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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。 - U; H) }/ `6 D s4 a- o
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。 + y1 m3 n3 z$ Y, b+ |
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。
$ r" ]* J' S& H( \! |1 r2 I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。 - j. T$ n7 M% g6 u% A2 r2 M' g
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。
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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。 ; @/ ?% Q$ v3 f7 W9 k
5 {0 n. t$ N1 ^; Y4 m图片来源：pixabay 1 |7 [- i8 i: B- V! W; |+ a
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2 W. w: l# |1 o y" e
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。 ; \- Z: j0 r+ |, [: @
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。 ) T( t v( C+ C2 B' k2 E
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。 1 F5 x( N9 x; x+ }% p
我们知道，中国是世界上最早开始金属冶炼的国家之一。 4 L& `# @+ D% A/ _" w4 z& p
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。
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图片来源：pixabay
: I1 P' Q' [7 e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。 ( ^* U% u% x4 _$ ~7 {1 [* k6 d+ z
球墨铸铁的特点
8 c9 h$ E& H) r1 B2 C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。 % C1 Z" K% [$ _& H \4 l
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。 : {0 H" Y, ^2 u, D& s6 Z2 F
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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7 P. Q1 S5 [; U- z9 \3 r1 l图片来源：pixabay
* ~$ J1 ~ M; S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。 7 |7 A( f- ?% y; m: P/ `6 F
球墨铸铁的分类, {0 j! A% a) t4 a. d: _
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。
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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。 ( Q& M, W4 B! J6 l8 S
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。 3 w2 l; N9 k% T; R) O
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* ?; F8 s" A2 j' F; p7 R n# O球墨怎么形成的
% Z5 l7 y% _/ Q G: _- _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。
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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。 & }" c' |6 d$ k7 o! w0 _. Z5 c
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0 b+ Y5 a/ ]/ |! j6 M$ g* S7 y% ^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。 " {3 G: X9 V% \4 [: Y5 X! i: \
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。 # g' P. y! r3 [9 w' n
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。
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7 c9 a; h+ n) b0 u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。
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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。 * @6 p0 w( B5 |6 T1 \9 M2 X* D
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发表于 2022-11-3 10:43:25
