球墨铸铁及其选择注意事项

铸铁液经球化处理，使铸铁组织内部的石墨状碳大部分或全部呈现球状的铸铁称为球墨铸铁。

1.3.1 球墨铸铁的牌号表示及力学性能

（1）牌号表示法 球墨铸铁的牌号由拼音字母＋抗拉强度σ_b＋伸长率δ表示。如，QT400—18表示球（Q）、铁（T）＋抗拉强度（σ_b＝400MPa）＋伸长率（δ＝18％）。

（2）力学性能 球墨铸铁的力学性能主要为：抗拉强度σ_b、伸长率δ、屈服强度σ₀.2及硬度。球墨铸铁的牌号、单铸试样力学性能及应用举例见表2.8-4。

表2.8-4 球墨铸铁件材料牌号、单铸试样力学性能及应用

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注：1.摘自GB/T 1348—2009《球墨铸铁件》。适用于砂型铸造的普通和低合金球墨铸铁件，亦可适用于特种铸造方法生产的球墨铸铁件。

2.牌号中的“L”表示此牌号有低温（－20℃或－40℃）冲击性能要求；字母“R”表示此牌号有室温（23℃）冲击性能要求；字母“A”表示附铸试样的牌号。

3.球墨铸铁的生产方法和化学成分由供方自行决定，但必须保证铸件材料满足GB/T 1348—2009规定的性能指标，化学成分不作为铸件验收条件，抗拉强度和伸长率为验收指标。除特殊规定外，一般不做屈服强度试验。

4.如需方要求，冲击性能，其指标应符合GB/T 1348—2009的规定。QT350-22L、QT350-22R、QT400-18L、QT400-18R等4个牌号标准规定可用于压力容器。

5.抗拉强度和硬度是相互关联的，各牌号按硬度分类及布氏硬度范围应符合GB/T 1348—2009附录的规定。球墨铸铁材料的硬度

等级材料牌号QT-130HBW、QT-150HBW、QT-155HBW、QT-185HBW、QT-200HBW、QT-215HBW、QT-230HBW、QT-265HBW、QT-300HBW、QT-330HBW的布氏硬度范围分别为（HBW）：＜160、130～175、135～180、160～210、170～230、180～250、190～270、225～305、245～335、270～360。当需方要求，硬度指标也可作为检验项目，且应符合GB/T 1348—2009的规定。

1.3.2 球墨铸铁的特点

1）球墨铸铁比灰铸铁的抗拉强度和韧性高得多，可与铸钢相比。

2）在抗拉强度相同时，球墨铸铁的屈服强度比钢还高，因而可作为结构材料，用于机电产品的重要零件。

3）球墨铸铁的伸长率、弹性模量和冲击韧度比灰铸铁高得多，耐磨性、耐热性、耐蚀性也较好，减振性虽不及灰铸铁，但比钢好得多。

4）球墨铸铁的疲劳强度比灰铸铁高一倍，与45钢接近，而且对缺口敏感性比钢低，不易疲劳破坏，因而可制造曲轴等复杂零件。(www.xing528.com)

5）球墨铸铁的铸造性能、切削加工性能和焊接性能均较好，热处理还可使性能大为提高。

表2.8-5为球墨铸铁与灰铸铁、铸钢等的力学性能对比。

表2.8-5 球墨铸铁与灰铸铁、铸钢等的力学性能对比

1.3.3 球墨铸铁的适用范围及选用

由于球墨铸铁的性能优良、铸造工艺过程简单、生产周期短、加工余量少、成本显著降低，因而广泛用于机械，冶金、矿山、石化、造船等行业，已经取代和正在取代碳钢、合金钢、白口铁、灰铸铁、可锻铸铁和非铁合金等金属材料。球墨铸铁的适用范围见表2.8-6。

表2.8-6 球墨铸铁的适用范围

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球墨铸铁的选用要求：

1）铸件的力学性能与断面尺寸有很大关系，粗大断面与薄壁断面差别较大，铸造工艺方法和工艺稳定性对铸件力学性能有很大影响，其力学性能与铸件尺寸和工艺方法及工艺稳定性有很大差别。

2）由于力学性能与铸件断面尺寸、工艺方法和工艺稳定性等有关，出现波动也较大，因此选用不同牌号的球墨铸铁，应在各自力学性能的基础上除以安全系数，对特别重要的铸件，应通过试验法确定。球墨铸铁件力学性能的安全系数见表2.8-7。

表2.8-7 球墨铸铁件的力学参数安全系数

3）要求塑性及抗振性能好的铸件，可选用QT400—18材料；要求高弹性模量的铸件，可选用淬火＋低温回火的高强度材料；要求高耐磨性的铸件，可选用QT900—2、QT800—2、QT700—2和QT600—3等球墨铸铁；要求耐蚀、抗氧化、抗生长的铸件，可选用QT400—18、QT400—15或QT450—10的材料。

4）在－253～－40℃的极低温度下，不宜用冷硬球墨铸铁，而应选用高镍奥氏体铸铁。

5）要求耐磨时，不宜用普通球墨铸铁，而应选用含中锰和合金等抗磨球墨铸铁。

6）在急冷急热条件下工作时，球墨铸铁的热疲劳性能很差，例如，大功率柴油机排气管或水冷钢锭模等铸件，不宜用球墨铸铁，而应选用蠕墨铸铁和灰铸铁。