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玛钢管件概述三-石墨形态对玛钢管件机械性能的影响

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2016-08-09 08:55【

    大家都知道玛钢管件中的石墨呈团絮状,球墨铸铁中的石墨呈圆球装,灰铸铁中的石墨呈片状。玛钢管件的退火也就是石墨化是为了将玛钢管件中的分散碳转化为石墨。但是为什么团絮状及球状石墨形态的铸铁机械性能会好呢?

    其实,首先从碳含量来说:钢铁中的含碳量越高,钢铁的强度越高;含碳量越低,钢铁的强度越低,但柔韧性及延伸性能越高。

    在铸铁中,由于有石墨化的存在,所以不能简单以含碳量来衡量铸铁机械性能的优劣,但是同一种石墨形态铸铁,不管是我们的玛钢管件还是球墨铸铁,依然可以以碳含量(确切来说应按照石墨形态及含量)来考量。碳含量高,铸铁硬度高,柔韧性及延展性能差。

    从微观考量,石墨形态之所以对铸铁机械性能影响如此之大,其实际上是由于石墨各种形态对铁基体割裂效果不同,从而导致金属基体机械性能(强度、韧性、塑性等)的利用程度不同,最终表现为铸件机械性能的高低不同。

    以下面三种石墨形态为例说明。

铸件中三种石墨形态

    上图中石墨分别有三种形态,假设三种石墨 在铸铁中的含量相同,相对应的就是其体积相同。

    a石墨为片状石墨,它的表面积与体积之比******,故对金属基体切割最严重,而且其尖锐的石墨边缘很容易引起应力集中,所以具有这种形状石墨的铸铁(灰铸铁),其基体强度的利用不超过30~50%,而韧性及塑性几乎完全不能利用。

    b石墨有比较圆滑的边缘,它的表面积与体积之比小于片状石墨a,应力集中的程度也远较a为小,故其机械性能较a为高。

    c为球状石墨,从几何学上即可知道,它是最致密的一种,其表面积与体积之比为三种石墨形状中最小的,故对基体破坏也最小,此外产生应力集中现象的程度也******,所以,具有这种球状石墨的铸铁(球墨铸铁)可以利用基体强度达到70~90%,并使基体的韧性及塑性也能较充分的表现出来。

    我们玛钢管件使用的可锻铸铁,其石墨形态为团絮状石墨,整体形态介于b石墨及c球状石墨之间,所以其对基体破坏较小,应力集中现象也比较低。故而,可锻铸铁可以利用基体强度的程度也比较高,但低于球墨铸铁的70%利用率,所以可锻铸铁具有一定的韧性及塑性,但其机械性能低于球墨铸铁。


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