了解球墨铸铁

球墨铸铁（SG 铁）已成为现代工程和制造业的关键材料。由于球墨铸铁具有高强度、良好的延展性和抗疲劳性等优越性能，因此在汽车、机械和建筑行业得到了广泛应用。这种材料是通过精心制作的工艺将铸铁的普通片状石墨结构转化为球状结构，从而大大提高了性能。

本文将向您介绍球墨铸铁的成分、制造工艺、特性、应用和优势，球墨铸铁是工业中要求严格的应用领域的首选材料。

什么是球墨铸铁？

球墨铸铁（或球墨铸铁）是一种通过在熔融铸铁中添加镁而形成的高强度材料。它通过在熔液中添加一些矿物质，使铸铁中的石墨在凝固时形成球状（结核状），而不是标准灰铸铁中的普通片状结构。这样就形成了一种混合材料，既有铸铁的可铸性，又有钢的机械性能，使其比灰铸铁用途更广、更坚硬。

球状石墨中的这些结构有助于避免灰铸铁的脆性，并帮助 SG 铁比前者更好地分散和吸收应力。这些特性使其可用于各种高强度、高韧性和耐磨损的应用中。

球墨铸铁是如何制造的？

SG 铁是通过一种称为 "球化 "或 "球团化 "的工艺生产出来的。在此过程中，我们向熔融铸铁中添加少量的镁（有时也添加铈）。它与铁中的碳发生反应，使石墨呈球状。

铸造过程受到严格控制，在温度和化学成分管理方面要求性能卓越。该工艺一般包括以下步骤：

• 融化
• 添加镁
• 铸造

铸件随后可加工成适当的形状。与传统灰铸铁相比，这种铸件具有更高的抗拉强度、延展性和抗疲劳性，成品的机械性能也会得到改善。

SG 铁与传统铸铁的对比

球墨铸铁成分

球墨铸铁通常由铁制成、 碳硅、锰、硫和磷。SG 铁与非人造 SG 的主要区别在于加入了镁或其他球化剂，从而使石墨形成圆形球状。这使材料具有更好的性能，尤其是在强度、韧性和耐磨性方面。

灰铸铁则具有片状石墨微观结构。灰铸铁易于铸造，具有良好的机械加工性能，但其片状石墨结构使其相对较脆，在应力作用下容易断裂。球状石墨结构可显著提高 SG 铁的机械性能，尤其是抗拉强度和疲劳性能。

灰口铸铁与球墨铸铁的区别

显微结构：在灰铸铁中，石墨结构由大的、有棱角的石墨颗粒组成。 薄片.这导致了较低的机械性能，如较低的抗拉强度和延展性。与铸铁不同，SG 铁具有球状或球状的韧性。 石棉与铸件相比，这种材料的应力分布更好，而且不会产生脆性。

强度：SG 铁的抗拉强度大大高于灰铸铁。灰口铸铁在非承重应用中确实有用，但在应力作用下更容易开裂。

延展性：由于石墨球是球状的，因此 SG 铸铁的延展性明显优于灰铸铁，也就是说，它可以在应力作用下吸收更大的变形而不会开裂。另一方面，灰口铸铁的片状石墨使其更脆，在拉伸应力下会导致早期开裂。

应用：灰铸铁具有良好的铸造性能，非常适合用于高压力环境，如汽车部件（如发动机缸体和曲轴）、重型机械和管道系统。灰铸铁因其脆性，通常用于非关键强度和延展性应用，如机器底座、炊具和装饰品。

球墨铸铁的类型

球墨铸铁等级

SG 铁有几个等级，它们具有不同的机械性能，用于不同的用途。其中最常用的分级系统包括 ASTM A536，它将 SG 铁分为三大等级：

• 等级 60-40-18：

抗拉强度为 60,000 psi，屈服强度为 40,000 psi，伸长率为 18%。通常用于汽车零件、工业设备等。

• 等级 80-55-06：

可提供更高的拉伸强度，用于更严格的应用，包括压力容器和重型设备

• 等级 100-70-03：

含有高比例的纤维，具有最大的拉伸强度，通常用于非常高的应力应用中，如航空航天和非常高性能的汽车零件。

SG 球墨铸铁

球墨铸铁的另一种类型是 SG 球墨铸铁，由于添加了铜等合金元素，其延展性更高、 五分美金或铬。这种材料尤其适用于需要高强度和高延展性的应用场合，例如：汽车悬挂部件、管道和工业机械等。

球墨铸铁的特性

拉伸强度

sg 铁的抗拉强度非常高。由于球状石墨结核的存在，它具有有序的层状结构，从而提高了材料在承重应用中的强度。

延展性和韧性

球墨铸铁具有良好的延展性和韧性。球状石墨的微观结构可使材料在应力作用下变形而不分裂，使其韧性远高于球墨铸铁。 灰铸铁.这使 SG 铁具有冲击和应力吸收能力，对重型应用至关重要。

抗疲劳性

球形石墨的使用还能提高材料的疲劳性能。因此，SG 铁适用于零件承受重复应力或振动的应用，包括汽车部件和重型设备。

球状石墨铸铁的微观结构

球墨铸铁具有微观结构，其中 石棉 游离在奥氏体基体中的石墨呈球形，这对金属基体系统非常有利。形成的石墨结核均匀地悬浮在基体中，使材料具有均匀的机械性能。

铁的 SG 值意味着什么？

SG "是 "球状石墨 "的缩写，通常与 "球墨铸铁 "交替使用。球墨铸铁是一种高强度、高韧性、高耐磨性的铸铁，它是在球墨铸铁的基础上经过热处理加工而成的，可以提高材料的强度、韧性和耐磨性等性能。它是一种 铸铁在《钢铁工业》中搜索中等质量（二级）的铸铁，称为球墨铸铁。球墨铸铁又称球墨铸铁或球墨铸铁，由高硅铁发展而来，是一种新开发的合金。

球墨铸铁的应用

汽车行业

全球 SG 铁管市场的汽车终端应用领域包括发动机缸体、曲轴、制动部件和其他各种部件的铸造。由于具有高强度、抗疲劳性和韧性，它适用于承受无尽应力和磨损的重要汽车部件。

管道和配件

SG 铁具有优异的耐腐蚀性和机械性能，因此也被用于制造水、天然气和污水管道及其配件。由于具有耐压和抗腐蚀的能力，它特别适合在压力下使用。

重型设备

使用 SG 铁制造的产品通常包括齿轮、车轴和外壳等重型机械部件。

球墨铸铁的优点

增强力量

它比其他材料具有更高的抗拉强度，因此可用于高性能应用。它的冲击和应力吸收特性有助于最大限度地降低失效的可能性。

成本效益

SG 铁是一种性能显著提高的材料，但与钢等其他强度更高的材料相比，其价格仍然相对低廉。它为那些需要耐用、性能良好的廉价部件的行业提供了极大的价值。

多功能性

SG 铁的透气性使其可用于汽车和机械部件、管道和建筑部件等多种用途。云计算灵活多变的特性使其成为应用最广泛的材料之一。

球墨铸铁面临的挑战

生产成本

生产 SG 铁比灰铸铁复杂，添加球化剂会增加成本。但 SG 铁的优势通常大于高成本。

铸造缺陷

与所有铸造材料一样，SG 铁也会出现缩孔、气孔和夹杂物等缺陷。但这些问题都可以通过适当的质量控制和铸造方法得到缓解。

球墨铸铁的未来趋势

技术进步

三维铸造和精密铸造等更先进的铸造技术进一步推动了这一进程。这些技术的发展使制造商能够制造出越来越复杂的形状，同时也减少了材料浪费。

可持续性

随着各行各业需要更环保的产品，SG 铁似乎将填补这一空白。它具有耐用和可回收的优点，这对可持续生产方式有重大影响。

结论

球墨铸铁是一种多功能、高性能的材料，与传统铸铁相比具有明显的优势。其卓越的强度、延展性和多功能性使其成为各行各业的首选材料。这种材料特性可以鼓励在各种环境中使用球墨铸铁，特别是随着未来制造技术的发展。