灰铸铁的组织与性能.PPT

第七章 铸铁 第一节 概述 第二节 灰铸铁 第三节 球墨铸铁 第四节 其他常用铸铁 第一节 概述 一、铸铁的石墨化 1. 石墨化的概念 铸铁中的碳主要以渗碳体和石墨两种形式存在，铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为石墨化。 2. 影响石墨化的因素 （1）化学成分的影响 （2）冷却速度的影响 二、铸铁的组织与性能的关系 铸铁的力学性能取决于铸铁的基体组织及石墨的数量、形状、大小和分布状况。石墨的存在减小了铸铁的有效承载面积，且受力时石墨尖端处产生应力集中，大大降低了基体强度的利用率。因此，铸铁的抗拉强度、塑性和韧性比碳钢低。 由于石墨本身有润滑作用，石墨脱落后留下的空洞还可以储油，使铸铁具有良好的耐磨性。石墨可以吸收振动能量，因此铸铁具有良好的减振性。石墨割裂了基体，使切屑易脆断，而且石墨有减摩作用，可以减小刀具磨损，使铸铁具有良好的切削加工性能。 三、铸铁的分类 1. 按铸铁中碳的存在形式分类 2. 按灰铸铁中石墨形态分类 （1）灰铸铁 （2）可锻铸铁 （3）球墨铸铁 （4）蠕墨铸铁 （1）白口铸铁 （2）灰铸铁 （3）麻口铸铁 第二节 灰铸铁 卧式车床实物图 1—主轴箱　2—进给箱　3—床脚　4—床身　 5—溜板箱　6—刀架　7—尾座 卧式车床中尺寸较大或形状复杂的床身、箱体等零件毛坯，只能采用铸造方法制造。 灰铸铁具有优良的铸造性能，力学性能可以满足一般性零件的要求；价格低廉，生产成本较低，并且具有钢质材料所不具备的其他特殊性能，因此在实际生产中应用比较广泛，是机械制造业中使用最多的材料之一。 一、灰铸铁的组织与性能 灰铸铁的显微组织 a）铁素体灰铸铁（100×）b）铁素体—珠光体灰铸铁（200×） 　 c）珠光体灰铸铁（200×） 按基体组织不同，灰铸铁又可分为铁素体灰铸铁、铁素体—珠光体灰铸铁和珠光体灰铸铁三种。 灰铸铁的性能主要取决于基体的性能和石墨的数量、形状大小和分布情况。 由于石墨的存在，灰铸铁的强度、塑性和韧性远不如钢。但是，灰铸铁的抗压强度、硬度与相同基体的钢接近，石墨的存在对其影响不大。 石墨使灰铸铁获得一些优异的性能，如良好的铸造性能和切削加工性能，较高的耐磨性、减振性和较低的缺口敏感性。 二、灰铸铁的孕育处理和热处理 1. 孕育处理 灰铸铁孕育处理前后的显微组织 a）孕育处理前（100×）b）孕育处理后（100×） 经过孕育处理的铸铁称为孕育铸铁，不仅强度、塑性、韧性都比普通灰铸铁高，而且组织致密，整个截面性能均匀。 2. 热处理 （1）去应力退火（人工时效） 铸件形状复杂，在冷却过程中，由于各个部位冷却速度不同会产生较大的内应力。所以形状复杂、精度要求高的铸件，在切削加工前都要进行一次消除内应力的退火。 （2）石墨化退火（高温退火） 由于铸件冷却速度较快，常会使铸件表面、转角处等出现白口组织。为了降低硬度，必须采用高温退火，使渗碳体分解为石墨。 （3）表面淬火 有些大型铸铁件的工作表面要求有较高的硬度和耐磨性，淬火后表面的硬度可达50~55HRC。 三、灰铸铁的牌号及用途 灰铸铁的牌号由“HT”（“灰铁”两字汉语拼音首字母) 加一组数字（最低抗拉强度）组成。如HT200表示最低抗拉强度为200 MPa 的灰铸铁。 灰铸铁的牌号和用途 第三节 球墨铸铁 汽车发动机和底盘中常用零部件的实物图 a）汽车差速器壳　b）汽车飞轮壳　c）汽车发动机曲轴　d）汽车后桥螺旋锥齿轮 灰铸铁由于其强度、塑性和韧性较差，不能满足汽车发动机和底盘中常用零部件的性能要求。 球墨铸铁是20世纪50年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，广泛用于制造一些形状复杂且力学性能要求较高的零件。 一、球墨铸铁的组织与性能 球墨铸铁显微组织 a）铁素体球墨铸铁（150×）　b）铁素体—珠光体球墨铸铁（200 ×） c）珠光体球墨铸铁（200×） 按基体组织不同，球墨铸铁又可分为铁素体球墨铸铁、铁素体—珠光体球墨铸铁和珠光体球墨铸铁三种。 球墨铸铁的强度和塑性显著提高，已超过灰铸铁和可锻铸铁，接近钢。 球墨铸铁同样具有灰铸铁的某些优良性能，如较好的铸造性能、减振性、减摩性、切削加工性及较低的缺口敏感性等。 二、球墨铸铁的牌号及用途 球墨