金屬與合金
延性鑄鐵(ductile cast iron)
灰鑄鐵便宜又易鑄,但它的石墨片像一張由微小裂縫組成的網,因此它會斷裂而非彎折。延性鑄鐵是巧妙的解法:把石墨的形狀從尖銳的片改成光滑的小球,同樣便宜的鐵就突然能伸展、能承受撞擊而不碎裂。這正是現代自來水幹管、曲軸與齒輪能用鑄造而非鍛造製成的原因。
魔法來自一項微量添加:在澆鑄前把百分之幾十分之一的鎂(有時是鈰)攪入熔鐵中。這微量的鎂改變石墨的生長方式,使其形成圓球狀團粒而非片狀。球體沒有集中應力的尖端,所以裂縫不會從石墨處起始;周圍的金屬得以塑性流動。結果是:延性鑄鐵的伸長率約可達 10% 到 18%、抗拉強度 400 到 800 MPa,而灰鑄鐵可能不到 1% 伸長率就斷裂。
延性鑄鐵讓你以鑄鐵的低成本與易於近淨形鑄造,取得接近鋼的韌性,因此它已在大量零件中取代鋼鍛件與灰鑄鐵:水管、汽車懸吊與曲軸、變速箱殼、風力機輪轂。誠實的提醒:鎂處理效果在數分鐘內就會消退,所以鐵水必須快速澆鑄,而且要處處得到良好圓球需嚴格控制成分與冷卻;不良的球化會留下片狀石墨而失去延性。
延性鑄鐵牌號 60-40-18 表示抗拉強度約 60,000 psi(410 MPa)、降伏 40,000 psi(280 MPa)、伸長率 18%,一個會明顯彎折才斷裂的鑄件,這對灰鑄鐵是不可想像的。
與灰鑄鐵唯一真正的差別是石墨形狀:球狀而非片狀,靠微量的鎂達成。
延性鑄鐵在化學上仍是鑄鐵(高碳、高矽);它的延性完全來自石墨形狀,而非不同的碳含量。它不是鋼。
又称
另见