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铸造合金及熔炼 铸造合金及熔炼 一.铸铁及其熔炼 一.铸铁及其熔炼 1. 概述 1. 概述 含碳量大于2.11%或具有共晶组织 含碳量大于2.11%或具有共晶组织 的铁碳合金。通常组织中含有石墨。 的铁碳合金。通常组织中含有石墨。 铸铁铸造性能良好，加工性能好， 铸铁铸造性能良好，加工性能好， 减摩性能好，成本低廉。 减摩性能好，成本低廉。 与钢相比，强度与韧性较低。 与钢相比，强度与韧性较低。 Fe-C 相图 2. Fe-C 双重相图 图中虚线表示稳 定系统铁－石墨 状态图，实线表 示亚稳定系统铁 －渗碳体状态 图，而有些线如 ABC、JE、 GP、PQ等，所 表示的相变与高 碳相的存在形式 基本上无关，其 相变的临界线都 相互重合。 Fe-C合金为何有双重相图？ Fe-Graphite 稳定系 Fe-Fe C 介稳定系 3 Fe C 含炭量6.67% 3 Graphite 含炭量100% 铸铁在实际结晶时，是按稳定系还是按 亚稳定系进行，这主要取决于结晶时的条件 和过冷度的大小。 以共晶结晶为例，当结晶温度t ’＞1154℃ C 时为液态；当结晶温度在 1148℃＜t C’＜ 1154℃时按铁－石墨稳定系结晶，形成A ＋G；而当结晶温度降至tC’＜1148℃，过冷 度较大时，则按铁一渗碳体亚稳定系结晶， 形成A＋FeC。 热力学 石墨较Fe3C更稳定 （Fe3C →Fe+ Graphite） 动力学 Fe3C较石墨更易形成 石墨化 铸铁按稳定系结晶，析出石墨的过 程称为石墨化过程 共晶反应阶段析出石墨过程称为一 次石墨化 共析反应阶段析出石墨过程称为二 次石墨化 3. 影响铸铁结晶方式主要因素 1)冷却速度 2)化学成分 ●C Si促进第一第二阶段石 墨化 ●碳当量=1/3(Si+P) ● Cu P促进第一反对第二 阶段石墨化 ●Mn Cr反对第一第二阶段 石墨化 3. 灰铸铁 1)灰铸铁的组织及性能 ■石墨 A型石墨 D型石墨 E型石墨 ■基体 珠光体 铁素体 珠光体-铁素体 ■灰铸铁的机械性能 灰铸铁的机械性能首先 取决于石墨的形状、数量、尺 寸与分布，其次取决于基体组 织。 ■灰铸铁的牌号 根据国标，灰铸铁的牌号按 单铸ø30mm试棒的抗拉强度 值分为六个牌号 牌号 抗拉强度/MPa 牌号 抗拉强度/MPa 牌号 抗拉强度/MPa 牌号 抗拉强度/MPa HT100 100 HT250 250 HT100 100 HT250 250 HT150 150 HT300 300 HT150 150 HT300 300 HT200 200 HT350 350 HT200