灰口铸铁是铸铁中使用得最多的一种。灰口铸铁是在珠光体(或铁素体)基体中分散有大量片状石墨的铸铁。浇注时缓慢冷却即可促使石墨化,便可得到灰口铸铁。因断口常呈灰黑色而区别于白口铸铁。灰口铸铁一般划为脆性材料,但仍有一.定的吸收外力变形功并表现有一定韧性的材料。其含碳量一般为2.8%~4.0%,因其浇注性能良好,被广泛应用于结构较为复杂的铸件,甚至用于浇注受压力的容器(如造纸烘缸)。
改善灰口铸铁机械性能的关键,是改善铸铁中石墨片的形状、数量、大小和分布。石墨片越少、越细、越均匀,则铸铁的机械性能越高。生产中采用孕育处理来改善铸铁的性能。孕育处理就是在浇注前向铁水中加入少量的孕育剂(如硅铁)进行孕育处理,使铁水在凝固过程中产生大量的人工晶核,以促进石墨的形核和结晶,从而获得细珠光体基体上分布着少量细小、均匀的石墨片组织。经孕育处理后的铸铁称为孕育铸铁或变质铸铁,其强度、塑性和韧性较普通灰口铸铁高,因此常用作气缸、曲轴、凸轮轴等较重要的零件。
优点:
1. 耐磨性好:灰口铸铁的硬度高,能够承受较大的摩擦和磨损,因此在制造高负载、高强度的零部件时常用该材料。
2. 抗腐蚀能力强:灰口铸铁比较耐腐蚀,在潮湿、酸雨等恶劣环境下仍然能够保持稳定性。
3. 制造成本低:相比于钢材等其他金属材料,灰口铸铁的制造成本相对较低,特别是对于大型零部件的制造成本更是低廉。
缺点:
1. 易产生缺陷:由于灰口铸铁中内部空腔的存在,很容易产生缺陷,从而导致失效。
2. 强韧性不佳:灰口铸铁的断裂韧性不高,而且易于发生应力集中和裂纹扩展,因此在受到冲击或者震动时较易损坏。
3. 加工难度大:由于灰口铸铁的硬度高,加工难度较大,在制造工艺上需要加强注意。