為何鑄鐵平臺(tái)會(huì)被廣泛應(yīng)用-興達(dá)機(jī)床量具

 

    常用灰鑄鐵中因?yàn)橛惺嬖?，所以石墨的抗拉?qiáng)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(shí)際應(yīng)力增加；同時(shí)，在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中，使尖角處的應(yīng)力遠(yuǎn)大于平均應(yīng)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(qiáng)度和彈性模量均比鋼低得多，通常 σb約為 120～ 250MPa，抗壓強(qiáng)度與鋼接近，一般可達(dá) 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(duì)力學(xué)性能的影響_越大。但石墨的存在對(duì)灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度影響不大，因?yàn)榭箟簭?qiáng)度主要取決于灰鑄鐵的基體組織，因此灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度與鋼相近。當(dāng)試樣中存在著類似灰鑄鐵中石墨片那樣尖銳的缺口時(shí)，在缺口附近的應(yīng)力值可達(dá)到平均值的5倍以上。這種應(yīng)力集中現(xiàn)象的存在，使灰鑄鐵即使在承受比較小的負(fù)荷時(shí)（遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到基體的屈服強(qiáng)度），在石墨邊緣處基體的實(shí)際應(yīng)力也會(huì)_它的屈服強(qiáng)度，因此在這里_會(huì)出現(xiàn)金屬的殘留變形，甚至出現(xiàn)裂紋（當(dāng)實(shí)際應(yīng)力_基體的強(qiáng)度_時(shí)）。這種石墨邊緣裂紋的出現(xiàn)，更進(jìn)一步地減少了灰鑄鐵承受負(fù)荷的有效截面積，并且更加劇了應(yīng)力集中的現(xiàn)象，應(yīng)力集中作用的_也隨著裂紋而迅速移動(dòng)，使裂紋很快擴(kuò)展，而發(fā)生整個(gè)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(qiáng)度不能充分發(fā)揮，據(jù)統(tǒng)計(jì)普通灰鑄鐵基體強(qiáng)度的利用率一般不_30% ～50%，這表現(xiàn)為灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度很低。此外，由于石墨存在而造成的嚴(yán)重應(yīng)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(dǎo)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(duì)基體的危害往往比縮減作用要強(qiáng)烈得多。順便指出，普通灰鑄鐵在受應(yīng)力作用時(shí)，在石墨邊緣由于有應(yīng)力集中現(xiàn)象常會(huì)引起少量的殘留變形。因此，灰鑄鐵的應(yīng)力應(yīng)變曲線即使在較低的應(yīng)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(duì)的意義。

    二、灰鑄鐵的硬度特點(diǎn)：

    在鋼中，布氏硬度和抗拉強(qiáng)度之比較為恒定，約等于3，在鑄鐵中，這個(gè)比值_很分散。同一硬度時(shí)，抗拉強(qiáng)度有一個(gè)范圍。同樣，同一強(qiáng)度時(shí)，硬度也有一個(gè)范圍，這是因?yàn)閺?qiáng)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(jì)其抗拉強(qiáng)度，不少資料中也提出σb和HBS之間的關(guān)系式。_指出，這種估計(jì)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。灰鑄鐵的硬度決定于基體，這是由于硬度的測(cè)定方法是用鋼球壓在試塊上，鋼球的尺寸相對(duì)于石墨裂縫而言是相當(dāng)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(yīng)得到提高（圖），當(dāng)金屬基體中出現(xiàn)了堅(jiān)硬的組成相時(shí)（如自由滲碳體、磷共晶等），硬度_相應(yīng)增加。

    三、灰鑄鐵的其他性能特點(diǎn)：
　　
    石墨雖然降低了灰鑄鐵的力學(xué)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(shí)，不僅其流動(dòng)性好，而且還因?yàn)樵谀踢^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(duì)鑄鐵件承受振動(dòng)能起緩沖作用，減弱晶粒間振動(dòng)能的傳遞，并將振動(dòng)能轉(zhuǎn)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(rùn)滑劑，脫落在摩擦面上的石墨可起潤(rùn)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(jìn)行切削加工時(shí)，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(chǔ)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(dāng)于許多微小缺口，從而減小了鑄件對(duì)缺口的敏感性，因此表面加工質(zhì)量不高或組織缺陷對(duì)鑄鐵疲勞強(qiáng)度的不利影響要比對(duì)鋼的影響小得多。