一.灰鑄鐵型材的力學性能特點

　　1.常用灰鑄鐵中由于有石墨存在，而石墨的抗拉強度幾乎為零，可以把鑄鐵看成是布滿裂紋或空洞的鋼。石墨不僅破壞了基體的連續性，減少了金屬基體承受載荷的有效截面積，使實際應力大大增加;同時，在石墨尖角處易造成應力集中，使尖角處的應力遠大于平均應力。前者稱為石墨的縮減作用，后者稱為石墨的切割作用。所以，灰鑄鐵的抗拉強度和彈性模量均比鋼低得多，通常σb約為120～250MPa，抗壓強度與鋼接近，一般可達600～800MPa，塑性和韌度近于零，屬于脆性材料。灰鑄鐵中的石墨片的數量越多、尺寸越大、分布越不均勻，對力學性能的影響就越大。

　　但石墨的存在對灰鑄鐵的抗壓強度影響不大，因為抗壓強度主要取決于灰鑄鐵的基體組織，因此灰鑄鐵的抗壓強度與鋼相近。當試樣中存在著類似灰鑄鐵中石墨片那樣尖銳的缺口時，在缺口附近的應力值可達到平均值的5倍以上。這種應力集中現象的存在，使灰鑄鐵即使在承受比較小的負荷時(遠遠沒有達到基體的屈服強度)，在石墨邊緣處基體的實際應力也會超過它的屈服強度，因此在這里就會出現金屬的殘留變形，甚至出現裂紋(當實際應力超過基體的強度*限時)。

　　這種石墨邊緣裂紋的出現，更進一步地減少了灰鑄鐵承受負荷的有效截面積，并且更加劇了應力集中的現象，應力集中作用的頂端也隨著裂紋而迅速移動，使裂紋很快擴展，而發生整個鑄件的脆性破壞。因此，由于石墨存在所造成的縮減及切割作用，使鑄鐵金屬基體的強度不能充分發揮，據統計普通灰鑄鐵基體強度的利用率一般不超過30%～50%，這表現為灰鑄鐵的抗拉強度很低。此外，由于石墨存在而造成的嚴重應力集中現象，造成裂紋的早期發生，抵抗裂紋發展的能力又較差，因此導致脆性斷裂，故灰鑄鐵的塑性和韌性幾乎表現不出來。

　　很明顯，由于片狀石墨的存在而引起的性能降低，其總的影響并不是兩者的代數和，切割作用對基體的危害往往比縮減作用要強烈得多。順便指出，普通灰鑄鐵在受應力作用時，在石墨邊緣由于有應力集中現象常會引起少量的殘留變形。

　　因此，灰鑄鐵型材的應力應變曲線即使在較低的應力作用下也不呈直線，而有一定的曲率。因此灰鑄鐵的彈性模量只有相對的意義。