1. 介绍
球形石墨铸铁 600/3(BS一 1563:1997), 也称为 延性铸铁, 通过在强度之间提供理想的平衡，可以显着改变铸造金属的景观, 延性, 和成本效益.
其独特的微观结构, 由嵌入金属基质中的结节石墨定义, 与传统的灰色或可延展的铸铁相比，具有较高的机械特性.
名称 SG铸铁 600/3, 根据 BS一 1563:1997, 指定一种材料 最小拉伸强度 600 MPA 和 最小伸长率 3%,
将其视为要求强度和中等可塑性的应用程序的强大选择.
该等级弥合了传统铸铁与低的传统铸铁之间的机械差距- 到中碳钢, 为设计工程师提供一个引人注目的替代方案，重量减轻, 可铸性, 和性能相交.
2. 物质组成和微观结构
理解 SG铸铁 600/3的机械能力, 必须从其冶金基础开始.
合金的性能源于球体石墨结节的故意形成, 通过精确的镁治疗实现.
结节的圆形形状比在灰铁中发现的平面石墨片所产生的应力点更少; 这会抑制裂纹的创造并提供增强的延展性.
这种结节石墨结构抑制了线性裂纹的产生, 因此能够承受失真的能力.
球体铁的典型化学成分 600/3：
| 元素 | 典型范围 (% 按重量) | 功能 / 角色 |
|---|---|---|
| 碳 (c) | 3.4 - 3.8 | 形成石墨结节; 提供可铸性和导热率 |
| 硅 (和) | 2.2 - 2.8 | 促进石墨化; 增强铁氧体; 控制碳化物形成 |
| 锰 (Mn) | 0.1 - 0.5 | 增强珍珠岩基质; 太多会促进碳化物或减少延展性 |
| 镁 (毫克) | 0.03 - 0.05 | 关键结节剂; 将石墨片转换为球形形式 |
| 磷 (p) | ≤ 0.05 | 保持低调以避免封闭和过度收缩 |
| 硫 (s) | ≤ 0.02 | 必须最小化; 与镁反应，并促进薄片石墨 |
| 铜 (铜) | 0.1 - 0.5 (选修的) | 可以增强拉伸强度和珠光体形成 |
| 镍 (在) | 0.0 - 0.5 (选修的) | 改善韧性和耐腐蚀性 (如果使用) |
| 铬 (Cr) | ≤ 0.1 | 有时用少量用于耐磨性, 但是可以增加硬度 |
笔记:
- 这 精确的组成 可能会因铸造实践而略有不同, 热处理意图, 和特定的申请要求.
- 控制 毫克, s, 和 结节化处理 对于确保正确的 结节性 并产生的机械性能.
矩阵中的矩阵 600/3 通常是 铁矿和珠光体, 铁氧体改善延展性和珠光体有助于力量和硬度.
这 结节性 通常超过 80%, 和 结节计数 经常超越 100 结节/mm², 两者对于实现预期的机械性能至关重要.
比较, SG 600/3 优惠 3韧性–5倍 比灰铁, 大致 80% 淬火和钢钢的强度 例如AISI 1045, 然而，成本较低，可铸性更好.
3. 机械和物理特性
球铁 600/3的机械性能使其能够在动态下执行, 影响, 和结构负荷, 使其成为暴露于循环压力的组件的主要选择.
机械性能:
| 财产 | 价值范围 |
|---|---|
| 抗拉强度 (UTS) | ≥ 600 MPA |
| 产生强度 (0.2% 抵消) | 〜 400 MPA |
| 伸长 (A₅₀) | ≥ 3% |
| Brinell硬度 (HB) | 170 - 230 |
| 疲劳强度 (旋转) | 〜 300 MPA |
| 影响能量 (charpy @ rt) | 7 - 12 j |
物理特性:
| 财产 | 价值 |
|---|---|
| 密度 | 〜 7.1 g/cm³ |
| 导热率 | 40–50 w/m·k at 200 °C |
| 比热 | 〜 460 j/kg·k |
| 阻尼能力 | 比钢高约25–30％ |
| 收缩津贴 | 1.0–1.2％ (线性) |
4. SG铸铁的铸造适用性 600/3
SG铸铁 600/3 表现出色 铸件 特征由于其平衡流动性, 中等收缩行为, 和高维稳定性.
这些品质使其非常适合各种各样的 中至高复杂性成分 强度和抗疲劳性至关重要的地方.
关键适合性属性:
- 良好的流动性: 可以填充复杂的霉菌几何形状和薄壁部分 (>5 毫米), 特别是当优化硅含量时 (〜2.5–2.8％).
- 中等收缩 (〜1.0–1.2％): 可以通过模式津贴和立管设计有效补偿, 启用精确的维度控制.
- 低热裂纹趋势: 球体石墨结构在凝固过程中降低了内部应力浓度.
- 出色的可焊性 (处于铸造状态): 虽然不如低级SG Iron, 600/3 仍然可以使用适当的预热和焊接后处理.
- 适应热处理: 可以通过标准化或宽恕过程来量身定制硬度来增强属性, 力量, 和韧性.
5. 应用和使用性能
SG 600/3的强度和振动阻尼能力使其在高负载中必不可少, 疲劳敏感的应用.
几个行业将这个等级部署在关键任务组成部分中:
- 汽车: 曲轴, 控制臂, 差分外壳, 发动机支架
- 市政基础设施: 压力紧身孔盖, 配件, 水和下水道连接处
- 建筑和农业: 变速箱外壳, 泵主体, 犁组件
- 风力和海洋: 转子轮毂, 基板, 法兰, 镇流器组件
在汽车控制臂中, 例如, 疲劳测试揭示了SG 600/3 可以忍受压力范围 超过2×10⁷周期的±250 MPa,
会议性能指标接近淬火和钢化钢, 但是以大大降低的成本和处理复杂性.
6. 优点和局限性
优点:
- 优越的疲劳和冲击阻力 与灰铁相比
- 出色的铸造性, 支持复杂的几何形状
- 减轻体重与强度比, 动态应用的理想
- 良好的可加工性, 降低二级处理成本
- 高阻尼容量, 减轻共振和磨损
限制:
- 较低的伸长率 (3%) 比较软的SG等级 (例如。, 400/15)
- 碳化物形成风险 如果冷却不受控制或过度接种
- 温度灵敏度-接触 >400 °C可能会随着时间的推移降低机械性能
7. 遵守全球标准
SG铁 600/3 对应于其他标准中的不同等效物:
- ISO 1083: EN-GJS-600-3
- ASTM A536: 年级 80-55-06 (相当于, 取决于伸长目标)
- 从 1693: GGG 60
- JIS G5502: FCD600
8. 与其他SG铁等级进行比较
| 年级 | 抗拉强度 (MPA) | 产生强度 (MPA) | 伸长 (%) | 硬度 (HBW) | 典型的微观结构 |
|---|---|---|---|---|---|
| SG 400/15 | ≥400 | 〜250 | ≥15 | 130–180 | 铁素体 |
| SG 500/7 | ≥500 | 〜320 | ≥7 | 150–200 | 铁素体焦石 |
| SG 600/3 | ≥600 | 〜400 | ≥3 | 170–230 | 珍珠属性属性 |
| SG 700/2 | ≥700 | 〜500 | ≥2 | 200–270 | 主要是珠光体 |
| SG 800/2 | ≥800 | 〜600 | ≥2 | 230–300 | 完全珠光体 |
| SG 420/12 | ≥420 | 〜260 | ≥12 | 140–180 | 铁素体 (延展性改善) |
9. 结论
球形石墨铸铁 600/3 站在现代铸造工程中的标志性材料.
与高强度的结合, 良好的延展性, 优质疲劳性, 和出色的铸造性.
它为寻求可靠性能的工程师和制造商提供了最佳解决方案，而无需合金钢的成本或复杂性.
狼河 如果您需要高质量的话，是制造需求的理想选择 SG铸铁 600/3 铸件.
