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在城市马路上每隔几百米就能看到一个井盖，平时并不会有太多人去注意它，甚至有时候还嫌它碍事。 . ^* T7 ]& C% l: H: I
虽然井盖看着并不起眼，但是它所处的生存环境却非常恶劣，身处车流不息的马路中间，每天要接受无数车辆的碾压和车辆尾气的腐蚀。
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还有无数次雨水和污水的侵蚀，冬冷夏热的高温差，甚至还要防小偷。 7 j( j; _$ d1 E: Z
那么井盖是什么材料制作的呢？ 这种材料就是球墨铸铁，现在马路上大多数井盖都是使用的这种材料。（当然井盖还有水泥复合材料，再生树脂材料，聚合物基复合材料等等。） 球墨铸铁说到球墨铸铁很多小伙伴会比较陌生，但说到铸铁大家就会比较熟悉了，球墨铸铁就是铸铁的一种。 7 ?( ~+ a6 N! `. s
球墨铸铁是铁水在凝固过程中，内部元素形成形状为球状石墨的铸铁，它是一种高强度的铸铁材料。 . ~1 A7 }+ P7 _2 k/ J
通过加热石墨材料后，就能成功的将铸铁的性能，提高到接近于钢的各项性能，所以也就有了以铁（球墨铸铁）带钢的说法。 , \2 G5 Z" E8 ~3 t
) B" G# y' I6 h3 w, D* `8 ^3 \图片来源：pixabay - T. G9 F! f! Z' t$ q/ R2 K
通过选用合适的金属元素，将其组合在一起，这是保证材料具有良好性能的基本条件，所有球墨铸铁的主要成分是碳，硅，锰，磷以及稀土等元素。 球墨铸铁发展* t; v/ J2 g* K% c0 q; E( B- S
铸铁是在1722年才被法国人研制出来，当时研制出来的是白心可锻铸铁，后来又相继研发出了如黑心可锻铸铁。 e, |. M* T* m; Q0 m
直到1947年，一位英国人发现在一种铸铁中有球状石墨存在，其实这就是一种球墨铸铁。 8 b) [& o ]; s* Z2 l$ c P) Z4 Z
后来又通过不断的完善，在铸铁中添加了一些稀土以及镁等成分，得到了真正意义上的球墨铸铁，从此也开始了大规模的生产和应用，并且成为应用最广泛的铸铁材料。
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我们知道，中国是世界上最早开始金属冶炼的国家之一。
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所以在国内古代冶炼遗址出土的一些铁中，检测发现就有少量放射状的球状石墨出现。 # [4 ?9 z, G* X* n
- `. D- W2 n U; a5 U图片来源：pixabay
J4 K1 i; ^, t: d* v+ ?据考证这些铁出现的年代在西汉时期，距今已有两千多年，这也再次证明中国古代就具有非常高的冶炼技术。
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球墨铸铁的特点
v7 k! {. {' f8 j( t球墨铸铁主要有着强度高，重量轻，韧性好，抗冲击已经耐高低温等优点，所以被广泛应用于一些机械中的关键零部件，如曲轴，阀门以及管道等。
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但球墨铸铁跟其它所有材料一样，也有着一些缺点，最主要的就是铸造要求较高，容易造成产品缺陷。 - K6 g" M9 L6 M L( S" ~
例如说，某种元素含量多了，铸造出来的球墨铸铁内部结构就会发生变化，就会出现孔洞，凹陷以及表面粗糙等缺陷。
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) D1 _/ u+ z2 j5 u" T: A% p( d图片来源：pixabay 7 O1 v: P; _4 `# D8 M: A. V
还会出现杂质较多，产品没有光泽，裂纹变形等，这都需要在铸造过程中不断的提高和改进工艺来攻克这些缺陷。 0 Z7 ]- `2 d+ C, Y1 o% s2 F% u( A
球墨铸铁的分类. ]* z% v9 b+ Y) i6 E% |7 k/ @
球墨铸铁的牌号主要由其代号字母QT和最低拉伸强度，最低延伸率这三部分组成，而在国标中球墨铸铁有以下8个牌号。
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奥贝球墨铸铁，牌号有QT900-02，具有非常高的强度和耐磨性能，其综合机械性能都非常高，常被用来制造机车车轮这样要承受重载，摩擦和冲击的零部件。
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铁素体球墨铸铁，牌号有QT400-17，QT400-15，QT450-10，具有强度低，但韧性较高的特点，主要用于要承受很大冲击和振动的零部件，例如一些车辆的底盘零件。 * F' o: }- S( [- y
碳素体球墨铸铁，牌号有QT500-07，QT600-03，具有强度高，韧性好的特点，主要用于制造一些车辆的零部件。 ( w4 _* Z; l2 {( c
珠光体球墨铸铁，牌号有QT700-02，QT800-02，具有强度硬度高，有一定的韧性和较好的耐磨性能，所以常被用来制造一些曲轴和齿轮等，这类容易磨损的零部件。 & O! m5 p* c* _/ b
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& ~" m- @6 \1 b, H' p6 Z v1 K球墨怎么形成的
b1 X+ w( v% V3 _; } N2 x球墨铸铁的铸造过程是采用的球墨铸造工艺，球墨铸铁同样可以像钢一样，通过像热处理这样的工艺提高使用性能。 ; }& H* k7 g4 ?+ Z- b
球墨铸铁在形成的过程中铁水内的石墨成球状，也正是因为石墨球化，才让球墨铸铁拥有诸多的优点。
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9 T! i( {( g; u5 b5 c球状石墨在形成的过程中要经过两个阶段，首先是石墨成核，铁水在熔炼成液体的过程中，有很多非金属和一些杂质在游动过程中，相互碰撞，最后就会聚合在一起成为石墨球核。
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在石墨成核以后，很多碳原子开始在石墨核上面堆积，随着碳原子的堆积越来越多，最后就会变得成为球状，这就是球状石墨的第二个生长过程。
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所以 ，要想在铸造过程中获得球状石墨，石墨在生长过程的控制就非常重要。 ?$ Q* M( p) t* C/ G) L$ z
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球墨铸铁作为一种具有诸多优点的材料，现在已经发展到了第二代球墨铸铁，在其中添加了更多的硅，甚至让硅的含量比碳还多。 * l- T. O# h/ u1 j" H* B& E7 u
这样的球墨铸铁就会具有更好的拉伸强度并且重量更轻，这与以前的球磨铸铁在提高抗拉强度后，其塑性必将降低有很大的改变。
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中国作为铸造业大国，让材料强度增加而重量却变轻，这也将成为未来材料的发展方向，球墨铸铁通过不断的改进成分和性能，未来也将在更多的领域得到广泛应用。
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发表于 2022-11-3 10:43:25
