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启东正压防爆电器有限公司

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防爆知识

防爆电气产品用铸造铁合金

发布时间:2019/5/23
  防爆电器产品用铸造铁合金是含碳量大于2.11%(质量分数)的铁·碳合金,简称“铸铁”E星官网登录页面-欢迎您!。铸铁中除含有碳(C)以外,还含有硅(SiE星官网登录页面-欢迎您!,0.6%-3.0%)、锰(Mn,0.4%-1.2%)E星官网登录页面-欢迎您!、磷(P小于等于0.3%)、硫(S小于等于0.15%)等元素E星官网登录页面-欢迎您!;为改善铸铁的有关性能,还可能包含其他的微量元素,例如钛(Ti)E星官网登录页面-欢迎您!、钒(V)、钼(Mo)、铬(Cr)、铜(Cu)等E星官网登录页面-欢迎您!。除碳外,所有的其他元素都在不同程度上改变着铸铁的各种性能E星官网登录页面-欢迎您!。
  1.铸铁的分类
  通常情况下,碳在铸铁中常常以化合碳(Fe,c)和(或)石墨碳的形式存在。根据碳在铸铁中的存在形式不同,铸铁可以分为白口铸铁、灰口铸铁和麻口铸铁。
  (1)白口铸铁
  当碳在铸铁中基本上以化合碳形式存在(还有微量碳溶于铁素体)时,这种铸铁的铸件断口呈银白色,因而被称为“自口铸铁”E星官网登录页面-欢迎您!。这种铸铁由于力学性能不好,在机械制造中很少应用E星官网登录页面-欢迎您!;多用于炼钢的原料或可锻铸铁的毛坯料。
  (2)灰口铸铁
  当碳在铸铁中基本上以石墨碳形式存在(还有微量碳溶于铁索体)时,这种铸铁的铸件断口呈暗灰色,因而被称为“灰日铸铁”。这种铸铁由予力学牲能较好,在机械制造中应用最为广泛。
  (3)麻口铸铁
  这种铸铁贪予白日铸铁和灰铸铁之间E星官网登录页面-欢迎您!,金相组织中既含化合碳又含石墨碳E星官网登录页面-欢迎您!,铸件断口呈灰白相间的麻点状E星官网登录页面-欢迎您!,故被称为“麻口铸铁”E星官网登录页面-欢迎您!。这种铸铁由于力学性能较差,在机械制造中很少应用。
  2.灰口铸铁
  灰口铸铁是应用十分广泛的铸铁E星官网登录页面-欢迎您!,常简称为“灰铸铁”或“灰铁’。它的牌号用HT后加3位数字表示:HT为汉语拼音字母的缩写(Hui Tie)E星官网登录页面-欢迎您!,3位数字表示直径为@30mm试棒的最小抗拉强度值(MPa)。
  (1)灰铸铁的种类
  灰铸铁的分类有两种方法:一种是按石墨碳在铸铁中的存在形态和结晶生长过程进行分类的,另一种是按浇注铁液是否进行孕育处理进行分类的。这里仅就后一种方法的分类并进行简单的讨论。
  按照浇注铁液的处理方法不同E星官网登录页面-欢迎您!,灰铸铁又分为普通灰铸铁和孕育灰铸铁E星官网登录页面-欢迎您!。
  所谓“普通灰铸铁”,是指对浇注铁液不做任何处理的灰铸铁、机械强度不高,故又称为低强度灰铸铁。HT100、HT150和HT200属于这种类型。
  普通灰铸铁的主要特点是壁厚敏感性大,就是说,随着铸件壁厚的增加E星官网登录页面-欢迎您!,强度明显地越来越小E星官网登录页面-欢迎您!。例如,当铸件厚度增加到100mm时,其强度可能下降50%。因而,这种铸铁不宜用来铸造壁厚较大的大型铸件E星官网登录页面-欢迎您!。
  所谓“孕育灰铸铁”,是指在浇注铁液中添加孕育剂的灰铸铁E星官网登录页面-欢迎您!,机械强度比普通灰铸铁高,故又称高强度灰铸铁E星官网登录页面-欢迎您!。除HT100、HT200外,其他牌号的都一于孕育灰铸铁。
  在铁液浇注前E星官网登录页面-欢迎您!,向铁液里加添孕育剂:含75%(质量分数)硅(si)的硅铁,粒度为3-10mm,加入量为铁液质量的0.2%-0.5%。在孕育处理时,铁液中碳(C)、硅(Si)的含量要小一些,通常为:埘(c)=2.8%-3.2%E星官网登录页面-欢迎您!,w(si)=1%-2%(较厚的铸件取下限,较薄的铸件取上限);铁液出炉的温度要高一些,一般为1420-1440℃;当孕育剂加入后E星官网登录页面-欢迎您!,浇注应该在10-15min内完成E星官网登录页面-欢迎您!。
  孕育灰铸铁的主要特点是金相组织均匀、壁厚敏感性相对较小E星官网登录页面-欢迎您!,适宜制作大型的铸件。
  对于防爆电器设备,尤其是隔爆型设备来说E星官网登录页面-欢迎您!,在制作隔爆外壳时人们应该采用牌号为 HT250的灰铸铁E星官网登录页面-欢迎您!,尤其是电动机的隔爆外壳,不要使用HT200、HT150至HT100的铸铁E星官网登录页面-欢迎您!。
  (2)灰铸铁的性能
  灰铸铁的性能主要是指力学性能、工艺性能和使用性能;它们均与铸铁中石墨碳的数量、块体大小E星官网登录页面-欢迎您!、形状和分布状态有关。
  大家已经知道,灰铸铁中碳是以石墨碳形式存在的E星官网登录页面-欢迎您!,而且在通常所说的灰铸铁中,石墨碳是一种片状形态。石墨是一种软而脆、塑性极小、强度极低(抗拉强度小于20MPa)的材料。因而,石墨碳在铸铁中的存在减小了铸件的有效承载面积,而且石墨片与金属基体接触边沿形成缺口,造成局部应力集中。但是E星官网登录页面-欢迎您!,“软”又成就了铸件承压能力增强。
  1)力学性能
  灰铸铁的抗拉强度和弹性模量都比较小E星官网登录页面-欢迎您!,塑性和韧性基本上趋于零,是一种脆性材料。然两,它的抗压强度较好,一般可达到600一800MPa。
  灰铸铁的这些力学性能使它在机械制造中得到了合理而广泛的应用;灰铸铁铸件产量占各种铸件总产量的80%以上E星官网登录页面-欢迎您!。
  在防爆正压柜设备制造中,人们常常采用灰铸铁制作设备的外壳o GB/T 9439--2010《灰铸铁件:}给出了各种牌号不同壁厚的灰铸铁铸件所能达到的最小抗拉强度值(表2.1)E星官网登录页面-欢迎您!,作为人们设计时的参考数据。
  表2.1 各种牌号不同壁厚灰铸铁件所能达到的最小抗拉强度参考值4

铸铁牌号

铸铁璧厚/mm

最小抗拉强度Rm/IMPa

HT100

2.5-10

130

10-20

100

20-30

90

30-50

80

HT150

2.510

175

1020

145

2030

130

30-50

120

HT200

2.5-10

220

10-20

195

20-30

170

30-50

165

HT250

4-10

270

10-20

240

20-30

220

30-50

200

HT300

10-20

290

20-30

250

30-50

230

HT350

10-20

340

20-30

290

30-50

260

  注:当铁液浇注譬厚均匀且形状简单的铸件时E星官网登录页面-欢迎您!,壁厚不同引起抗拉强度的变化,人们可以参考本表所列数据;当铁液浇注壁厚不均匀铸件或型腔有型芯时,本表所列数据误差较大-人们应该按照俦件关键部位实测数据为依据。
  2)工艺性能
  灰铸铁的铸造性能好,是指铁液流动性好,充型能力好E星官网登录页面-欢迎您!,铸件出现缺陷的倾向小。
  由于灰铸铁是脆性材料E星官网登录页面-欢迎您!,因而不可锻造和冲压,但是机械切削加工性能好,切屑易碎;焊接性差E星官网登录页面-欢迎您!,焊接区会出现白口组织,焊后不易机械加工。
  3)使用性能
  灰铸铁的使用性能主要是指减掇性、耐磨性和缺口敏感性。
 ?、儆捎谑曰嫡穸谢撼遄饔?#69;星官网登录页面-欢迎您!,所以铸件具有很好的减振性能。
 ?、谟捎谥Σ撩嫔嫌惺纬傻男矶嘞晕伎涌梢源娲⑷蠡?E星官网登录页面-欢迎您!,加之石墨本身也具有润滑作用,所以铸件具有很好的耐磨性能E星官网登录页面-欢迎您!。
 ?、嵊捎谑菇鹗艋逍纬纱罅康娜笨?,降低了外来缺口(例如刀痕E星官网登录页面-欢迎您!、夹渣、微裂纹E星官网登录页面-欢迎您!、锈蚀等)豹影响,所以铸件的缺口敏感性低。
  (3)灰铸铁铸件的时效处理
  对予防爆电气设备使用的灰铸铁铸件,这里很关心的是如何消除铸件的内应力,保证铸件机械加工后不发生变形,以满足防爆安全性能要求。时效处理就可以基本消除内应力E星官网登录页面-欢迎您!。
  通常,时效处理有两种方法:自然时效处理和人工时效处理。
  自然时效处理就是将未经过机械加工的铸件置于室外自然环境中一段时间,让铸件在环境条件作用下自行消除内应力。放置时间越长内应力消除得越多。这种处理方法的特点是无需处理设备E星官网登录页面-欢迎您!;缺点是时间长E星官网登录页面-欢迎您!,效果差。
  人工时效处理是将室滠下的铸件放置在温度为100~2000C的加热炉中,并将炉温继续升高至500—600℃,保持一段时间;随后,关闭加热炉热源,让加热炉和铸件一起慢慢冷却至室温。这种处理方法的特点是处理时间较短、效果较好;缺点是必须有一套时效处理设备和消耗一定的能源。防爆电气铸件质量检验
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