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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。 + F& H' [: E& K5 K$ s# |3 o. K
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。
% a: n* V( A, a- `) m7 g! _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。 3 V6 y# c5 x$ g, a# t6 r# O; e
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。
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1 V6 y; \( c( j$ A' B- Z6 i图片来源：pixabay & F, F; @7 K" H+ a: S. e
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4 Q- r3 [3 D w3 Z9 U; _$ u4 [
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。 $ q% P; I# k3 Y1 Y
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。 ! D3 |# d+ Q4 Y. `$ k' ?! {: 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。 6 M$ b) V7 Z# }1 n* r6 ^
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。
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图片来源：pixabay
5 M; p/ V% N8 j' W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
0 Z1 g7 V- N2 q. U4 X( `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。
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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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F9 p! O% k7 S/ e! j图片来源：pixabay & A5 d# z( p% P& R
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。 + G' f% Y2 u. u( d5 Q6 B7 Y
球墨铸铁的分类
6 G8 ?1 d+ N& t% |: O* U8 W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。 ' `* b, i( T% d: W' Y+ Z/ E* ?
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。 ( a+ w3 P# h7 l# h3 V% _$ x* ^
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。
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5 w. e5 w, z9 C- N$ s球墨怎么形成的
( T' i# z( F- Y: H5 _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。 $ h- V8 }$ x/ W2 G# y: G
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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。
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8 V% `, L+ q5 j6 T" n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。 " a' O& G$ V% D8 l+ @: b
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发表于 2022-11-3 10:43:25
