第六章 铸铁(修).ppt

《工程材料与热加工基础》 第六章 铸铁 航空制造工程系 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 目的： 掌握常用铸铁的性能特点； 掌握铸铁的牌号； 了解铸铁的应用； 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 类 别 牌号 用 途 举 例 铁素体 灰铸铁 HTl00 低载荷和不重要零件，如盖、外罩、手轮、支架等 铁索体—珠光体灰铸铁 HT150 承受中等应力的零件，如底座、床身、工作台、阀体、管路附件及一般工作条件要求的零件 珠光体 灰铸铁 HT200 承受较大应力和较重要的零件，如汽缸体、齿轮、机座、床身、活塞、齿轮箱、油缸等 HT250 孕育铸铁 HT300 床身导轨，车床、冲床等受力较大的床身、机座、主轴箱、卡盘、齿轮等，高压油缸、泵体、阀体、衬套、凸轮，大型发动机的曲轴、汽缸体、汽缸盖等 HT350 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。 图6-3 铁素体球墨铸铁显微组织 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 基体类型 牌号 用途举例 铁素体 QT400-15 QT400-10 阀体，汽车、内燃机车零件，机床零件，减谴器壳 铁素体+珠光体 QT500-7 机油泵齿轮，机车、车辆轴瓦 珠光体 QT700-2 QT800-2 柴油机曲轴、凸轮轴．汽缸体、缸套，活塞环，部分磨床、铣床、车床的主轴等 下贝氏体 QT900-2 汽车的螺旋锥齿轮，拖拉机减速齿轮．柴油机凸轮轴 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