FGS450-10铸铁 铸铁 - 力学性能 铸铁中含有强度和硬度都很低的石墨。石墨破坏了材料的连续性和整体性,使其断裂和变形的性质不同于钢,并导致力学性能出现一些特有变化规律。 铸铁力学性能受到一系列因素的影响。 显著的影响是石墨的形态、数量和分布状态,其他组成相的类型、化学成分、分布状态以及铸件成形和处理过程也有一定影响。本章将从铸铁断裂特征及机制开始讨论各项力学性能及其影响因素,内容侧重常温及低温力学性能。 1灰铸铁的断裂 材料在外力作用下产生的应力超过自身断裂强度后发生断裂。断裂是机械零件失效的重要因素之一。 材料断裂过程比较复杂。但是总体上看,都要经历内部裂口萌主(裂口形核)、裂口扩展、断裂三个阶段。断裂前不发生明显塑拦王形的断裂属于脆性断裂。在正应力作用下,脆性断裂是材料原子间结合力 弱的晶体学平面(解埋面)分离而形成的断裂,也称解瑚断裂。出现明显塑性变形后发生的断裂称为延性断裂。廷生断裂是在切应力作用下沿滑移面发生滑移而导致的断裂,也称剪切断裂。 亏关脆性断裂的裂口形核机制,位错塞积理论认为,材料受力后运动位错受到晶界和杂质相阻挡产生位错塞积。塞积群所构成回应中集中超过材料强度时,塞积群前端萌牛裂u,脆性断裂前裂口以极决速度扩展。根据应力关系分析,材料屈服应力同时大于口形核应力和断裂应力时,一旦有裂口萌生,将在无塑变情况下断裂 。 下面以拉伸断裂为例说明铸铁断裂过程。实验观察证实,灰铸铁拉伸断裂开始于石墨片断裂。石墨内部存在许多晶体缺陷,如旋转晶界、刃型位错与螺位错、孪晶界、小角度倾斜晶界等。低应力下,石墨可能沿旋转晶界撕裂成小段,也可能因孪晶或倾斜晶界上的位错塞积而沿六方晶格的(0001)面滑移导致劈裂。大多数微裂口发生于孪晶界,可认为孪晶界位错塞积应力是裂口产生的主要根源。 铸铁 - 工艺性能 铸铁的工艺性能主要有铸造性能、焊接性能和切削性能。