GGG80是德国 DIN 1693 标准中的高强度球墨铸铁

一、牌号定位与标准体系

GGG80
是德国 DIN 1693 标准中的高强度球墨铸铁（球铁、nodular cast iron），材料号 W-Nr. 0.7080；在欧标 EN 1563:2018 中对应 EN-GJS-800-2（牌号数字 5.3301）。命名中"GGG"代表球状石墨铸铁，"80"指最低抗拉强度 800 MPa，"-2"指最低伸长率 2%。国际对照：中国 GB/T 1348 QT800-2、日本 JIS G5502 FCD800、美国 ASTM A536 120-90-02（近似，非完全等效）、ISO 1083 800-2、英国 BS 2789 800/2、法国 FGS800-2、意大利 GS800-2。

需要说明：DIN 1693 / EN 1563 只规定力学性能，不规定固定化学成分，成分由铸造厂按壁厚与工艺自行调整，以满足性能为准。

二、化学成分分析（质量分数，%）

元素

C

Si

Mn

P

S

Mg

Cu/Ni/Mo

典型范围

3.40–3.90

2.0–2.9

0.30–1.20

≤0.08

≤0.02–0.03

0.03–0.07

常加 Cu 0.4–1.0、Ni/Mo 微量

碳硅促进石墨化并稳定珠光体；锰稳定并强化珠光体（过高易生碳化物，国内多控上限）；镁（及稀土）是球化剂核心，决定石墨球化率（通常要求 ≥80%~85%）；磷硫为有害杂质，磷高会形成磷共晶脆化，硫高则消耗球化剂。欧盟体系普遍采用"高碳高硅高锰"思路，中国则倾向控制锰上限。

三、供应形式

• 连铸铸铁型材：水平连铸 + 密闭结晶器工艺生产的"致密棒"，圆棒、方棒、扁料、板料，规格常见 Φ20–350 mm、板厚 6–225 mm，组织致密、无砂眼气孔，是精密零件替代砂铸件的优选基材；
• 铸件：砂型铸造、金属型铸造，可生产曲轴、齿轮、壳体等复杂形状毛坯（这是球铁最大优势）；
• 锻件说明：球铁属铸造合金，不做传统锻造加工，GGG80 无真正的"锻件"供应形式，所谓"锻打料"实为连铸型材或砂铸件；
• 线材：球墨铸铁不供应线材/盘条，若需丝状应以等温淬火球铁或钢替代；
• 交货状态：铸态、正火态、正火+回火态、淬火回火态，也可提供粗加工/切割零切。

四、热处理工艺

• 正火：880–940 ℃ 奥氏体化，保温 1–3 h，空冷/风冷/雾冷，获得细珠光体基体（珠光体可达 85%–95%），硬度 240–300 HB；
• 正火 + 高温回火：930 ℃ 正火 + 600 ℃ 回火 2–3 h 空冷，得到回火索氏体，兼顾强度与尺寸稳定性，是 QT800-2 曲轴典型工艺；
• 淬火 + 回火：850–900 ℃ 加热（保温时间为碳钢 1.5–2 倍），油淬或分级淬火，150–600 ℃ 回火，获回火马氏体/回火索氏体，强度与硬度最高；
• 去应力退火：500–600 ℃ 保温 2–4 h 缓冷；
• 等温淬火（ADI）：850–950 ℃ 奥氏体化后淬入 250–400 ℃ 盐浴等温，可获得远超 800 MPa 的性能；
• 表面强化：轴颈/齿面感应淬火，淬硬层 1.5–4.5 mm，表面 42–55 HRC，心部保持韧性。

五、机械性能（EN 1563 / GB 1348 保证值）

项目

抗拉强度

屈服强度 Rp0.2

伸长率

硬度

弹性模量

数值

≥800 MPa

≥480 MPa

≥2%

245–335 HB

170–180 GPa

附注数据：抗压强度约 1150 MPa，抗剪强度约 720 MPa，扭转强度约 720 MPa，断裂韧性约 14 MPa·√m，弯曲疲劳极限 304 MPa（带缺口 182 MPa），泊松比 0.27–0.29，剪切模量 63–71 GPa。壁厚增大时屈服与伸长率会下调（t>60 mm 双方协商）。

六、物理性能

密度 7.1–7.2 g/cm³（比钢轻约 8%–10%）；熔点 1150–1200 ℃；热导率约 31–32 W/(m·K)（100–500 ℃ 稳定）；线膨胀系数 12.4–14.5×10⁻⁶/K（100–500 ℃ 递增，400 ℃ 内平均约 12.5）；比热容 460–502 J/(kg·K)；机械损耗系数（阻尼）约 6×10⁻⁴，减振性显著优于钢；长期使用温度建议 <500 ℃。

七、应用领域

汽车与动力机械：柴油机/汽油机曲轴、凸轮轴、连杆、齿轮、离合器片、差速器壳；机床与通用机械：磨床/铣床/车床主轴、铣头体、小齿轮、蜗轮段、液压缸体与液压阀块；矿山与建材：球磨机齿轴、破碎与耐磨衬件、建筑机械磨损件；能源与通用：小型水轮机主轴、泵体、压力容器类铸件。

八、材料优势与局限

优势：以铸造成本拿到接近中碳合金钢锻件的强度（800 MPa 级），可一次成型复杂几何形状，材料与加工成本远低于锻钢；球状石墨使应力集中小、耐磨性、减振性、抗疲劳性优异（连铸型材疲劳极限比砂铸件高约 40%，耐油压可达 35 MPa）；密度比钢轻 8%–10%；切削抗力小于钢，刀具寿命可延长 2–3 倍，加工余量与工时节省约 50%；感应淬火、氮化、软氮化响应性均优良。

局限：伸长率仅 2%，脆性较大，设计需加大圆角、避免应力集中与强冲击载荷；硬度高导致刀具磨损快（切削加工性仅约 63%），淬火态建议用 CBN 或硬质合金刀具；淬透性与截面敏感性明显，厚大件性能衰减；焊接性极差，仅能用专用焊条并严格预热；耐蚀性不及不锈钢与专用合金，腐蚀环境需表面防护。