地轨槽铁中的石墨实质上也是夹杂物,在普通地轨槽铁中石墨较粗大,削弱基体作用远大于非金属夹杂物。高牌号、强度灰铸铁中,石墨数量少而细小,非金属夹杂物的破坏作用突显出来,甚至大于石墨的影响,造成地轨槽铁力学性能的下降,疲劳裂纹的产生往往与裂纹源头有非金属夹杂物有关,地轨槽铁的脆断与由夹杂物引起的裂纹长大变宽有直接关系,夹杂物越多,地轨槽铁疲劳性能下降越显著,地轨槽铁硬度高时尤为突出。
地轨槽铁氧化夹杂使铁水流动性显著降低,易熔的非金属夹杂物是地轨槽铁热裂铸造性能的重要原因,非金属夹杂物使耐压铸件产生渗漏。夹杂物数量多、分散性大时,可切削性,地轨槽铁切削性能能变差,工具磨损严重,对汽车中的缸体、缸盖件的加工影响尤为明显。
生产地轨槽铁中防止非金属夹杂物的措施是,首先要采用高温熔炼,以减少地轨槽铁铁液的氧化与元素的烧损,控制化学成分中的硫含量及足够高的浇注温度,减少硫化物夹杂并使卷入铁液的夹杂物漂浮出来。其次是提高地轨槽铁炉料的清洁度,少用或不用锈蚀的废钢、高合金钢及电镀件炉料等。灰铸铁的应用十分广泛,在地轨槽铁生产中应利用灰铸铁的多种特性,以满足不同用途的铸件要求。
在地轨槽铁的生产与控制中,着重要考虑一个指标、两个环节,一个指标是地轨槽铁冶金质量指标,两个环节是高温好地轨槽铁铁液的熔炼和浇注前对铁液的加工处理。惯以强度和硬度为指标的力学性能,已不能全表征强度地轨槽铁的质量。因为地轨槽铁质量中不仅要求地轨槽铁具有足够的力学性能,还要求具有优良的铸造性能与加工性能。为此则发展了灰铸铁性能的综合指标,这就是地轨槽铁的冶金质量指标,它是由共晶度Sc、成熟度RG(或相对强度RZ)、地轨槽铁硬化度HG(或相对硬度RH)及品质系数Qi(或质量系数)所组成。
表示地轨槽铁共晶度Sc与抗拉强度的关系,同样Rm,而Sc值高,表明铸铁石墨化程度高,地轨槽铁铸造性能好,铸造应力小表明铸铁材质良好表示共晶度Sc与实测硬度的关系,同一Sc下,地轨槽铁硬度低为好铸铁。或同一硬度下Sc高,表明地轨槽铁石墨化程度高,铸造性能好。地轨槽铁材质良好,切削性能良好铸铁材质未达到正常水平,切削性能差表示强度与硬度的关系,同样强度下,硬度低为好地轨槽铁,切削性能良好。
在计算Q,时用比值或用比值时应注意,Qi的对比只能是之间或之间的对比,不可混淆,一般用Q-PE较多。地轨槽铁整体要求高耐磨、高硬度的特殊铸件不适合应用该指标。
综合上述,地轨槽铁的力学性能以抗拉强度Rm为指标,铸造性能以共晶度Sc为指标,地轨槽铁耐磨性能及加工性能以HBW为指标,这三者关系用成熟度RG>1、硬化度HG1、品质系数Qi>1来表示。这三项指标达到了,说明该地轨槽铁具有优良的综合性能。