由于其层间的化合物受热分解产生大量的气体，这些气体受压产生很大的推力，而其碳层因受到该推力而向外膨胀，

常用钢铁牌号对照表

常用钢铁牌号对照表 钢铁材料的名称、用途、特性和工艺方法命名符号（GB/T221-1979）

①按照GB／T 717—1982《炼钢用生铁》的规定，统一采用汉语拼音字母“L”，(“L”为“炼”字汉语拼音第一个字母)为命名符号。 ②根据GB700--88修改。 ③根据GB699--88修改。 ④根据GBl298--86修改。 表1-9生铁牌号的表示方法 表1-10铁合金牌号的表示方法

表1-11铸铁牌号的表示方法 产品名称牌号举例 QT40017 表示方法说明 灰铸铁 球墨铸铁 黑心可锻铸铁白心可锻铸铁珠光体可锻铸铁耐磨铸铁 抗磨白口铸铁抗磨球墨铸铁 冷硬铸铁 耐蚀铸铁 耐蚀球墨铸铁耐热铸铁 耐热球墨铸铁 HTl00 QT400--17 KTH300—06 KTB350---04 KTZ450—06 MTCulPTi—150 KmTBMn5M02Cu KmTQMn6 LTCrMoRE STSil5M04Cu STQAl5Si5 RTCr2 RTQAl6 伸长率（%） 抗拉强度（MPa） 球墨铸铁代号 ST Si15Mo4Cu ————铜元素符号 —————钼的名义百分含量 —————钼元素符号 —————硅的名义百分含量 —————硅元素符号 —————耐蚀铸铁代号 MT Cu1P Ti —150 ———抗拉强度（MPa） ———钛元素符号 ———磷元素符号 ———铜的名义百分含量 ———铜元素符号 ———耐磨铸铁代号 注：表中成分含量皆指质量分数 表1-12铸钢牌号的表示方法 表1-13钢产品号的表示方法

注：1.平均合金含量∠1.5%者，在牌号中只标出元素符号，不注其含量。 2.平均合金含量为1.5%~2.49%、2.50%~ 3.49%、…、22.5%~23.49%、…时相应的注为2、3、…、23、…。 3.成份含量皆指质量指数。

铸件硬度灰铸铁硬度简介

铸件硬度灰铸铁硬度简介 灰铸铁基本上是由铁、碳和硅组成的共晶型合金，其中，碳主要以石墨的形态存在。生产优质铸件，控制铸铁凝固时形成的石墨的形态和基体金属组织是至关重要的。孕育处理是生产工艺中最重要的环节之一。良好的孕育处理可使灰铸铁具有符合要求的显微组织，从而保证铸件的力学性能和加工性能。 在液态铸铁中加入孕育剂，可以形成大量亚显微核心，促使共晶团在液相中生成。接近共晶凝固温度时，生核处首先形成细小的石墨片，并由此成长为共晶团。每一个共晶团的形成，都会向周围的液相释放少量的热，形成的共晶团越多，铸铁的凝固速率就越低。凝固速率的降低，就有助于按铁－石墨稳定系统凝固，而且能得到A型石墨组织。 一孕育处理的作用 灰铸铁的力学性能在很大程度上取决于其显微组织。未经孕育处理的灰铸铁，显微组织不稳定、力学性能低下、铸件的薄壁处易出现白口。为保证铸件品质的一致性，孕育处理是必不可少的。 铸铁孕育处理所用的孕育剂，加入量很少，对铸铁的化学成分影响甚小，对其显微组织的影响却很大，因而能改善灰铸铁的力学性能，对其物理性能也有明显的影响。良好的孕育处理有以下作用： ◆消除或减轻白口倾向； ◆避免出现过冷组织； ◆减轻铸铁件的壁厚敏感性，使铸件薄、厚截面处显微组织的差别小，硬度差别也小； ◆有利于共晶团生核，使共晶团数增多； ◆使铸铁中石墨的形态主要是细小而且均匀分布的A型石墨，从而改善铸铁的力学性能。孕育良好的铸铁流动性较好，铸件的收缩减少、加工性能改善、残留应力减少。 二．灰铸铁的显微组织 灰铸铁的力学性能决定于其基体组织和片状石墨的分布状况。灰铸铁的力学性能主要取决于其基体组织，为了得到高强度，希望基体组织以珠光体为主、尽量减少铁素体含量。如果铁素体量过多，不仅导致铸铁的强度低，而且加工时会使刀具过热，显著降低刀具的寿命。与球墨铸铁不同，对灰铸铁不可能有延性和韧性的要求，只要求其强度，所以一般都以珠光体含量高为好。 灰铸铁中的石墨片，有切割金属基体、破坏其连续性、使其强度降低的作用。从强度考虑，应避免产生长而薄的石墨片和粗大的石墨片，具明显方向性的石墨片影响尤大。控制石墨片的分布状况，是保证灰铸铁性能的关键。 A型石墨是在铸铁的石墨生核能力较强、冷却速率较低、在过冷度很小的条件下发生共晶转

浅谈灰铸铁

浅谈灰铸铁 灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁，因断裂时断口呈暗灰色，故称为灰铸铁。主要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷，是应用最广的铸铁，其产量占铸铁总产量80%以上。灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨组成。金属基体主要有铁素体，珠光体及珠光体与铁素体混合组织三种，石墨片以不停数量，大小，形状分布于基体中。 组成成分 灰铸铁碳量较高（为 2.7%~4.0%），可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁；珠光体一铁素体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。 铁素体灰铸铁是在铁素体的基体上分布着多而粗大的石墨片，其强度、硬度差，很少应用； 珠光体灰铸铁是在珠光体的基体上分布着均匀、细小的石墨片，其强度、硬度相对较高，常用于制造床身、机体等重要件； 珠光体—铁素体灰铸铁是在珠光体和铁素体混合的基体上，分布着较为粗大的石墨片，此种铸铁的强度、硬度尽管比前者低，但仍可满足一般机体要求，其铸造性、减震性均佳，且便于熔炼，是应用最广的灰铸铁。 灰铸铁显微组织的不同，实质上是碳在铸铁中存在形式的不同。灰铸铁中的碳有化合碳（Fe3C)和石墨碳所组成。化合碳为0.8%时，属珠光体灰铸铁；化合碳小于0.8%时，属珠光体—铁素体灰铸铁；全部碳都以石墨状态存在时，则为铁素体灰铸铁。

灰铸铁组织特点 灰铸铁的金属基体与碳钢基本相似，但由于灰铸铁内的硅，锰含量与碳钢相比较高，它们能溶解于铁素体中使铁素体得到强化。因此，铸铁中就金属基体而言，其本身的强度比碳钢的要高。例如，碳钢中铁素体的硬度约为80HBS，抗拉强度大月为300Mpa，而灰铸铁中的铁素体的硬度约为100HBS，抗拉强度则有400Mpa。 石墨是灰铸铁中的碳以游离状态存在的一种形态，它与天然石墨没有什么差别，仅有微量杂质存在其中，石墨软而脆，强度极低，密度低，在铸铁中形成较大体积份额。因此常把石墨看做为微小裂纹或孔洞，影响了金属基体强度性能的发挥。 根据片状石墨的形态，片状石墨有A,B,C,D,E,F六种不同的类型，它们对铸铁的力学性能有很大的影响。其中，A型石墨最好，灰铸铁内石墨的存在就构成了区别与其他结构材料的组织特点。另外，根据石墨的长度还可以将石墨分成不同的等级 孕育处理是把孕育剂加入到铁液中去，以改变铁液的冶金状态，从而改善铸铁的组织和性能，常用的孕育剂有75%SI-Fe，Si-Ca等合金。孕育处理的目的在于通过孕育剂的作用促进石墨非自发形核和激发自身形核，有利于石墨化，减少白口倾向，控制石墨形态，适当增加共晶团数和促进细片珠光体的形成。因此，孕育处理能改善铸铁的强度性能。减少壁厚敏感性和改善其他性能。 经过孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁，在实际生产中，大部分铸铁都经过孕育处理，孕育铸铁的碳，硅的含量一般较低，锰的含量较高，

影响石墨形态的原因

影响各种类型石墨形成的因素 影响A型石墨形成的主要因素 1.铸铁结晶过冷度过冷度直接受冷却速度、化学成分、及形核能力的影响，但对造型线 上大批量生产铸件时，冷却速度并不可以控制和管理。在铸件壁厚不是很均匀时，对 于铸件上的边角薄小部位冷却速度快，过冷度大，但如果铁液冶金质量及孕育良好， 并不会出现过冷石墨，不过是石墨尺寸偏细小而已。 2.铁液中的非均质核心的影响正常情况下冲天炉熔化的铁液中的 S 含量可以达到 0.06-0.15%左右，铁液中的S和Mn Ca等元素可以结合生成 MnS CaS等硫化物作为石 墨形核的核心和以 SiO2 为外壳的晶核。有的厂家用电炉熔化废钢加增碳剂的方法生 产灰铸铁，铁水中硫含量 0.03%以下，在灰铁中硫含量并非越低越好，这样就非常不 利于产生大量非均质核心，从而容易造成石墨形态趋向于 D 型和 B 型，这种情况下在电炉中加入适量硫铁将硫含量提高至0.07%左右即可。有关研 究表明， SiO2 晶体可以作为石墨结晶的外来晶核，在高于铁液氧化皮形成温度时， 析出的SiO2质点不可能作为石墨核心，其原因在于铁液尚未进入凝固时期，SiO2 内有 效结晶表面或随时间延长而溶解，或变为熔渣而失去孕育能力。只有在凝固期间， SiO2有一个晶质表面，它既不成渣，也不溶解，从而起到石墨核心的作用。要使析出 的SiO2起到石墨核心的作用，须具备以下三个条件：①应合理加入含硅孕育剂②铁液 中应有足够的氧（20-30ppm），以便形成有效的SiO2晶核。③加入孕育剂和凝固之间 的时间间隔应为最短，随流孕育完全可以满足这个要求。 3.高温静置的影响在大批量生产线作业的工厂一旦某一节点出现问题，会导致整 条线停产，这时尚在电炉中的铁液在平衡温度以上长时间过热后，铁液中的自由氧及 SiO2与铁液中的C发生（SiO2+2C=[Si]+2CO （g）反应，铁液因CO挥发而贫氧。这 样的铁液在浇注冷却凝固时，可能形成极少数的SiO2晶核，且其中一 大部分很容易失去作用，成为一种缺少晶核的铁液，这样的铁液石墨化率会很低下， 很可能形成 D 型石墨和铁素体基体 [2] 。若用孕育剂处理这样的铁液也不会有太好 的效果，因对于形成足够的 SiO2有效晶核来说，还缺乏氧源。这就是为什么长时间 高温静置的铁液石墨化能力差的原因。此时对这样的铁液重新加入部分生铁废钢及回 炉铁等材料进行调质处理即可。 4.孕育剂的影响在铁液质量稳定的前提下，孕育剂的加入方式有包内加入和包嘴

铸铁牌号对照表及性能

铸铁 牌 号 （白心）可锻铸铁性能及相关数据 '); //--> 材料名称：(白心)可锻铸铁 牌号：KTB450-07

标准：GB 9440-88 ●特性及适用范围： 坯料在氧化性介质中进行脱碳退火，焊接性较好，只适宜铸造壁厚在15mm以下的铸件。国内应用较少，国外有用作水暖管件的 ●化学成份：wC=2.2%～2.8%,wSi=1.0%～1.8%,wMn=0.3%～0.8%,wS≤0.2%,wP≤0.1%. ●力学性能： （1）抗拉强度σb (MPa) 当试棒直径：d=9mm时，≥400；d=12mm时，≥450；d=15mm时，≥480 （2）条件屈服强度σ0.2 (MPa） 当试棒直径：d=9mm时，≥230；d=12mm时，≥260；d=15mm时，≥280 （3）伸长率δ (％) 当试棒直径：d=9mm时，≥10；d=12mm时，≥7；d=15mm时，≥4 （4）硬度：≤220HB （5）试样尺寸，试棒直径：d=9mm；d=12mm；d=15mm ●热处理规范及金相组织： 热处理规范：（由供方定） 金相组织：小断面尺寸：铁素体。大断面尺寸：表面区域－－铁素体；中间区域－－珠光体＋铁素体＋退火碳；心部区域－－珠光体＋退火碳 中日美部分不锈钢化学成分对比表 '); //-->

球墨铸铁性能及相关数据 '); //--> 材料名称：球墨铸铁 牌号：QT600-3 标准：GB 1348-88 ●特性及适用范围： 为珠光体型球墨铸铁，具有中高等强度、中等韧性和塑性，综合性能较高，耐磨性和减振性良好，铸造工艺性能良好等特点。能通过各种热处理改变其性能。主要用于各种动力机械曲轴、凸轮轴、连接轴、连杆、齿轮、离合器片、液压缸体等零部件 ●化学成份： 碳 C ：3.56～3.85 硅 Si：1.83～2.56 锰 Mn：0.49～0.70 硫 S ：0.016～0.045 磷 P ：0.035～0.058 镁 Mg：0.041～0.067 注：RxOy:0.033～0.049 ●力学性能： 抗拉强度σb (MPa)：≥600 条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥370 伸长率δ (％)：≥3 硬度：190～270HB ●热处理规范及金相组织： 热处理规范：（由供方定，以下为某试样的热处理规范，供参考） 930℃，2h正火空冷， 600℃，2h，回火空冷 金相组织：珠光体＋铁素体

球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响

球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响

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球墨铸铁简介: 球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。 析出的石墨呈球形的铸铁。球状石墨对金属基体的割裂作用比片状石墨小，使铸铁的强度达到基体组织强度的70~90％,抗拉强度可达１20kｇｆ／mm2,并且具有良好的韧性。球墨铸铁除铁外的化学成分通常为：含碳量 3.6～3.8%,含硅量２.0～3.0%，含锰、磷、硫总量不超过1.5%和适量的稀土、镁等球化剂。 制造步骤: (一)严格要求化学成分,对原铁液要求的碳硅含量比灰铸铁高，降低球墨铸铁中锰，磷,硫的含量 (二）铁液出炉温度比灰铸铁更高，以补偿球化,孕育处理时铁液温度的损失(三)进行球化处理，即往铁液中添加球化剂 (四）加入孕育剂进行孕育处理 (五）球墨铸铁流动性较差,收缩较大，因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸,合理应用冒口,冷铁,采用顺序凝固原则 （六）进行热处理 ?球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响

球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五种元素。对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。为保证石墨球化，球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。以下就球墨铸铁中所含的化学成分及其含量对性能的影响做详细的阐述: 1、碳的作用和影响： 碳是球墨铸铁的基本元素,碳高有助于石墨化。由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度,球墨铸铁的含碳量一般较高，在３.5~3.9%之间,碳当量在4.1~４.7%之间。铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限。将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性,对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。但是,碳含量过高,会引起石墨漂浮。 2、硅的作用和影响 在球墨铸铁中，硅是第二个有重要影响的元素,它不仅可以有效地减小白口倾向,增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。但是,硅提高铸铁的韧脆性转变温度，降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高,尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时,更需要严格控制硅的含量。 3、硫的作用和影响 硫是一种反球化元素,它与镁、稀土等球化元素有很强的亲合力，硫的存在会大量消耗铁液中的球化元素，形成镁和稀土的硫化物,引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中硫的含量一般要求小于0．０6%。 ４、磷的作用和影响 磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解度极低,当其含量小于0．05%时，固溶于基体中,对力学性能几乎没有影响。当含量大于0．05％时，磷极易偏析于共晶团

石墨形态对灰铸铁力学性能的影响

石墨形态对灰铸铁力学性能的影响 1 引言 灰铸铁的弹性模量反映其抵抗塑性变形的一种能力，代表着其刚性的大小，其值将直接影响铸铁件的尺寸稳定性[1]。弹性模量的大小是保证缸体、曲轴等重要铸件的精度，减少其工作过程中发生变形的重要指标。一般认为影响灰铸铁弹性模量的主要因素片状石墨的数量和形态。具有D型石墨的灰铸铁比具有A型石墨的弹性模量高[2]。节能降耗、汽车轻量化和大功率化的发展，对灰铸铁材料的薄壁高强度化[3]及其弹性模量的要求越来越高。关于灰铸铁的抗拉强度，人们已进行了大量的研究工作，而有关其弹性模量及其与抗拉强度间的相关关系等方面的研究工作则相对较少。实际上，对于汽车缸体、连杆、机床和精密机械等铸件而言，通常不是由断裂而失效，而是因铸件尺寸稳定性差而失效。因此，和抗拉强度相比，弹性模量显得更为重要。非金属夹杂物对于钢的组织和性能的影响已经引起了人们的广泛重视[4]，但对于夹杂物对于铸铁材料的组织和性能的影响，特别是针对弹性模量方面的研究，则报道的较少。本文旨在对通过对灰铸铁中石墨形态和氧化夹杂数量的分析，揭示其对抗拉强度和弹性模量的影响规律。 2试验方法 石墨数量和石墨形态是严重影响铸铁性能的主要因素，本文采用在基本固定铸铁石墨数量的条件下，研究石墨形态和非金属夹杂对抗拉强度和杨氏弹性模量的影响。 2.1 试验用铁水及炉前处理 将碳当量控制在3.8-3.9之间，采用不同的合金进行孕育处理，得到不同石墨形态的铸铁组织。试验所用铁水的熔化是在100kg中频感应电炉中进行，采用包内冲入法进行孕育处理，处理温度为1450~1500℃。浇铸成φ30的圆柱形试样，材料的化学成分如表1所示。 表1 试样的化学成分（wt/%） C Si Mn P S 微量元素孕育剂 3.20 1.80 0.73 0.317 0.0206 Mo、Ni、 Cu、Cr等硅锶 3.11 1.86 0.76 0.334 0.022 硅锶锰 3.11 1.95 0.74 0.308 0.0204 硅锶稀土 3.16 2.03 0.7 0.32 0.1132 硅锶2.2 组织参数的测定 从试棒的相同位置取样，经过打磨→磨光→抛光后，首先用3%-4%硝酸酒精进行浸蚀，利用光学显微镜对试样基体组织进行定量分析；然后重新抛光，在不浸蚀的条件下，利用光