第一章(1.7)铸铁.ppt

§1.7 铸 铁 二、球墨铸铁 * 一、何为铸铁？ 铸铁是碳质量分数大于2.11%、并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。 有时为了提高力学性能或物理、化学性能，还可加入一定量的合金元素，得到合金铸铁。 第一节 概述 用于制造机床的床身、床头箱,发动机的汽缸体、机器的底座等，是工程上最常用的金属材料之一。 箱体 启动阀 二、铸铁中碳的存在形式 铸铁中的碳除极少量固溶于铁素体之外，以两种形式存在： 碳化物状态——Fe3C及合金铸铁中的其他碳化物 游离状态——石墨（G） 石墨的晶格类型为简单六方晶格 基面中的原子结合力较强 两基面之间的原子结合力弱 石墨的基面容易滑动，其强度、硬度、塑性和韧性极低，常呈片状形态存在 铸铁中石墨形态 片状 团絮状 球状 蠕虫状 石墨呈片状 石墨呈团絮状 石墨呈球状 石墨呈蠕虫状 铸铁的组织可以看成是在铁或钢的基体上夹杂着石墨，石墨对基体产生割裂作用。 因此，石墨的存在使铸铁的力学性能下降，其性能比钢低，不能锻造，且石墨的数量越多，越粗大，分布越不均匀，铸铁的力学性能越差。 但石墨的存在也赋予铸铁许多钢所不及的优良性能，如铸造性能、减振性和减摩性等。 三、石墨存在对铸铁的力学性能影响 四、铸铁的分类 根据碳在铸铁中存在形式不同，可分为： 1、白口铸铁 2、灰口铸铁 3、麻口铸铁 C的存在形式：渗碳体(Fe3C)，断口为白色。 性能：硬而脆，难以切削加工。 主要用作炼钢原料，高耐磨零件（如轧辊、犁铧等）。 C的存在形式：石墨，断口为灰黑色。 C的存在形式：石墨+渗碳体，断口为黑白色。 灰铸铁是铸造性能最好，应用最广泛的铸铁材料。 性能：脆性大，很少使用。 根据石墨（G）在铸铁中存在形态，可分为： 普通灰铸铁：石墨呈片状 可锻铸铁：石墨呈团絮状 蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状 球墨铸铁：石墨呈球状 五、灰口铸铁的种类 第二节 铸铁的石墨化 铸铁组织的类型取决于石墨化的程度。 一、铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。 石墨既可以从液体和奥氏体中析出，也可以通过渗碳体分解来获得。 石墨化若能充分或大部分进行，则能获得灰口铸铁，反之将得到白口铸铁。 灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体中析出； 可锻铸铁中的石墨则完全由白口铸铁经长时间退火，由渗碳体分解而得到。 二、影响石墨化的因素 冷却速度： 缓慢冷却有利于石墨化 合金元素： 碳和硅是强烈促进石墨化的元素。铸铁中碳、硅的含量越高，越容易进行石墨化，得到灰口铸铁组织。 硫是强烈阻止石墨化的元素。一般Ws＜0.15％。 锰是阻止石墨化的元素。一般WMn＝0.6％～1.3％。 磷是微弱促进石墨化的元素。一般WP＜0.3％。 冷却速度：缓慢冷却有利于石墨化 1、灰铸铁的成分、组织与性能 成份：一般为Wc=2.5%～4.0%,Wsi=1.0%～3.0%,WMn=0.5%～1.4%,Ws≤0.15%,Wp≤0.30%。 组织：看成是碳钢的基体加片状石墨，分为三类：铁素体基体、铁素体-珠光体基体、珠光体基体灰铸铁。 F+片状石墨 （F+P）+片状石墨 P+片状石墨 第三节 一般工程用铸铁 一、灰铸铁 性能：取决于基体组织和石墨的形态、数量、大小和分布。 灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性比钢低很多。具有优良的铸造性能、优良的切削加工性能、良好的减振性、减摩性和低的缺口敏感性。 2、灰铸铁的孕育处理 在浇注前向铁水中加入少量孕育剂，使大量高度弥散的难熔质点成为石墨的结晶核心，以获得细小均匀的石墨片和细片珠光体。 通过孕育处理得到的铸铁称为孕育铸铁。孕育铸铁有较高的强度，且铸件各部位截面上的组织和性能比较均匀。　　 3、灰铸铁的牌号、性能及用途 牌号用“HT+数字”表示。HT是“灰铁”两字的汉语拼音字首，数字表示最低的抗拉强度值（MPa）。例：HT150。 灰铸铁的性能特点是生产简单、应用广泛，其产量占整个铸铁产量的80%以上。 性能：取决于基体组织和石墨的形态、数量、大小和分布。 灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性比钢低很多。具有优良的铸造性能、优良的切削加工性能、良好的减振性、减摩性和低的缺口敏感性。 2、灰铸铁的孕育处理 在浇注前向铁水中加入少量孕育剂，使大量高度弥散的难熔质点成为石墨的结晶核心，以获得细小均匀的石墨片和细片珠光体。 通过孕育处理得到的铸铁称为孕育铸铁。孕育铸铁有较高的强度，且铸件各部位截面上的组织和性能比较均匀。　　 3、灰铸铁的牌号、用途 牌号用“HT+数字”表示。HT是“灰铁”两字的汉语拼音字首，数字表示最低的抗拉强度值（