Een volledige analyse van de materiaaleigenschappen van ductiele ijzeronderdelen: sterkte, taaiheid en machinaliteit

1. Sterkteigenschappen van ductiel ijzer
Een van de meest opvallende kenmerken van Ductiele ijzeren delen is dat zijn mechanische sterkte aanzienlijk beter is dan die van traditioneel grijs gietijzer, dat voornamelijk te wijten is aan de speciale grafietmorfologie en een redelijke matrixstructuur.
Treksterkte
Trekkingssterkte is het vermogen van een materiaal om trekbreuk te weerstaan. De treksterkte van ductiel ijzer varieert in het algemeen van 370MPa tot 700MPa. Vergeleken met de gebruikelijke treksterkte van grijs gietijzer van ongeveer 150 mPa, is het ductiel ijzer 2-3 keer hoger.
Dit komt omdat de grafietmorfologie verandert van de vlokvorm van grijs gietijzer in de bolvormige vorm, en het sferische grafiet vermindert het geconcentreerde effect van stress aanzienlijk, waardoor het moeilijk is voor scheuren om langs het grafiet uit te breiden, waardoor de trekeigenschappen aanzienlijk worden verbeterd.
Levert kracht op
Opbrengststerkte duidt op de kritische spanning waarbij het materiaal plastische vervorming ondergaat. Ductiel ijzer heeft een duidelijk vloeipunt, meestal 250 MPa tot 500MPa. Dit betekent dat het materiaal niet plotseling zal breken wanneer het wordt onderworpen aan stress, maar eerst een bepaalde mate van plastische vervorming zal ondergaan, wat helpt om de stressconcentratie te verlichten en de structurele veiligheid te verbeteren.
Compressieve sterkte
De druksterkte van ductiel ijzer is meestal zo hoog als 1000 mPa of zelfs hoger, wat zeer geschikt is voor hoge druk en zware belastingtoepassingen, zoals grote mechanische funderingsonderdelen, pijpleidingsdrukvaten, enz.
Beïnvloedende factoren
De sterkte wordt beïnvloed door de grootte en hoeveelheid ductiel grafiet, de matrixstructuur (het aandeel ferriet en pearliet) en het warmtebehandelingsproces. Klein, gelijkmatig verdeeld sferoïdaal grafiet en matig pearlietgehalte kunnen de sterkte van het materiaal aanzienlijk verbeteren.

2. Taaiheidseigenschappen van ductiel ijzer
Taaiheid is een indicator voor hoeveel energie een materiaal kan absorberen voordat ze door kracht worden beschadigd, wat een belangrijke reden is waarom ductiel ijzer superieur is aan grijs gietijzer.
Impact taaiheid
De sferische verdeling van grafiet vermindert de kans op microscheuren aanzienlijk om te genereren en uit te breiden, waardoor de impact van ductiel ijzer meerdere keren hoger is dan die van grijs gietijzer. Tests tonen aan dat de impactabsorptie-energie van ductiel ijzer 10-20 J/cm² kan bereiken, die effectief mechanische schok en trillingsbelastingen kunnen weerstaan.
Breuk taaiheid
Ductiel ijzer heeft een hoge breuktaaiheid, die zich manifesteert doordat het materiaal een bepaalde plastische vervorming kan ondergaan voordat het breekt, wat het risico op brosse breuk aanzienlijk vermindert. Verbeterde breuktaaiheid helpt om de levensduur van mechanische onderdelen te verlengen, vooral onder afwisselende belastingen en complexe stressomstandigheden.
Vermoeidheidsprestaties
Vanwege de aanwezigheid van sferoïdaal grafiet wordt de initiatie- en voortplantingssnelheid van vermoeidheidsscheuren in het materiaal onder afwisselend stress verminderd en wordt de levensduur van de vermoeidheid aanzienlijk verlengd. Dit maakt ductiel ijzer op grote schaal gebruikt in belangrijke componenten zoals motorkrukassen en tandwielen die moeten worden weergegeven om herhaalde belastingen te weerstaan.
Taaiheidsverordening
Door de matrixstructuur te veranderen (bijvoorbeeld het verhogen van het aandeel ferriet) en warmtebehandeling (normaliseren, temperen), kan de taaiheid verder worden verbeterd om aan de behoeften van verschillende werkomstandigheden te voldoen.

3. Machinebestrijding van ductiel ijzer
De bewerkbaarheid van ductiel ijzer is een van de redenen voor de populariteit, die specifiek in de volgende punten wordt gemanifesteerd:
Uitstekende snijprestaties
Vergeleken met staal heeft ductiel ijzer een lagere snijweerstand en langzamer gereedschapslijtage. Grafietbollen spelen een rol bij smering en chipbreuk in de metalen matrix, waardoor het snijproces soepeler wordt. Bovendien is de warmte die wordt gegenereerd door het snijden van ductiel ijzer relatief laag, wat bevorderlijk is voor het verlengen van de levensduur van het gereedschap.
Hoge bewerkingsprecisie
Ductiel gietijzer heeft uniform materiaal en matige hardheid en is geschikt voor verschillende bewerkingsmethoden (draaien, frezen, boren, slijpen), die kunnen voldoen aan de vereisten van zeer nauwkeurige afmetingen en oppervlakteruwheid.
Sterk aanpassingsvermogen aan warmtebehandeling
Ductiel gietijzer kan een verscheidenheid aan warmtebehandelingsprocessen ondergaan, zoals normalisatie, blussen en temperen, en verouderingsbehandeling, om de hardheid, sterkte en taaiheid aan te passen om aan de verschillende gebruiksomstandigheden van onderdelen te voldoen.
Voorzorgsmaatregelen
Ondanks de goede bewerkingsprestaties is het nog steeds noodzakelijk om de snijsnelheid, voedingssnelheid en koelvloeistof tijdens het snijden van hoge snelheid redelijkerwijs te selecteren om lokaal oververhitting te voorkomen dat afbraak van materiaalprestaties of gereedschapsschade veroorzaakt.

4. Relatie tussen de microstructuur en prestaties van ductiel gietijzer
De uitstekende prestaties van ductiel gietijzer komen uit de unieke microstructuur:
Grafietmorfologie
Het grafiet in traditioneel grijs gietijzer is schilferig en de scherpe randen van schilferige grafiet zijn vatbaar voor scheurbronnen, wat resulteert in brosse breuk van het materiaal. In ductiel gietijzer bestaat grafiet in een bijna bolvormige vorm, die de stressconcentratie aanzienlijk vermindert en de sterkte en taaiheid verbetert.
Matrixstructuur
De matrixstructuur van ductiel ijzer kan ferriet, pearliet of gemengde structuur zijn. Ferrietmatrix heeft een lage hardheid en goede taaiheid; Pearlite Matrix heeft een hoge hardheid en een goede kracht. Door de koelsnelheid en warmtebehandeling aan te passen, kan de verhouding van de twee worden geregeld om de beste balans van mechanische eigenschappen te bereiken.
Carbide en onzuiverheden
Ductiel ijzer met een laag carbide -gehalte en weinig insluitsels heeft betere mechanische eigenschappen. Moderne casting -technologie zorgt voor stabiele materiaalkwaliteit door het chemische samenstelling en smeltproces strikt te regelen.

5. Typische toepassingsgebieden van ductiel ijzer
Ductile ijzer speelt een sleutelrol op veel belangrijke gebieden vanwege de uitgebreide prestaties:
Auto -industrie
Gebruikt voor onderdelen van hoge sterkte zoals motorcilinderblokken, cilinderkoppen, crankcases, enz. Om te voldoen aan de eisen van hoge temperatuur, hoge druk en dynamische belasting.
Machineproductie
Productie mechanische structurele onderdelen zoals tandwielen, drijfstangen, machine -gereedschapsbedden, enz., Vereist slijtvastheid en impactweerstand.
Gemeentelijk pijpleidingssysteem
Ductiele ijzerleidingen en accessoires worden veel gebruikt in watervoorziening, drainage en gastransport vanwege hun uitstekende corrosieweerstand en drukweerstand.
Landbouwmachines en mijnbouwapparatuur
Onderdelen met hoge sterkte zorgen voor een stabiele werking van apparatuur in harde omgevingen.
Drukvaten en pomplichamen
Hoge sterkte en goede afdichting zorgen voor de veiligheid en betrouwbaarheid van apparatuur.