工程材料与热加工基础第六章 铸铁.ppt

《工程材料与热加工基础》 第六章 铸铁 第六章 铸铁 1.铸铁的石墨化； 2.工业常用铸铁； 灰口铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 3.知识窗； 4.学习指导 6.1 铸铁的分类及石墨化 铸铁是指一系列主要由铁、碳和硅组成的合金总称。 6.1.1 铸铁的分类 1．白口铸铁 2．麻口铸铁 3．灰口铸铁 （1）灰铸铁 碳主要以片状石墨形式出现的铸铁； （2）可锻铸铁 碳主要以团絮状石墨形式出现的铸铁； （3）球墨铸铁 碳主要以球状石墨形式出现的铸铁； （4）蠕墨铸铁 碳主要以蠕虫状石墨形式出现的铸铁。 6.1.2铸铁的石墨化 铸铁中石墨的形成过程称为铸铁的石墨化。影响铸铁石墨化的因素较多，其中化学成分和冷却速度是影响石墨化的主要因素。 1．化学成分的影响 碳和硅都是强烈促进石墨化的元素碳和硅都是强烈促进石墨化的元素；磷也是促进石墨化的元素，但其作用较弱；硫是强烈阻碍石墨化的元素 2．冷却速度的影响 冷却速度快，铸铁容易产生白口铸铁组织； 冷却速度慢，碳原子扩散充分，有利于石墨化过程充分进行，铸铁容易获得灰口铸铁组织。 6.2.1 灰口铸铁 1．灰铸铁的化学成分、组织和性能 （1）化学成分 灰铸铁的化学成分一般为：wC=2.5%～ 4．0%，wSi=1.0%～ 2．5%，wMn=O．5%～ 1.4%，wS≤O.15%，wP≤0.3%。 (2)组织 由于石墨化程度的不同，灰铸铁的组织有三种类型：铁素体(F)+片状石墨(G)；铁素体(F)—珠光体(P)+片状石墨(G)；珠光体(P)+片状石墨(G)。 6.2.1 灰口铸铁（3）性能 力学性能 石墨虽然降低了灰铸铁的力学性能，但却使灰铸铁获得了许多钢所不及的优良性能 优良的性能： ①良好的铸造性能 ②良好的减震性 ③较低的缺口敏感性 ④良好的切削加工性 ⑤良好的减摩性 ⑥良好的抗压性能 6.2.1 灰口铸铁 6.2.2 球墨铸铁 球墨铸铁 是20世纪50年代发展起来的一种新型铸铁，它是经过球化处理后得到的。球化处理的方法是在铁液出炉后、浇注前加入一定量的球化剂(稀土镁合金等)和孕育剂，使石墨呈球状析出。 6.2.2 球墨铸铁 1．球墨铸铁的化学成分、组织和性能 球墨铸铁的化学成分是：wC=3.6%～3.9%，wSi=2.0%～2.8%，wMn=0.6%～0.8%，wS0.04%，wP≤0.1%, wMg=0.03%～0.05% （2）组织 球墨铸铁的组织可分为四种类型： 铁素体(F)+球状石墨(G)， 铁索体(F)-珠光体(P)+球状石墨(G)， 珠光体(P)+球状石墨(G)， 下贝氏体(B下)+球状石墨(G)。 为铁素体球墨铸铁的显微组织。 6.2.2 球墨铸铁 （3）性能 球墨铸铁的力学性能与基体的类型以及球状石墨的大小、形状及分布状况有关。由于球状石墨对基体的割裂作用最小，又无应力集中作用，球墨铸铁基体的强度、塑性和韧性可以充分发挥，所以，球墨铸铁与灰铸铁相比，有高的强度和良好的塑性与韧性。它的某些性能可以与钢相媲美，如屈服点比碳素结构钢高，疲劳强度接近中碳钢。同时，它还具有灰铸铁的减震性、减磨性和小的缺口敏感性等优良性能。球墨铸铁中的石墨球的圆整度越好，球径越小，分布越均匀，则球墨铸铁的力学性能就越好。 6.2.2 球墨铸铁 6.2.4 可锻铸铁 可锻铸铁俗称玛钢、马铁。蠕墨铸铁的生产过程是：首先浇注成白口铸铁件，然后经可锻化退火（可锻化退火使渗碳体分解为团絮状石墨）而获得可锻铸铁件。 6.2.4 可锻铸铁 1．可锻铸铁的化学成分、组织和性能 1）可锻铸铁的化学成分是: wC=2.2%～2.8%，wSi=1.0%～1.8%，wMn=0.3%～0.8%，wS≤0.2%，wP≤0.1%。 2）可锻铸铁的组织有二种类型： 铁素体(F)+团絮状状石墨(G)；珠光体(P)+团絮状石墨(G)。 3)性能 由于可锻铸铁中的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小，因此它的力学性能比灰铸铁高，塑性和韧性好，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。可锻铸铁的基体组织不同，其性能也不一样，其中黑心可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，而珠光体可锻铸铁具有较高的强度、硬度和耐磨性。 6.2.4 可锻铸铁 知识窗 1．耐磨铸铁 耐磨铸铁是指不易磨损的铸铁。根据工作条件的不同，分为以下两类： (1)抗磨铸铁 在干摩擦及抗磨料磨损条件下工作的零件，如轧辊、犁铧、抛丸机叶片、球磨机磨球等，应具有均匀的高硬度和必要的韧性。 ①白口铸铁 白口铸铁生产简便，价格低廉，但脆性大，适用于冲击载荷不大的犁铧等抗磨铸件和清理抛丸机中的铁丸等。 知识窗 ②冷硬铸铁 在造型时，在铸件要求抗磨的部位作成金属型，其余部位用砂型，并适当调整化