工程材料复习铸铁与铸钢.ppt

铸铁及铸钢的牌号与性能 §1 铸铁概述 铸铁的概念：含碳量大于2.11%(一般为2.5%~4.0%) 铁碳合金 （含Si、Mn、S、P等元素，C、Si为主要元素） 铸铁的特点： 历史上使用较早 最便宜的金属材料之一 铸造性能极好，且只能用铸造成形 生产成本低，工艺简单，减震性、耐磨性好，切削加工性好 应用广——主要用于制造各种机器零件 C的存在形式 固溶在 F、A 中 化合态的渗碳体(Fe3C) 游离态石墨（G） 石墨的晶体结构 石墨的性能 HBS 3～5 σb＝20MPa δ≈ 0 ak ≈ 0 石墨对铸铁性能的影响 G → 分布于基体中 → 空洞 → 有效承载面积降低 → 力性比碳钢↓ 耐磨性↑ 减震性↑ 缺口敏感性↓ 切削加工性↑ 铸造性能↑ §1 铸铁概述 铸铁的分类 按碳的存在形式 按化学成分 白口铸铁：碳以Fe3C存在，无石墨，断口白亮 灰口铸铁：碳主要为石墨(G)，断口暗灰色 麻口铸铁：碳以Fe3C、石墨两种形式存在，断口呈灰白色相间 普通铸铁 合金铸铁（特殊性能铸铁） 第一阶段： 过共晶铸铁 共晶、亚共晶铸铁 第二阶段： 第三阶段： 铸铁的石墨化过程 铸铁 共晶石墨 一次石墨 二次石墨 共析石墨 石墨化——铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程 成分 促进石墨化元素 C、Si、Al、Cu、Ni、Co等 阻碍石墨化元素 Cr、W、Mo、V、Mn、S等 工艺 冷却速度：快速冷却——按 Fe-Fe3C相图转变 缓慢冷却——按 Fe－G 相图转变，石墨化充分 温度：高温长时间保温有利于石墨化 影响石墨化的主要因素 普通灰口铸铁——片状 可锻铸铁——团絮状 球黑铸铁——珠状（球状） 蠕黑铸铁——蠕虫状 铸铁类型 石 墨 化 程 度 显微组织 ? 第一阶段 第二阶段 第三阶段 ? ? 灰口铸铁 充分进行 充分进行 充分进行 充分进行 充分进行 充分进行 充分进行 部分进行 不进行 F+G F+P+G P+G 麻口铸铁 部分进行 部分进行 不进行 Ld+P+G 白口铸铁 不进行 不进行 不进行 Ld+P+Fe3CII 铸铁经不同程度石墨化后所得到的组织 ※ 灰口铸铁类型 与石墨形态 普通灰口铸铁——石墨成片状分布 牌号：HT××× §2 常用铸铁的特点与应用 分类 牌号 显微组织 基体 石墨 普通灰铸铁 HT100 F +少量P 粗片 HT150 F + P 较粗片 HT200 P 中等片 孕育铸铁 HT250 细 P 较细片 HT300 S 或 T 细片 HT350 HT400 灰铸铁 最低?b 铁素体+片状石墨 铁素体+珠光体+片状石墨 珠光体+片状石墨 普通灰口铸铁 成分范围： WC=2.5%～3.6%，WSi=1.0%～2.5%， WMn=0.6%～1.2%，WS≤0.15%，WP≤0.3% 性能： σb ↓ 、δ（ψ）↓（力学性能差） 缺口敏感性低 —— 大量石墨的割裂作用，表面粗糙，对疲劳极限影响不明显 消震性好 —— G组织松软，对振动的传递起削弱作用 铸造性好 —— 熔点低、流动性好、凝固收缩小、内应力低 切削加工性好——G 使切屑易断，还可润滑刀具 孕育处理前 孕育处理后 硅铁 硅钙 孕育铸铁性能： 浇注前在铁水中加 Si-Fe，Si-Ca等孕育剂 P细化、G细而均匀、壁厚敏感性小 强度明显提高 普通灰口铸铁 热处理 去应力退火 ： 500~550℃，防止机加工、使用时变形或开裂 高温退火（消除白口组织退火 ）： 850~900℃，使表面、薄壁等处Fe3C →G， 硬度↓， 切削加工性↑ 表面淬火：提高导轨表面、汽缸体内壁等的耐磨性 　 应用 —— 机床床身、导轨，汽缸体等 水泵叶轮　 发动机飞轮 ——只改变基体组织，不能改变石墨的形态 灰铸铁齿轮箱 可锻铸铁 组织 ： 钢基体 + 团絮状G 牌号 ： KT ××× -× 分类 牌 号 壁厚 mm ?b MPa ? % 硬度 HB F基体 KT300-6 12 300 6 120~163 KT330-8 12 330 8 120~163 KT350-10