鑄鐵

在城市馬路上每隔幾百米就能看到一個井蓋，平時并不會有太多人去注意它，甚至有時候還嫌它礙事。

雖然井蓋看著并不起眼，但是它所處的生存環境卻非常惡劣，身處車流不息的馬路中間，每天要接受無數車輛的碾壓和車輛尾氣的腐蝕。

還有無數次雨水和污水的侵蝕，冬冷夏熱的高溫差，甚至還要防小偷。

那么井蓋是什么材料制作的呢？

這種材料就是球墨鑄鐵，現在馬路上大多數井蓋都是使用的這種材料。（當然井蓋還有水泥復合材料，再生樹脂材料，聚合物基復合材料等等。）

說到球墨鑄鐵很多小伙伴會比較陌生，但說到鑄鐵大家就會比較熟悉了，球墨鑄鐵就是鑄鐵的一種。

球墨鑄鐵是鐵水在凝固過程中，內部元素形成形狀為球狀石墨的鑄鐵，它是一種高強度的鑄鐵材料。

通過加熱石墨材料后，就能成功的將鑄鐵的性能，提高到接近于鋼的各項性能，所以也就有了以鐵（球墨鑄鐵）帶鋼的說法。

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通過選用合適的金屬元素，將其組合在一起，這是保證材料具有良好性能的基本條件，所有球墨鑄鐵的主要成分是碳，硅，錳，磷以及稀土等元素。

鑄鐵是在1722年才被法國人研制出來，當時研制出來的是白心可鍛鑄鐵，后來又相繼研發出了如黑心可鍛鑄鐵。

直到1947年，一位英國人發現在一種鑄鐵中有球狀石墨存在，其實這就是一種球墨鑄鐵。

后來又通過不斷的完善，在鑄鐵中添加了一些稀土以及鎂等成分，得到了真正意義上的球墨鑄鐵，從此也開始了大規模的生產和應用，并且成為應用最廣泛的鑄鐵材料。

我們知道，中國是世界上最早開始金屬冶煉的國家之一。

所以在國內古代冶煉遺址出土的一些鐵中，檢測發現就有少量放射狀的球狀石墨出現。

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據考證這些鐵出現的年代在西漢時期，距今已有兩千多年，這也再次證明中國古代就具有非常高的冶煉技術。

球墨鑄鐵主要有著強度高，重量輕，韌性好，抗沖擊已經耐高低溫等優點，所以被廣泛應用于一些機械中的關鍵零部件，如曲軸，閥門以及管道等。

但球墨鑄鐵跟其它所有材料一樣，也有著一些缺點，最主要的就是鑄造要求較高，容易造成產品缺陷。

例如說，某種元素含量多了，鑄造出來的球墨鑄鐵內部結構就會發生變化，就會出現孔洞，凹陷以及表面粗糙等缺陷。

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還會出現雜質較多，產品沒有光澤，裂紋變形等，這都需要在鑄造過程中不斷的提高和改進工藝來攻克這些缺陷。

球墨鑄鐵的牌號主要由其代號字母QT和最低拉伸強度，最低延伸率這三部分組成，而在國標中球墨鑄鐵有以下8個牌號。

奧貝球墨鑄鐵，牌號有QT900-02，具有非常高的強度和耐磨性能，其綜合機械性能都非常高，常被用來制造機車車輪這樣要承受重載，摩擦和沖擊的零部件。

鐵素體球墨鑄鐵，牌號有QT400-17，QT400-15，QT450-10，具有強度低，但韌性較高的特點，主要用于要承受很大沖擊和振動的零部件，例如一些車輛的底盤零件。

碳素體球墨鑄鐵，牌號有QT500-07，QT600-03，具有強度高，韌性好的特點，主要用于制造一些車輛的零部件。

珠光體球墨鑄鐵，牌號有QT700-02，QT800-02，具有強度硬度高，有一定的韌性和較好的耐磨性能，所以常被用來制造一些曲軸和齒輪等，這類容易磨損的零部件。

球墨鑄鐵的鑄造過程是采用的球墨鑄造工藝，球墨鑄鐵同樣可以像鋼一樣，通過像熱處理這樣的工藝提高使用性能。

球墨鑄鐵在形成的過程中鐵水內的石墨成球狀，也正是因為石墨球化，才讓球墨鑄鐵擁有諸多的優點。

球狀石墨在形成的過程中要經過兩個階段，首先是石墨成核，鐵水在熔煉成液體的過程中，有很多非金屬和一些雜質在游動過程中，相互碰撞，最后就會聚合在一起成為石墨球核。

在石墨成核以后，很多碳原子開始在石墨核上面堆積，隨著碳原子的堆積越來越多，最后就會變得成為球狀，這就是球狀石墨的第二個生長過程。

所以 ，要想在鑄造過程中獲得球狀石墨，石墨在生長過程的控制就非常重要。

球墨鑄鐵作為一種具有諸多優點的材料，現在已經發展到了第二代球墨鑄鐵，在其中添加了更多的硅，甚至讓硅的含量比碳還多。

這樣的球墨鑄鐵就會具有更好的拉伸強度并且重量更輕，這與以前的球磨鑄鐵在提高抗拉強度后，其塑性必將降低有很大的改變。

中國作為鑄造業大國，讓材料強度增加而重量卻變輕，這也將成為未來材料的發展方向，球墨鑄鐵通過不斷的改進成分和性能，未來也將在更多的領域得到廣泛應用。

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