球墨铸铁件焊接特性同材料性能的影响
其一、球墨铸件焊接特性
说到球墨铸件,您可能非常陌生。很多人不知道什么是球墨铸件。不过,球墨铸件产品大家一定不陌生。常见的是各种井盖。由于球墨铸件的强度和耐久性高,适用范围比较广,在使用过程中难免会涉及到焊接等操作。
球墨铸件具有良好的强度和塑性,所以在焊接时,除了保证不产生缺陷外,还应本着等强度的观点,使焊缝具有较好的强度和塑性。球墨铸件常使用镁作为球化剂,但镁是阻碍石墨化的元素。因此,焊接时白口现象较为严重,是球墨铸件焊接的矛盾因素和主要难点。
焊接球墨铸件时,热影响区冷却速度过快,奥氏体转变为马氏体,即形成憔悴的组织,其硬度可达高达620-700HBS,使后加工出现焊接困难。球墨铸件的可焊性甚至比灰铸铁还要差。但由于球墨铸件本身的强度和塑性,在焊接时不易产生裂纹,这是它的优点。
其二、大型球墨铸铁件材料性能的影响
实现大型球墨铸铁件轻量化,材料性能非常重要,根据相关的资料介绍,材料的强度和塑性对于大型球墨铸铁件的寿命都有较大影响,大型球墨铸铁件的高周疲劳失效主要取决于大型球墨铸铁件的强度,低周疲劳失效主要取决于大型球墨铸铁件的塑性。所以,要在受力较大的情况下,保证大型球墨铸铁件的疲劳寿命,要提高大型球墨铸铁件材料的强度,同时要兼顾大型球墨铸铁件材料的塑性。
大型球墨铸铁件材料的强度和伸长率是负相关,强度高伸长率就低,伸长率低强度就高,从大型球墨铸铁件国标中性能要求能明显地看出这个规律。汽车大部分的使用工况,需要使用强度高的塑性材料,工程上有一个说法,伸长率大于5%为塑性材料,小于5%为脆性材料。所以在汽车上除受压应力的大型球墨铸铁件以外,受疲劳应力的大型球墨铸铁件伸长率普遍要求超过5%。
要提高大型球墨铸铁件的疲劳寿命,使用高强度高韧性的大型球墨铸铁件材料非常重要。高强度高韧性的材料有2种:一种是高强度高韧性的铸态大型球墨铸铁件材料;另一种是ADI材料。2种材料各有其优缺点,铸态的高强度高韧性的材料多数为QT900-5,而ADI可以达到QTD1050-6,ADI材料虽然在强度和伸长率上都有优点,但是由于需要经过等温淬火处理,在使用上受到一定的制约,成本也很高。
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