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球墨钢锭模的石墨成球状,表面积与体积之比最小,应力集中现象不明显,所以球墨铸铁中金属基体的强度和塑韧性可以得到较充分的发挥。按照石墨球化程度和基体组织的不同,抗拉强度一般在400~1200兆帕,延伸率在 1~17%之间。球墨铸铁的抗氧化生长性和耐蚀性以及切削加工性能良好。
其铸造性能的特点是流动性好,线收缩率小,热裂倾向小。但是球墨铸铁的制造工艺比较复杂,如果控制不当,有可能产生石墨球化不良,孕育及球化衰退、黑点夹杂、皮下气孔和疏松等缺陷。大断面铸件常会出现黑斑,降低铸件的机械性能,导致零件早期失效。
球墨铸铁因有较高的综合机械性能,已广泛用于各类机械零件,如内燃机曲轴、凸轮轴、汽车离合器和底盘零件、某些机床主轴、农业机具中的犁铧、通用机械中的阀体、液压元件等。此外还广泛用以生产铸管、轧辊和钢锭模等。
发展为了减少铸造缺陷和同时提高球墨铸铁的机械性能,人们正在研究改进铁水熔炼工艺,降低铁水中的含硫量,研制新的孕育剂,并进行多种机械性能如高、低温性能、疲劳强度、断裂韧性和检测等方面的研究工作。研制不经过热处理即能使球墨铸铁达到期望的使用性能的生产工艺,以及加入少量合金元素以获得更高抗拉强度和延伸率的球墨铸铁,也是重要的发展方向。
铸铁中的石墨球化或蠕化后,钢锭模的使用寿命大幅度提高、模耗大大降低。这是由于蠕虫状或球状石墨能减少O2的渗入,降低内氧化,提高铸铁的抗氧化性和高温强度。蠕墨铸铁的强度接近球墨铸铁、而导热性接近灰铸铁,具有良好的热疲劳性能,包括抗龟裂、耐开裂和抗变形能力,特别适合钢锭模的工况条件。球墨铸铁具有高强度,但导热性比蠕墨铸铁低,所以其寿命相对较低、模耗也稍高,通常用在10t以下的钢锭模(方锭模),以控制可能产生的变形。
球墨钢锭模