灰铸铁中石墨分布形态对性能的影响

第!"卷#)))年

第#期*月

云南农业大学学报

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灰铸铁中石墨分布形态对性能的影响

晋芳伟

（云南农业大学工程技术学院，昆明*")#)!）

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摘要：研究了=石墨量对铸铁力学性能的影响。结果表明：石墨量#!石墨长>#))?@))灰铸铁的石墨长度、"A，度在"性能优良，加工光洁度高。用回归分析法建立了强度与硬度的回归方程。)!#))"B范围内的铸铁，

关键词：灰铸铁；显微组织；力学性能；线性回归中图分类号：>C!@D’#

文献标识码：2

文章编号：（）!))@?DE)F#))))#?)!DE?)D

目前，铸铁仍然是机械制造行业中重要的材料之一。铸铁的强度、塑性和韧性虽然比钢的差，但它却有较低的熔点和优良的铸造性能，良好的耐磨性和切削加工性等优点，故在机械制造中获得广泛应用。

铸铁可分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁D种。灰口铸铁是其中生产工艺最简单、成本最低、应用最广泛的一种。其铸件产量约占整个铸铁产

〔〕量的G大量用于制造机床床身、机座、)A以上!，

材料为某厂用于生产制动鼓、汽缸盖等产品的灰铸铁，牌号为=。>#))?@))!"#

方法

用金相显微镜检测石墨长度、形状及数量，测量同一试块的硬度，并分析比较石墨长度与硬度间的相互关系；采集##组抗拉强度和硬度的试验数据，用回归分析法建立强度!#的关系。!与硬度"##"!

结果与分析

金相测试结果与分析

为观察石墨长度、数量对铸铁硬度的影响，选取基体组织相同（珠光体大于E磷共晶小于GA，，石墨形状为2型的@个试样，分别测量石墨!A）

长度、石墨量及硬度。金相组织分别见附图，测量结果见表!。

由表!的测量结果可见，附图!、附图#的石墨长度、石墨量多，相应的硬度较低。附图D、附图石墨量多者硬度低。附图@的石墨长度基本一致，

不仅使硬度降低，而且加工光洁D中的石墨粗大，度也很差。

通过生产实践还发现：对于=>#))?@))牌号的铸铁，在2型石墨情况下，石墨量$"石墨长A、度在"其力学性能比较)!#))"B范围内的铸铁，

理想，同时加工光洁度也高。

机架、机身、工作台、齿轮箱及汽车、拖拉机中的汽缸、汽缸盖、汽缸套、活塞环等。

由于化学成分及熔炼条件的不同，灰铸铁有D种不同的基体组织，即铁素体、铁素体—珠光体、珠光体。基体组织相同的灰铸铁，其力学性能与石墨的形态密切相关。

实际生产中，有些铸件除必须保证其力学性能外，还有其它特殊要求。如汽车中的制动鼓要求有较好的耐磨性，而汽缸盖则要求有较好的致密性。这些产品，虽然其力学性能合格，但在加工过程中可能会出现加工困难、甚至难以加工以及加工的光洁度差等问题。为解决这些问题，对铸铁中石墨形态对硬度的影响以及硬度和强度的关系作了研究。!!"!

实验材料与方法材料

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收稿日期：!EEE?!#?#D

万方数据作者简介：晋芳伟（，男，云南镇雄人，硕士，讲师，主要从事固体材料的研究。!E*"?）

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表!

云南农业大学学报

石墨长度、石墨量及硬度的测量值

第%<卷

即只有对相同生产条件下的铸铁使用才有意义。本文采集了该厂B!=::CA::铸铁试验数据==组

〔〕=（见表=），用线性回归法求得下列回归方程：

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石墨长度／(;::";<:=::"=<:%::"%<:%::"%<:

石墨量／（／／）9!"%:;:::;:!%<%="%<%=@"%=

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其相关系数DE；取置信度"E:，:$@?=?$:%

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相关系数的起码值’:E:因&E==时，$<;>;，

此，!"的回归方程显著。#与!

通过实验值与计算值的比较，可检验所得公式

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强度、硬度试验数据及回归分析

抗拉强度与硬度之间存在一定的联系，很多人也对此作过分析，但所得结果的使用有一定范围，

表"

的可靠程度。表;采集了>组抗拉强度及硬度的实验值。用上面的回归方程算出!以二者的相#，对误差作为精密度，共列于表;中。

抗拉强度及硬度的试验数据（!／／）"%:;:::;:

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抗拉强度实验值与计算值的比较

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精密度:$:;;:$:<@:$:>?:$:=<:$:%<:$:%=:$:<>

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／!GH"#实验值

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由表;中的数据可见，经验公式计算出来的强度值与实验值符合较好，在生产实际中已有足够的精度。对于其它生产条件下的铸铁，可用同样的方法得出相应的经验公式。

这样的经验公式用于指导生产很有意义。对于没有拉伸实验设备的企业，可用金相检测及硬度测试配合该经验公式对产品质量进行检验和控制。$

结论

当石墨长度大于=$#"珠光体基体的灰铸铁，::

石墨量大于%铸铁的强度、硬度低，产(，<9时，!

品不合格。

$#$B!=::CA::铸铁的抗拉强度与硬度的回归方程显著，在实际生产中满足精度要求。该厂的铸铁硬度$#%生产实践及计算结果表明，小于!（／／）时，产品性能一般不合"%I:%:;:::;:要求。

参

考

文

献

使力学性$#!粗大石墨明显降低灰铸铁的硬度，

能下降，且影响加工光洁度。

万方数据

朱复谦J机械材料学〔G〕南宁：广西科学技术%黎悠麟，J

出版社，%@@%J%>:"%>A

期晋芳伟：灰铸铁中石墨分布形态对性能的影响

数学手册〔#〕北京：人民教育出版"’数学手册编写组"

社，$%&%"(’

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常用数理统计方法!中国科学院数学研究所统计组"

〔#〕北京：科技出版社，"$%&’"()

万方数据

灰铸铁中石墨分布形态对性能的影响

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