球墨铸铁的强度与韧性

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球墨铸铁的强度与韧性

  球墨铸铁件都要求达到一定的牌号。而牌号中包含对强度和韧性的要求,然而金属的强度与韧性总是存在的矛盾。按强度与韧性的组合,球墨铸铁件的牌号,可分为三类,低强高韧。中强中韧和高强度低韧,三者相应牌号为QT400-18、Qt700-2。根据测定,球墨铸铁25mm厚、Y型试样的强度与伸长率之间的关系。测试表明,强度高侧伸长率低,反应亦然。

  求魔铸铁件在服役过程中,其寿命不仅与抗拉强度而且与伸长率有关。如球墨铸铁曲轴件,认为只有疲劳强度》220MPa才是安全的。通常球墨铸铁的疲劳强度随抗拉强度升高而上升,球墨铸铁件的断裂不仅与疲劳度有关,而且与断裂韧度K1c有关。曲轴的寿命是由两部分时间组成的,一是从疲劳行核逐渐扩展至形成微裂纹的时间;二是从微裂纹扩展至断裂临界尺寸的时间。前者随疲劳强度上升而延长,一旦微裂纹形成,裂纹的扩展速度将受到断裂韧度K1c的制约。

  在球墨铸铁的新标准中,没列入其冲击韧度值,原标准中曾列入该值。如QT600-3》15J/cm,QT400-18》60J/cm,即随着球墨铸铁伸长率越高,则其冲击韧度值就越高。而珠光体球墨铸铁的断裂韧度K1c是随其冲击韧度的升高而升高,同样硬度对零件的耐磨性有一定的影响,特别是摩擦副之间的硬度匹配,对耐磨性的影响更明显。硬度偏低,会加快磨损;但硬度过高,则韧性下降。球墨铸铁的硬度与断裂韧度的关系。

  一般认为球状石墨在基体中相当于一个空洞。但是对球墨铸铁件疲劳断口扫描电镜观察表明,在裂纹失稳的扩展区内,其裂纹多发生在珠光体或铁素体内,而不是在石墨球上。在河流花样的裂纹,也很少起源于石球磨的边界上。当裂纹在球磨铸铁内部扩展时,是从石墨球的边缘通过,而不是通过石墨球内部。

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