由於灰鑄鐵減振性能和抗壓性能比較好，常用於製作機器的底座、箱體、支架和工具機的床身等。但是，也經常會遇到一些情況是利用灰鑄鐵的脆性，鑄件工作時承受剪應力。如:輪胎行業的橡膠開煉機安全片等。通常灰鑄鐵的常規性能檢測指標有抗拉強度、抗彎強度和硬度等，在設計結構時有標準可循。然而，灰鑄鐵的抗剪強度只能通過試驗來獲得。通過力學性能試驗得出單鑄試棒的抗拉強度與鑄件的抗剪強度之間的關係曲線，有助於承受剪應力部件的設計參數選定。
1試驗方法
試驗所用材料為HT200，沖天爐熔煉，拉伸試棒、鑄件取自同一包鐵液，隨機試驗10次。用於加工拉伸試棒的單鑄試棒尺寸為:功30x300;用於加工抗剪試片和本體抗拉試棒的鑄件尺寸為:∅140x400;試棒和鑄件經退火處理。抗剪試片分a、b兩種結構，見圖1所示。
在壓力試驗機上進行試片的抗剪強度試驗，如圖2所示。在拉力試驗機上進行試棒的拉伸試驗。
2試驗結果及分析
2.1單鑄試棒抗拉強度與鑄件抗剪強度的關係
按照圖2所示的剪切試驗，鑄造10批功140x400鑄棒，從每一批鑄棒任取一根，將其下端去掉10 mm，上端去掉60 mm，取中間段加工出不同厚
度(h)的試片。然後，取厚度(h)分別為30和26的試片各一組，進行剪切試驗。剪力P與剪應力二之間的關係見公式(1）。
由於剪力P為試驗測定值，因此由公式(3)即可計算出對應的抗剪強度二值，見表1。其中，抗拉強度值取自同一包鐵液的單鑄試棒。將表1的數值通過計算機擬合得出抗拉強度與抗剪強度關係曲線圖3、圖4和圖5。
由試驗可知，灰鑄鐵隨著抗拉強度的提高，抗剪強度也隨之提高。圖5顯示兩組抗剪強度數據的折線圖隨抗拉強度的變化趨勢是一致的，兩個
折線基本上是重疊的。由表1可以得出:當單鑄試
棒抗拉強度為209 MPa時，σb:r(擬合值)=(1.18-1.27):1;當抗拉強度為290 MPa時，Pb:r(擬合值）=( 1.47-1.53 ) :1。顯然，在此範圍內，t與σb二者之間不是直線性關係。當試片厚度(h)由30變為26凹槽試片)時，抗剪強度數值出現較大波動，產生這種現象的主要原因在於凹槽根部的結構。儘管灰鑄鐵材料的敏感性係數可以認為很小，但是，在加工試片過程中，凹槽根部加工成尖角及出現刀痕，試片在剪切試驗時這些部位會產生應力集中現象，造成抗剪強度明顯降低;或者，凹槽根部出現圓弧結構使試片的抗剪強度明顯增大。
2.2單鑄試棒、本體試棒抗拉強度和鑄件抗剪強度之間的關係
上述試驗研究了單鑄試棒抗拉強度與尺寸為∅140x400鑄件的抗剪強度之間的關係。在生產過程中，可以通過單鑄試棒抗拉強度預測與∅140x400厚度相當的鑄件的抗剪強度範圍，而不用破壞鑄件。然而，以上試驗並沒有得出同一鑄件的抗拉強度與抗剪強度之間的關係。用同一包鐵液澆注出3根單鑄抗拉試棒和一組∅140x400鑄件，再從∅140x400鑄件中加工出4根本體抗拉試棒和6片h為23的剪切試樣，研究單鑄試棒抗拉強度，本體試棒抗拉強度和抗剪強度三者之間的關係，測試數據見表2。
由表2數據可知，在σb、σbl 和t三者中，本體試棒的抗拉強度最低，單鑄試棒的抗拉強度最高，這是因為灰鑄鐵的溫度敏感特性所致。灰鑄鐵件厚薄不同，大小不一樣，冷卻條件不同，性能有很大的差異。另外，在鑄造生產用單鑄試棒的強度值直接代表截面厚度大小30 mm的鑄件性能的方法是不可取的，而應該使用修正值進行必要的修正。
3結論
(1)灰鑄鐵單鑄試棒的抗拉強度在209-290MPa範圍內時，相對應∅140x400鑄件的抗剪強度為165-198 MPa，標準離差為12.6。
(2)同一包鐵液澆注單鑄試棒和∅140x400鑄件，當單鑄試棒的抗拉強度為257 MPa時，與∅140x400鑄件的本體試樣的抗拉強度和抗剪強度三者之間的比例為σb : σbl:t=1.46:1.29:1，抗拉強度的標準離差為13.8，抗剪強度的標準離差為19.6。
End