1. 介绍
延性铁, 也称为结节或球形石墨铁, 是铸铁以其出色而闻名 力量, 延性, 和 疲劳性抗性, 由于石墨结节.
在ASTM A536标准中, 65 - 45-12 表示与 65 KSI拉伸强度, 45 KSI产生强度, ≥12 % 伸长 - 许多工程应用的理想平衡.
这种多功能材料广泛使用 结构成分, 汽车系统, 泵, 和 工业设备 由于其强大的机械性能和成本效益.
2. 是什么 65-45-12 延性铁?
65-45-12 延性铁 是一个 铁质级结节铸铁 由 ASTM A536 规格.
名称中的数字是指最低 抗拉强度 (65 KSI或 448 MPA), 产生强度 (45 KSI或 310 MPA), 和 伸长 (12%), 代表均衡的组合 力量, 延性, 和可加工性.
与灰铁不同, 其中包含削弱金属结构的薄片石墨, 65-45-12 延性铁特征 球体 (结节) 石墨 主要嵌入 铁素体基质.
这种微观结构极大地改善了 冲击阻力, 韧性, 和 疲劳性能, 使其适用于必须承受机械载荷和振动的组件.
延性铁 65-45-12 被广泛用于行业 汽车, 液压, 农业, 和 市政基础设施, 在哪里平衡 机械耐用性和可铸性 是必须的.
它通常比灰铁有关，以解决安全至关重要或结构上的组件, 它是 具有成本效益的铸钢替代品 在许多中等强度应用中.
3. 化学成分 65-45-12 延性铁
化学成分 65-45-12 延性铁 经过精心设计 结节石墨 主要是在 铁素体基质, 这赋予了这种材料的特征性结合, 延性, 和可加工性.
典型的化学成分
| 元素 | 典型范围 (%) | 功能 |
| 碳 (c) | 3.40 - 3.80 | 促进石墨形成并影响强度和可加工性 |
| 硅 (和) | 2.20 - 2.80 | 增强铁氧体稳定性, 支持石墨结节形成 |
| 锰 (Mn) | ≤ 0.50 | 增强铁氧体但过多的MN可以减少延展性 |
| 镁 (毫克) | 0.03 - 0.06 | 石墨球状化至关重要 (结节结构) |
| 磷 (p) | ≤ 0.05 | 杂质; 过量降低延展性和韧性 |
| 硫 (s) | ≤ 0.02 | 杂质; 计算镁的结节效应（如果太高） |
| 铜 (铜)(选修的) | 0.1 - 0.5 | 有时增加以提高强度或提高可加工性 |
4. 机械性能 65-45-12 延性铁
ASTM A536等级 65-45-12 延性铁 通过其力量平衡来定义, 延性, 和韧性.
这些特性使其成为一种用于静态和动态负载应用的多功能工程材料.
典型的机械性能
| 财产 | 价值 | 单位 |
| 抗拉强度 (UTS) | ≥ 65 KSI (通常为450–550) | KSI (MPA) |
| 产生强度 (0.2% 抵消) | ≥ 45 KSI (通常310–360) | KSI (MPA) |
| 伸长 (在2英寸) | ≥ 12 (可以达到15–18％) | % |
| Brinell硬度 | 170 - 210 | HBW |
| 弹性模量 | 〜24×10³ | KSI (165 GPA) |
| 疲劳强度 (旋转光束, 10⁷周期) | 〜30 ksi | KSI (207 MPA) |
5. 物理特性 65-45-12 延性铁
这 物理特性 ASTM A536等级 65-45-12 延性铁为其在工业应用中的机械性能和可用性奠定了坚实的基础.
典型的物理特性
| 财产 | 典型的价值 & 单位 | 工程意义 |
| 密度 | 7.0–7.3 g/cm³ | 高强度重量比; 比重敏感的零件比碳钢轻一些. |
| 熔点 | 〜1150–1200°C | 适用于相对较低的熔融能量需求的铸造. |
| 弹性模量 (e) | 160–170 GPA | 在负载应用中提供了高刚度的结构完整性. |
| 泊松比 | 0.27–0.30 | 金属材料的标准范围; 影响应力 - 应变行为. |
| 导热率 | 36–46 W/m·K | 支持发动机块中的散热, 泵外壳, 和旋转零件. |
| 热膨胀系数 | 10.8–12.0 µm/m·°C | 低热生长可确保在热循环下的尺寸稳定性. |
| 电阻率 | 〜0.7–0.8 µΩ·m | 足以结构零件; 不适合电导. |
| 比热容量 | 〜460 j/kg·k | 在温度敏感设备中提供热缓冲. |
6. 微结构和冶金特征
65-45-12 延性铁的性能取决于其微观结构:
- 矩阵: 90+% 铁矿 (柔软的, 公爵) 和 <10% 珠光体 (难的, 层), 确保高伸长率.
- 石墨结节: 球形颗粒 (10直径–30μm) 和 >80% 结节性 (每个ASTM A536).
结节计数范围为100-200个结节/mm²-高计数改善了韧性. - 结节性: 对延展性至关重要: 80–90％的结节可确保 12+% 伸长; <70% 结节性将伸长率降低到 <8%.
热处理选择
- 退火: 800–850°C 2 小时, 慢冷到600°C, 然后风冷. 将珠光体减少到 <5%, 将伸长率提高到16-18％，但降低拉伸强度5-10％.
- 标准化: 900–950°C 1 小时, 气冷. 将珠光石增加到15–20％, 提高拉伸强度 75 KSI，但将伸长率降低到10–12％.
7. 铸造特征 65-45-12 延性铁
65-45-12 延性铁在铸造行业因其出色的铸造行为而受到高度评价, 在之间提供可靠的平衡 流动性, 维稳定性, 和低缺陷率.
它的石墨结节结构增强了铸造性能，同时保持机械完整性.
关键的铸造特征
| 特征 | 描述 |
| 可铸性 | 出色的; 合金很好地流入复杂的模具, 支持复杂的几何形状和薄壁部分. |
| 收缩率 | 低的; 最大程度地减少内部应力和固定过程中的尺寸变化. |
| 流动性 | 好的; 容纳各种霉菌，例如沙子, 壳, 并丢失泡沫铸件，并保持一致的结果. |
| 热撕裂的阻力 | 高的; 铁素体基质和圆形石墨结节减少了内部应变和热开裂趋势. |
| 孔隙率趋势 | 流程控制时低; 镁处理和脱气有助于消除与气体相关的缺陷. |
| 寒意灵敏度 | 缓和; 过度冷却可能导致碳化物形成或珠光体结构 - 控制延展性是必要的. |
| 壁厚撞击 | 机械性能可以随壁厚而变化; 较厚的部分凉爽, 有利于铁素体结构, 虽然更薄的区域可能变硬. |
| 维稳定性 | 好的. 由于均匀的固化和低残余应力，保持较大零件的准确性. |
| 铸造方法 | 兼容 沙子铸造, 外壳成型, 失去蜡铸, 丢失的泡沫铸件, 和永久性模具铸造. |
8. 可加工性和制造
65-45-12 延性铁的可加工能力平衡效率和工具寿命:
- 可加解性等级: 70–80％ (vs. 100% 自由切割黄铜), 优于铸钢 (50–60％).
- 工具选择: 硬质合金插入 (Tialn涂层) 最后20–30％比钢长, 削减速度为150-200 m/min，可转动.
- 典型的操作:
-
- 转动/铣削: 达到RA 1.6–3.2μm的完成, 适用于液压组件.
- 钻孔/窃听: 形成无芯片焊接的干净线, 管配件至关重要.
- 可焊性: 有限但可能会预热 (200–300°C) 和低水电极.
焊接关节保留了〜70％的碱金属强度，但很少使用 - 机械固化是优选的.
9. 耐腐蚀性和表面处理 65-45-12 延性铁
虽然 65-45-12 延性铁具有出色的机械和铸造特性, 它不是固有的耐腐蚀.
与不锈钢或特别合金的铁, 它的表面容易氧化和环境降解，尤其是在潮湿的, 酸性, 或含盐的环境.
因此, 适当的表面处理和涂料对于延长服务寿命和确保苛刻应用的性能至关重要.
耐腐蚀特性
| 方面 | 性能 65-45-12 |
| 在大气条件下 | 中等电阻; 在干燥环境中发展稳定的氧化物层 |
| 在水或土壤中 | 有限的; 容易生锈而没有保护, 特别是在酸性或氧气的条件下 |
| 在海洋/氯化物环境中 | 电阻不良而没有涂层; 快速点蚀和一般腐蚀预期 |
| 电腐蚀风险 | 在与导电环境中不同的金属接触时高 |
常见的表面处理
| 治疗类型 | 目的 | 典型的应用 |
| 绘画 / 粉末涂料 | 防潮和化学物质的屏障保护 | 机械外壳, 建筑部件 |
| 环氧涂层 | 优异的化学和耐水性 | 阀, 管道, 水工厂 |
| 镀锌 (热浸锌) | 牺牲层耐腐蚀性, 特别是在室外或海洋环境中 | 市政基础设施, 硬件组件 |
| 磷酸盐涂层 | 改善油漆粘附, 提供轻腐蚀性 | 汽车和液压组件 |
| 钝化 (不太常见) | 去除表面污染物, 尽管对延性铁的有效性有限 | 偶尔在涂层之前使用 |
| 诱导/硝化物 (表面硬化) | 增加磨损和表面硬度; 次要腐蚀益处 | 齿轮, 衬套, 穿盘子 |
10. 申请 65-45-12 延性铁
由于其优秀的力量组合, 延性, 韧性, 可铸性, 和成本效益, 65-45-12 延性铁 (如ASTM A536所定义) 广泛用于多个工业领域.
行业的关键工业应用
| 行业领域 | 典型的应用 |
| 汽车 | 悬架组件, 控制臂, 转向指关节, 集线器, 差分外壳 |
| 市政 & 水工厂 | 管配件, 阀, 消防栓体, 泵外壳, 人孔盖 |
| 农业 & 农业 | 变速箱外壳, 实施括号, 轮毂, 耕作工具框架 |
| 工业设备 | 压缩机主体, 液压成分, 汽车外壳, 轴承支撑 |
| 施工机械 | 配重, 帧, 括号, 基板, 装载机臂 |
| 活力 & 力量 | 风力涡轮机支架, 变压器外壳, 气体压缩机零件 |
| 轨 & 运输 | 制动组件, 耦合, 悬架零件 |
| 通用机械 | 夹具, 杠杆, 齿轮空白, 坐骑, 连接武器 |
11. 优点 65-45-12 延性铁
- 高拉伸强度: 提供与许多钢的结构完整性 (65 KSI / 448 MPA).
- 良好的延展性: 最小伸长率 12% 确保比灰铁更好的韧性和抵抗破裂.
- 极好的抗疲劳性: 适合循环和冲击负载应用.
- 成本效益: 与钢相比，生产和原材料成本较低, 在提供类似的机械性能的同时.
- 卓越的可铸性: 允许复杂的形状和近网状成分，其收缩率低和缺陷.
- 可加工性: 比许多钢更容易机加工, 减少工具磨损和制造时间.
- 戴阻力: 适用于需要中等耐磨性的零件，而无需进行重型表面处理.
- 振动阻尼: 石墨结节有助于吸收振动, 改善组件寿命和降噪.
- 多功能性: 与多种铸造方法和热处理兼容以量身定制特性.
- 环保: 与钢相比，可回收可回收，通常以较少的能量产生.
12. 限制 65-45-12 延性铁
- 腐蚀脆弱性: 需要涂料以供室外/海洋使用 - 零售额为10–15％.
- 力量上限: 较低的拉伸强度比珠光体脱氧熨斗 (例如。, 80-55-06 在 80 KSI) 或高强度钢.
- 几何灵敏度: 厚的部分 (>50 毫米) 可能有较低的结节计数, 将延展性降低到 <10%.
- 焊缝约束: 预热/后加热要求使焊接成本高昂 - 机械固化优先.
13. 与其他延性铁等级进行比较
| 财产 / 年级 | 65-45-12 | 80-55-06 | 60-40-18 | 65-40-12 | 70-50-05 |
| 抗拉强度 (KSI / MPA) | 65 / 448 | 80 / 552 | 60 / 414 | 65 / 448 | 70 / 483 |
| 伸长 (%) | ≥ 12 | ≥ 6 | ≥ 18 | ≥ 12 | ≥ 5 |
| 硬度 (HB) | 170–210 | 230–280 | 160–200 | 170–210 | 210–250 |
| 典型的应用 | 汽车零件, 泵外壳, 阀 | 重型组件, 高压力零件 | 需要更高延展性的应用 | 通用工程, 结构部件 | 耐磨和冲击部件 |
| 关键差异 | 均衡的强度和延性, 多才多艺的 | 更高的强度, 降低延展性, 更难 | 更大的伸长率, 较低的强度 | 相似的力量, 产量略低 | 更高的硬度, 减少伸长率 |
14. 标准和规格
- ASTM A536: 指定等级的机械和微观结构限制 65-45-12.
- ISO 1083 - 400-12: 全球等效.
- SAE J434C D50006: 常见的汽车规格.
- 铸造厂通常定义 结节性, 硬度, 和 化学组成 标准.
15. 结论
65-45-12 延性铁作为一种多功能工程材料, 提供罕见的延展性混合物, 力量, 和可铸性.
它的铁素体微观结构可实现从汽车悬架零件到市政阀的应用, 失败前的变形和成本效益至关重要的地方.
虽然受腐蚀脆弱性的限制, 它的优势（包括出色的疲劳抵抗力和低生产成本）确保其作为工业设计中的主食的持续作用.
常见问题解答
是 65-45-12 延性铁焊接?
是的, 但不是通常焊接的. 它需要预热至200–300°C和焊后退火，以避免破裂, 使机械固化更经济.
怎么样 65-45-12 与钢相比?
65-45-12 匹配低碳钢的拉伸强度 30% 成本较低，但具有较低的耐腐蚀性和伸长率. 钢是高热或高腐蚀性应用的首选.
能 65-45-12 用于压力应用?
是的, 到 1000 psi (69 酒吧) 在流体处理中 (例如。, 水管) 适当设计时，ASME B16.42的压力等级.
是否需要热处理 65-45-12?
否 - 算法属性符合ASTM A536要求. 退火可以改善延性, 同时使强度归一化, 但两者都增加了成本.
