中国数控机床网 | 太空模具网 | 星星电子网 | 人才频道 |休闲频道 |论坛 | 机床资讯 | 模具资讯 | 五金资讯 | 电子资讯| 银河汽车网

会员注册
会员登录
客服热线  

太空模具网
www.c-cnc.com/mj

模具首页 | 会员注册 | 会员登录 | 我要销售 | 我要采购 | 我要求职 | 我要招聘 | 机床论坛 | 展会联盟 | 中数休闲
供应信息 | 求购信息 | 企业名录 | 产品大全 | 求职信息 | 招聘信息 | 人力资讯 | 新闻中心 | 模具工艺 | 帮助中心
 您现在的位置:太空模具网 >> 新闻中心 >> 模具工艺
不同金相组织的QT450-10铸态球铁所对应的机械性能
太空模具网  2008-2-23       阅读:5752次
【字体:

摘要: 研究了具有不同金相组织的QT450-10铸态球铁所对应的机械性能。研究表明,对QT450-10铸态球铁的机械性能影响最大的因素是球铁的石墨形态,并给出了球化级别——机械性能曲线。在一定的条件下,当QT450-10铸态球铁的石墨球化级别为1~4级时,其机械性能合格。
关键词: 铸态球铁;金相组织;机械性能
文献标识码: A  文章编号:1000-8365(1999)01-0006-09

The mechanical Properties of As-cast QT450-10 Ductile Iron With Different Metallographic Structures

TANG Yu-hao
(Zhuzhou Electrial Mechinery Works,Ministry of Railways
Zhuzhou 412001,China)

Abstract: The mechanical properties of as-cast QT450-10 ductile iron with different metallographic structures were investigated. The result shows that it is the graphite morphology of nodular iron that mostly influence the mechanical properties of as-cast ductile iron. The curve of nodulizing grade-mechanical properties is given as well. On a certain condition, when the nodulizing grade of graphite of as-cast ductile iron is grade 1 to 4, its mechanical properties are qualified.
Key words: As-cast ductile iron;Metallographic structures;Mechanical properties

  我厂是铁路电机专业修造厂,生产的5kW、22kW、80 kW、410 kW等电机均有大量的QT450-10球铁件。在铸造生产时,只要在原材料配料、熔化、球化处理、孕育处理、浇注工艺等环节中的某一部分出现问题,都会影响QT450-10铸态球铁的金相组织,因而影响其机械性能(工艺i-=5.gif (856 bytes)金相组织i-=5.gif (856 bytes)机械性能)。本文总结出具有不同金相组织的铸态球铁所对应的机械性能,便于在球铁生产中通过金相分析就能找出影响球铁机械性能的主要工艺因素,有利于改进工艺,检验球铁品质。
  在大量的金相分析结果和机械性能试验数据的研究中发现,QT450-10铸态球铁的基体组织在珠光体数量<30%,磷共晶数量<1%的范围内,基体组织的变化,对球铁的机械性能影响不大。而对球铁机械性能变化起决定作用的却是球铁中石墨的形态即石墨球化级别。我厂生产的QT450-10球铁的石墨大小一般都在直径<12 μm,这里的重点在于探讨在上述基体组织和石墨大小的条件下,石墨球化级别对QT450-10铸态球铁机械性能的影响。
1 不同球化级别的QT450-10铸态球铁所对应的机械性能
  球铁的石墨分布很少以单一的形态出现在同一铸件中。最常见出现的有球状、团状、团片状和厚片状4种基本形态。这些形态石墨的组合,可以产生错综复杂的情况。
1.1 球化级别为1~2级的QT450-10铸态球铁的机械性能
  长期的生产实践证明,稀土镁球铁,石墨普遍地不圆整,较少有75%以上的石墨都是球状,即球化为1级的球铁。我们生产的球铁,石墨形态最好的,如图1所示。球状石墨占60%,其余为团状,极小部分为团片状、厚片状。相当于JB1802-76稀土镁球墨铸铁金相标准中球化1~2级之间的效果。当QT450-10铸态球铁的石墨具有图1形态石墨大小在3级以内且基体组织正常(指珠光体数量<30%,磷共晶数量<1%)时,其机械性能试验数据,见表1。即σb500~600 MPa,δ518%~22%,aK≥50 J/cm2,HB170~200。

图1 石墨以球状为主,球化1~2级之间 ×100
Fig.1 Most graphite pratides are in spheroidual shape, nodularity grade 1~2 ×100

表1 球化级别为1~2级之间的QT450-10铸态球铁的机械性能
Tab.1 The mechanical properties of as-cast QT450-10 ductile iron with nodularity grade 1~2

炉 号

基体
组织
抗拉强度
σb/MPa
延伸率
δ5/%
冲击值
aK/(J.cm-2
硬度
HB
87-9F+15%P561.520.553.0178
87-32F+20%P578.518.557.0184
87-52F+10%P554.019.555.5178
88-27F+25%P586.018.058.5186
88-34F+15%P554.019.053.0178
87-43F+10%P516.522.054.0174
89-7F+20%P524.520.053.5176
89-18F+15%P510.020.552.0174
90-12F+10%P505.020.053.0174
90-20F+15%P502.520.554.0175
92-19F+20%P527.518.557.0178
92-59F+25%P590.517.559.0191
92-87F+20%P544.022.056.5182
93-16F+15%P511.519.054.0176
94-30F+20%P532.519.054.5178
95-8F+20%P568.020.557.0183

注:表中的炉号、前两位数表示年份、后两位数表示为年的炉号。F为铁素体,P为珠光体。表中的机械性能、金相分析结果均是从单铸楔形试块中取样,其它表格情况一样。


1.2 球化级别为2级的QT450-10铸态球铁的机械性能
  当铸态球铁的石墨形状,如图2所示。石墨以球状(<40%),团状(约50%)为主,有少量呈团片状和厚片状,球化级别为2级。石墨大小在3级以内。如果铸态球铁的基体组织正常,其机械性能试验数据,见表2。即σb480~550 MPa,δ516%~20%,aK≥45 J/cm2,HB170~200。

图2 石墨以球状、团状为主,球化2级 ×100
Fig.2 Graphite in spheroidual and lump shape, nodularity grade 2 ×100


表2 球化级别为2级的QT450-10铸态球铁的机械性能
Tab.2 The mechanical properties of as-cast QT450-10 ductile iron with nodularity grade 2

炉 号

基体
组织
抗拉强度
σb/MPa
延伸率
δ5/%
冲击值
/aK/(J.cm-2
硬度
HB
88-3F+15%P527.518.553.0178
88-17F+25%P531.516.051.5180
89-33F+30%P586.017.556.0188
89-47F+10%P494.019.049.0175
90-34F+10%P478.518.047.5174
90-88F+15%P475.520.048.0175
91-43F+20%P500.516.551.0178
91-57F+25%P528.516.553.0178
92-38F+15%P477.520.548.0174
93-19F+15%P485.515.549.0175
94-11F+20%P498.018.549.5176
94-87F+20%P518.017.051.0177
95-14F+15%P481.018.550.0174
95-27F+15%P475.517.548.0174
95-62F+20%P499.518.053.0177
96-3F+15%P488.017.549.0174


1.3 球化级别为3级的QT450-10铸态球铁的机械性能
  当铸态球铁的石墨形态,如图3所示。石墨大部分为团状(60%),余为球状及团片状(<25%),有少量厚片状石墨,球化级别为3级。如果铸态球铁的石墨大小在3级以内且基体组织正常。其机械性能试验数据,见表3。即σb450~550 MPa,δ512%~16%,aK≥35 J/cm2,HB170~200。

图3 石墨以团状为主,球化3级 ×100
Fig.3 Most graphite are in lump
shape, nodularity grade 3 ×100


表3 球化级别为3级的QT450-10铸态球铁的机械性能
Tab.3 The mechanical properties of as-cast QT450-10 ductile with nodularity grade 3

炉 号

基体
组织
抗拉强度
σb/MPa
延伸率
δ5/%
冲击值
aK/(J.cm-2
硬度
HB
87-13F+15%P473.514.543.0178
87-44F+15%P495.015.044.0179
87-57F+20%P536.514.047.0182
88-33F+15%P511.513.546.5178
88-69F+20%P538.012.548.5181
89-24F+10%P476.512.536.5172
89-58F+15%P494.014.039.0178
90-14F+20%P506.015.044.0180
91-8F+20%P511.014.543.0181
91-33F+25%P539.013.541.0182
92-27F+10%P478.013.541.5175
93-25F+10%P465.016.540.0174
94-4F+10%P477.013.037.0174
94-28F+15%P489.012.542.0178
94-44F+20%P471.513.542.0177
95-7F+15%P498.513.541.0178


1.4 球化级别为4级的QT450-10铸态球铁的机械性能
  当铸态球铁的石墨形态,如图4所示,石墨大部分呈团片状,余为球状、团状及厚片状,球化级别为4级。如果铸态球铁的石墨大小在3级以内且其基体组织正常,其机械性能试验数据,见表4。即σb>450 MPa,δ5为:10%~14%,aK>30 J/cm2,HB170~200。

图4 石墨以团片状为主,球化
4级 ×100
Fig.4 The graphite is in lump and flake
shape,nodularity grade 4 ×100


表4 球化级别为4级的QT450-10铸态球铁的机械性能
Tab.3 The mechanical properties of as-cast QT450-10 ductile with nodularity grade 4

炉 号

基体
组织
抗拉强度
σb/MPa
延伸率
δ5/%
冲击值
aK/(J.cm-2
硬度
HB
87-26F+25%P519.012.541.0180
87-63F+20%P472.010.538.0177
88-21F+20%P480.013.540.0177
88-53F+25%P510.011.041.0179
89-26F+10%P448.013.033.0170
90-43F+15%P464.012.034.0171
90-57F+20%P503.011.040.5177
91-12F+25%P521.010.041.0178
91-23F+20%P484.011.540.5177
91-65F+10%P457.012.538.5170
92-34F+15%P449.012.034.0170
93-7F+10%P458.013.535.5171
93-43F+20%P531.011.540.0182
94-46F+15%P454.012.537.5171
94-56F+25%P531.014.540.5182
95-19F+20%P478.012.538.5177


1.5 石墨以厚片状为主分布的QT450-10铸态球铁的机械性能
  石墨呈厚片状分布的情况有3种:即厚片状石墨呈分散分布,聚集分布和混合分布。
1.5.1 分散分布 如图5所示,石墨大部分呈分散分布的厚片状,余为球状、团状、团片状,球化级别为5级。

图5 石墨以厚片状为主呈分散分布,
球化5级 ×100
Fig.5 Graphite is mostly in thick flake
shape,and scattered distribution
nodularity grade 5 ×100


1.5.2 聚集分布 如图6所示。几条以上的厚片状石墨丛生一处呈聚集分布,与少量球状、团状共存,有时也会出现团片状石墨,即球化级别为6级。大量的试样观察发现,随着厚片状石墨聚集程度的增加,球状石墨数量则逐渐减少,而球状石墨外形都较为圆整。

图6 石墨以厚片状为主呈聚集分布,
球化6级 ×100
Fig.6 Graphite is most in thick flake
shape,and assembling distributed,
nodularity grade 6 ×100


  分散分布与聚集分布主要区别在于:①分散分布时,厚片状石墨一般不在同一块铁素体上。聚集分布时,丛生的厚片状石墨总是连在同一块铁素体上。②分散分布,石墨呈短而粗的棒状,聚集分布时石墨呈细小不光滑的蠕虫状。随着聚集程度增加,弯曲程度增加。
1.5.3 混合分布 如图7所示,即厚片状石墨既有分散分布,又有聚集分布,相当于球化5~6级之间。

图7 石墨以厚片状为主,呈混合分布,球化
5~6级之间 ×100
Fig.7 Thick slice condition is taken dominant
in the shape of graphite and graphite is
distributed mixingly.The nodulizing grade
is in the middle of five and six ×100


  当QT450-10铸态球铁的石墨以厚片状为主时,其机械性能除硬度外,变化比较复杂。一般情况为:厚片状石墨呈完全分散时,σb400~500 MPa,δ57%~11%,aK26~33 J/cm2。在生产检验中,出现这种情况,我们除了对试样进行金相分析和性能试验外,还需从零件本体上取样进行金相分析和性能试验。本体取样分析当厚片状石墨呈完全分散分布且性能试验基本合格时,对于静态零件如电机机壳等可考虑使用,但对于关健零件如转轴支架等一般不采用。
  当厚片状石墨呈混合分布时,如果分散分布的厚片状石墨比例大于70%,球铁的机械性能与完全分散分布的相似,略有降低。当分散分布的比例小于70%时,球铁的机械性能开始恶化。比例越低,球铁的性能越差。当厚片状石墨呈混合分布和聚集分布时,球铁的机械性能一般很差。σb300~400 MPa,δ51%~6%,aK<25 J/cm2。QT450-10铸态球铁的石墨主要呈厚片状时,其机械性能实验数据见表5。

表5 石墨为厚片状的QT450-10铸态球铁的机械性能
Tab.5 The mechanical properties of as-cast QT450-10 ductile iron with graphite morpholog in thick flake condition

炉 号

厚片状石墨
分布特性
基体
组织
抗拉强度
σb/MPa
延伸率
δ5/%
冲击值
aK/(J.cm-2
硬度
HB
87-5分散F+25%P497.09.533.0184
87-17分散F+15%P459.08.529.0181
88-9分散F+20%P414.010.527.5174
88-13分散F+15%P427.08.528.5177
89-12分散F+10%P461.010.531.0179
89-41分散F+15%P437.07.028.5175
89-50分散F+15%P410.08.526.5174
89-63分散F+15%P409.08.527.0172
90-2分散F+25%P433.58.027.0178
90-23分散F+20%P427.58.528.0180
87-1970%呈分散F+15%P414.07.525.0179
87-3570%呈分散F+25%P433.06.527.0181
88-670%呈分散F+10%P416.06.523.0178
88-2570%呈分散F+15%P424.05.521.5174
88-3170%呈分散F+15%P415.04.520.5177
88-4070%呈分散F+10%P425.05.521.5178
88-51混合F+25%P438.04.519.0181
88-15混合F+20%P390.05.518.0172
87-21混合F+25%P412.03.517.0174
87-28混合F+15%P385.02.515.0170
87-37聚集F+25%P374.02.016.5178
87-40聚集F+20%P362.01.514.0176
87-58聚集F+25%P357.04.516.5174
88-5聚集F+15%P361.04.015.0178
88-11聚集F+20%P370.02.015.5175
88-38聚集F+10%P336.02.514.5170
88-47聚集F+15%P383.02.016.5177
89-53聚集F+25%P396.54.518.0180


  以上为球化级别不同的QT450-10铸态球铁的机械性能试验数据统计表(表1~表5)。
  根据上面各表所统计的金相分析结果和机械性能试验数据,QT450-10铸态球铁当其基体组织在珠光体含量<30%,磷共晶含量<1%的范围内且石墨的大小在3级以内。具有不同球化级别(石墨形态)的QT450-10铸态球铁的机械性能可用图8来表示。

图8 QT450-10铸态球铁的球化级别——机械性能曲线
Fig.8 The curve of nodularity grade——mechanical
properties of as-cast QT450-10 ductile iron


2 结论
  (1) 不同金相组织的QT450-10铸态球铁所对应的机械性能也不同。其中对球铁机械性能影响最大的因素是其石墨的球化级别,如果QT450-10铸态球铁的基体组织在珠光体含量<30%,磷共晶含量<1%的范围内,基体组织的变化对球铁的机械性能影响不大。
  (2) QT450-10铸态球铁在基体组织为珠光体含量<30%,磷共晶<1%,石墨大小在3级以内的条件下,当其石墨球化级别为1~4级时,球铁的机械性能合格,满足σb≥450 MPa,δ5≥10%,aK≥30 J/cm2,HB为160~200的要求,球化级别越高,机械性能越好。
  (3) 当QT450-10铸态球铁的石墨主要呈厚片状时其机械性能比较复杂,如果厚片状石墨呈完全分散分布即石墨球化级别为5级,球铁的机械性能接近要求。对于静态零部件如电机机壳等在本体取样分析确定石墨呈完全分散分布的前提下可考虑使用。如果厚片状石墨70%以上呈分散分布,球铁的机械性能略有下降。当厚片状石墨呈混合分布和聚集分布,球铁的机械性能很差。一般情况下,对于动态零件,当球铁的石墨以厚片状为主时,都应判为废品。


<<上一页1下一页>>

 
....::::相关新闻::::....
 · 模具高速切削对机床行业技术提出 
 · 模具发展减少资源消耗 市场前进 
 · 市场需求改换特色 机床模具不同 
 · 冷热芯盒模具用射芯机的不同 
 · 采用不同的刀具和方法优化五轴加 
 · 压铸模与塑胶模的不同之处 
 · 探究月饼“前世新生”模具工序不 
 · 香港挤压模具生产管理与国内的不 
 · SKF轴承用脂或油润滑有什么不 

新 闻 搜 索

最 新 新 闻
· [模具新闻] 制药机械行业标准化大势所趋
· [模具新闻] 钢铁行业可持续发展面临四大挑战
· [模具新闻] 2014年一季度钢铁行业景气走势趋弱
· [模具新闻] 全国建筑钢结构行业用钢量4100多万
· [模具新闻] 齿轮模具技术精进 市场地位随着大幅提
· [模具新闻] 模具制造行业规模庞大 顺应市场需求实
· [模具新闻] 我国模具产品技术不断成熟 塑料模具市
· [模具新闻] 国民经济持续增长模具市场兴荣不衰
· [模具新闻] 我国大型精密模具市场发展活跃但现状依
· [模具新闻] 我国模具市场逐渐适应信息新时代
· [模具新闻] 技术提升显优 国内模具产品高档化趋势
· [模具新闻] 压铸模具加工产品市场前景有望新突破
· [国外专题] 4月汇丰制造业PMI扭转五个月跌势,
· [国外专题] 美国4月Markit制造业PMI初值
· [国外专题] 2014年智利矿业展览会中国参展企业
· [模具新闻] 工信部:支撑工业发展不确定因素增多
· [模具新闻] “微刺激”激活基建投资,国务院首推8
· [展会追踪] 重庆引20余国及地区知名装备制造企业
· [模具新闻] 机床产业基地全国遍地开花,做强做精方
· [模具新闻] 2013年我国机械制造行业销售收入8

热 点 新 闻
· [模具工艺] 模具专业毕业论文范文
· [模具工艺] 空调机垫片冲压模具设计(课程设计说明
· [模具工艺] 机械模具知识
· [模具工艺] 模具加工合同范本
· [模具工艺] 闹钟后盖模具毕业论文设计说明书
· [模具工艺] 模具合同范本
· [模具工艺] 注塑模具毕业设计论文
· [模具工艺] 典型轴类零件加工工艺分析
· [模具工艺] 模具设计:笔盖的塑料模设计说明书【课
· [国内专题] 钱江太子摩托车图片
· [模具工艺] 冲压模具基础知识
· [市场分析] 中国会展业发展现状与方向
· [模具新闻] 4月份中国机械行业增速回落至9.3%
· [模具工艺] 离合器壳体冷冲压模具设计毕业论文
· [模具工艺] 模具设计:Z形件弯曲冲压模具课程设计
· [科技创新] 塑胶模具基本知识
· [科技创新] 怎样学好PRO/E软件?
· [模具工艺] 几种典型冲压模具结构介绍
· [国外专题] 日本将在泰国建立率压铸件生产基地
· [国内专题] 模具设计师:最紧俏的陌生职业

关于本网 - 广告刊登 - 服务中心 - 网页设计 - 域名空间 - 投稿信箱 - 联系我们 - 投诉举报 - 友情链接

版权所有:  太空模具网 网络实名:  太空模具网
服务热线:  0523-86228810 86229597 传    真:  0523-86229597
腾 讯 QQ:  498808488 E - mail:  mj@c-cnc.com

特别申明:未经本站书面许可,站内任何内容均不得转载,否则追究法律责任