这时我最近在读的一本英国的工程材料的书,翻译了其中的一段,大家觉得好的话,会继续节选翻译,如果觉得不好,也请说一说,谈一谈6 r5 x% U- B1 t. B
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1、灰口铁:5 H. I) U- A/ ~/ ?# b' i
铸造普通灰口铁生产的关键,是较低的冷却速度,因为这给碳充足的时间,从奥氏体当中析出,并成为长条状的石墨。它的微观图像是,以较为柔软的铁素体为基,掺杂条状的石墨。铁素体的硬度较低,大概150HV,强度和低碳钢近似。
& B$ T" c( B! g6 \; q 尽管压力性能良好,多用于机床和器械的支撑块,但是其微观结构中存在的条状石墨极大地削减了它受拉能力。这和有很强韧性的低碳钢形成鲜明的对比。
' n( a; i7 L. o7 {* E8 _5 W 在工业革命时代,过脆的灰口铁,给人们带来了很多痛苦回忆,当将它用作蒸汽管道和承受张力的结构时,会突然的断裂,造成很多很多的灾难事故。但审慎的使用时,比如世界上第一座全金属大桥,横跨赛文河(什罗普郡,英国),因为在结构设计上避免了过强的张力,也证明了灰铸铁结构的适用性。% y! I2 R$ I* _& S
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2、白口铁:# R* N: {5 n2 s6 q1 {
白口铁因为其含碳量和冷却速度的关系,其中的石墨以渗碳体的形式存在,渗碳体是众所周知的一种既脆又硬的相。它的这种特性也有一定的用途,比如用作切割的工具,但需要合适的设计。
, e! y! a1 o4 b/ R6 u, u 确切的说,因为白口铁对于冷却速度特别敏感,在生产的时候,一次浇注往往会夹杂灰口铁。这时候,必须通过切削来确定获得的组织是哪一种。
# Y( h$ E4 o( C) }$ c5 t( r# j正宗的白口铁是很难通过传统的切削方式进行加工的,必须进行磨削加工。6 B9 J: }, s1 d* Z) J! j
在铸铁的生产过程中,硅是一个十分重要的元素,它可以使渗碳体分解,并促进碳元素的析出,形成灰铸铁组织。, P, g) k- s' V" b
硫,锰和磷在铸铁生产中也经常用到。, i0 @4 o" ?- C
硫的作用和硅正好相反,它抑制石墨的析出,从而使铸铁变脆,这是硫化铁的特性之一。
' E+ l C7 s5 M! w* x( C 锰可以和硫形成硫化锰,固溶在铸铁里面,它不仅可以促进石墨的析出,还可以使残留的碳稳定存在,并且提高铸铁的硬度,细化晶粒,提高强度。磷可以形成磷化三铁,它的共晶体的熔点在950度,因此在高硫铸铁的生产中,可以提供良好的流动性,适于薄片型材的铸造。但是它的硬度太高,缺乏韧性,如果控制不好,就会变得非常的脆。
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3、 球墨铸铁
/ O0 R, V8 {/ h, f5 q4 L. Q% d 灰铸铁中的条状石墨,是铸铁缺乏韧性的关键因素,神奇的是,经过一个球化的过程,它们可以变成十分紧凑的球状,并因此克服其在抗拉性能上的痼疾。这通过一个被深刻理解的过程——在浇注之前,及时的投入铈或者镁,效果是戏剧化的,在微观结构中很容易看到。它将在拉力上几乎没有任何韧性的铸铁,转变成了可以和钢材相比肩的材料。
( |4 H# R, x1 x) x7 ]7 T- c 当用镁来做诱导剂的时候,需要注意,提前投入超过百分之二点五的硅,来防止细小截面上的白口铁的产生。
3 R8 [# x3 r9 {2 @ 现在也有其他的变体,比如最近发现的等温淬火的生产方法,已经广泛的应用在了需要高强度材料的情况。经过等温淬火的高韧性铸铁,其强度可以和焊接钢结构比肩,并大量应用在了汽车行业当中。
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