灰铸铁是一种常见的铸铁材料,因其良好的性能和经济性,在工业领域应用广泛,其性能特点可从优势与局限两方面详细分析,具体如下:

一、性能优势
1. 铸造性能优异
熔点低:约 1150℃~1250℃,低于多数钢材,熔炼难度低。
流动性好:铁液在铸造时能填充复杂模具,适合制造结构复杂的零件(如气缸体、机床床身)。
收缩率小:凝固时体积收缩率仅 0.5%~1%,铸件尺寸精度高,不易因收缩产生裂纹。
2. 减震性能突出
内部的片状石墨相当于 “缓冲层”,能吸收振动能量。例如,机床床身采用灰铸铁可减少加工时的振动,提高工件精度。
3. 耐磨性良好
石墨在摩擦过程中会脱落形成固体润滑膜,降低表面磨损。常用于制造活塞环、轴承、刹车盘等需耐磨的零件。
4. 切削加工性佳
片状石墨割裂金属基体,使刀具切削时阻力小,切屑易断裂,且不易粘刀,加工效率高。
5. 成本低廉
原料(如生铁、废钢)来源广泛,熔炼工艺简单,无需复杂热处理或合金添加,性价比高。
二、性能局限
1. 抗拉强度较低
抗拉强度一般为 100~300MPa,远低于钢(如 Q235 钢抗拉强度约 375~500MPa),不适合承受高拉伸载荷的零件。
2. 韧性差,脆性明显
冲击吸收功低,受冲击或振动时易断裂,无法用于需要抗冲击的场景(如汽车悬挂部件)。
3. 缺口敏感性强
对表面缺陷(如缺口、裂纹)敏感,易产生应力集中,导致零件失效。
4. 力学性能各向异性
片状石墨的分布方向会影响性能,不同方向的强度和韧性存在差异,设计时需考虑受力方向。