眾所周知，石墨在鑄鐵中的存在形態(tài)決定了鑄件的性質(zhì)，當(dāng)石墨主要以球狀形式存在時(shí)則鑄件為球墨鑄鐵，當(dāng)主要以蠕蟲(chóng)狀形式存在時(shí)則鑄件為蠕墨鑄鐵，而當(dāng)主要以片狀石墨形態(tài)存在時(shí)則鑄件為灰鐵。是不是灰鐵件中的石墨形態(tài)都是以片狀形態(tài)存在呢？不盡然，只有鐵液質(zhì)量在控制好的情況下，才能獲得以片狀為主的石墨形態(tài)。A型石墨是片狀石墨的最好狀態(tài)，其導(dǎo)熱效果優(yōu)良，因而在優(yōu)質(zhì)鑄件特別是在耐熱疲勞鑄件中成為一條重要的驗(yàn)收依據(jù)。
近期國(guó)際鑄業(yè)網(wǎng)技術(shù)專家張百堂先生做為技術(shù)代表，參加了國(guó)內(nèi)某知名車(chē)橋企業(yè)關(guān)于重型汽車(chē)剎車(chē)轂灰鐵件材質(zhì)，A型石墨驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的研討會(huì)。會(huì)議上，張百堂先生提出HT250材質(zhì)的剎車(chē)轂原技術(shù)規(guī)定：“鑄件為A型石墨，或者A+B型石墨，其中A型石墨石長(zhǎng)為4～6級(jí)”是不適宜的，并給出了自己的意見(jiàn)，巧合的是這個(gè)意見(jiàn)與特別邀請(qǐng)的德國(guó)專家觀點(diǎn)不謀而合。以下內(nèi)容為張百堂先生與業(yè)界人士的意見(jiàn)分享，供大家交流學(xué)習(xí)。
那么在耐熱疲勞鑄件中是不是所有的A型石墨都是希望存在的呢？顯然不是，因?yàn)楫?dāng)石長(zhǎng)為1級(jí)、2級(jí)時(shí)其對(duì)本體的割裂作用過(guò)于明顯，特別對(duì)于需要耐熱疲勞的鑄件比如汽車(chē)剎車(chē)轂，因鑄件在剎車(chē)過(guò)程中被反復(fù)劇烈加熱與反復(fù)劇烈冷卻，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間多頻次的高溫與低溫交互熱疲勞，那么1級(jí)、2級(jí)石長(zhǎng)的石墨就會(huì)成為顯著裂紋源，最終導(dǎo)致鑄件在熱疲勞應(yīng)力的作用下過(guò)早地開(kāi)裂而失效，盡管此時(shí)其快速導(dǎo)熱效果比石長(zhǎng)為3級(jí)、4級(jí)、5級(jí)的石墨更好，但是其對(duì)機(jī)體的割裂卻是主要的。而粗大的C型石墨對(duì)機(jī)體的割裂作用更加突出，因而更是不希望獲得的。對(duì)于D、E、F型石墨，雖然其使機(jī)體的割裂作用小且使鑄件具有更好的耐磨性，但因其石墨形態(tài)過(guò)于細(xì)小，使汽車(chē)剎車(chē)動(dòng)能轉(zhuǎn)變成的熱能不能被快速導(dǎo)熱散掉而被限制。A型石墨其他石長(zhǎng)如6級(jí)以上級(jí)別的與D、E、F型石墨作用相近，同樣被限制。B型石墨與A型石墨比較接近，但是菊花形狀的B型石墨對(duì)機(jī)體的割裂作用以及導(dǎo)熱效果遜色于石長(zhǎng)3～5級(jí)的A型石墨。
既然如此，這種耐熱疲勞鑄件是不是必須具備100%的石長(zhǎng)3～5級(jí)的A型石墨？理論上這個(gè)要求是完全正確的，但是實(shí)際生產(chǎn)中，受制于生鐵、廢鋼等金屬材料的成分變差以及熔煉爐型、孕育條件、澆注時(shí)間、生產(chǎn)節(jié)拍等因素的波動(dòng)，工廠很難做到所有的此類產(chǎn)品100%的符合這個(gè)最佳驗(yàn)收條件。現(xiàn)結(jié)合國(guó)外一些技術(shù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)剎車(chē)轂等企業(yè)的技術(shù)規(guī)定，認(rèn)為A型石墨≥80%，石長(zhǎng)為3～5級(jí)，而其他B、C、D、E、F型石墨以及其他石長(zhǎng)級(jí)別的A型石墨之和＜20%，是相對(duì)更為合理的驗(yàn)收條件。因?yàn)檫@個(gè)條件既能滿足剎車(chē)轂特定產(chǎn)品的使用要求——快速散熱且對(duì)機(jī)體的割裂作用不能太突出，又滿足了工廠在一個(gè)制造成本相對(duì)容易的范圍內(nèi)給予控制。要求100%符合A型或者100%的符合A+B型的條件是不妥的，從主機(jī)廠對(duì)各供應(yīng)商毛坯的抽檢結(jié)果看，這個(gè)條件也是過(guò)于嚴(yán)格的。
綜上所述，建議修訂HT250剎車(chē)轂的“A型石墨≥80%，石長(zhǎng)為3～5級(jí)”做為企業(yè)驗(yàn)收石墨形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)。此為筆者個(gè)人意見(jiàn)，供討論。
據(jù)筆者透露，該意見(jiàn)已被采納并列入后續(xù)鑄造、裝機(jī)與試機(jī)跑車(chē)試機(jī)程序
