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铸铁件的综合性能

2017-11-04 13:36:00

铸铁件的冲击性能
冲击性能是指材料在冲击力的作用下抵抗断裂的性质和能力。这个能力由断裂时材料所吸收的能量大小来衡量。常采用一次冲击试验测得冲击吸收功,这个指标表述的就是试样破断时采取单位截面积所消耗的功或所吸收的总能量。其中包括试样变形时的弹性功、塑性功以及裂纹扩展时的断裂功。一次冲击试验结果并不能准确代表断裂功的大小,而断裂功是真正反映材料冲击韧性的指标。因此冲击吸收功一般不用于产品强度设计,只用于比较性判断材料脆性或韧性-脆性转变温度;或作为一次大能量冲击即失效的材料性能指标。
由于石墨的存在,灰铸铁在冲击力的作用下发生快速变形时其塑性不能得到发挥,所以吸收的能量仅为克服断裂应力所需的弹性能。这表明灰铸铁的冲击断裂实质上与持续拉伸或弯曲导致的断裂时相同的。灰铸铁的冲击吸收功几乎不受温度的影响。韧性-脆性转变温度对灰铸铁有实际意义。此外,灰铸铁的断口敏感性低,冲击试验一般采用无缺口试棒。球墨铸铁的冲击吸收功远大于灰铸铁,就冲击韧性而言,铁素体球墨铸铁大于珠光体球墨铸铁。混合基体组织中的随珠光体含量减少,冲击韧性相对提高。珠光体含量对球墨铸铁脆-韧性转变温度影响很显著,珠光体含量增加则转变温度提高。35%珠光体基体球墨铸铁转变温度一般是在室温以上。因此,低温下承受冲击的球墨铸铁应当采用铁素体球墨铸铁。
大多数工程构件的冲击断裂与一次冲击试验试样断裂的方式显著不同。断裂通常是受较小能量多次冲击导致裂口形核和扩展而产生,这是一个损伤积累的过程。一次冲击断裂和多次冲击断裂的机制和主导因素不同,多次冲击抗力主要取决于材料冲击的强度和塑性的综合性能。除了强度影响外,材料断裂所能吸收的塑性功是必须考虑的。