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Anming Li, Dept of MSE,hpu C原子的两种分布形态： A.立方结构：金刚石； B.六方结构：石墨。 灰铸铁与碳钢机械性能的比较 灰铸铁孕育处理 3、用途： 制造形状复杂且承受振动载荷 的薄壁小型件，如汽车的前后轮 壳、管接头、低压阀门等。 3、用途： 承受震动、载荷大 的零件，如曲轴、 传动齿轮等。 用途：制造承受热循环载荷的零件和结构复杂、强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、汽缸、汽缸盖、排气阀等。 1、性能： 三、球 墨 铸 铁： 力学性能最好的一种铸铁。具有优良铸造工艺性、切削加工性，耐磨性和消振性。其强度和塑性较灰铸铁有很大提高。且生产工艺简单、生产周期短、不受铸件尺寸限制等特点；可 以进行各种热处理， 改善组织性能，在 很多场合下可以代 替钢使用。 力学性能接近相应组织的钢，耐 磨性、减振性、σs/σb比钢好 。 材料科学与工程学院 2、球墨铸铁的牌号： QT σb－δ％ 例如：QT400-17 F 球墨铸铁 F+P 球墨铸铁 P 球墨铸铁 珠光体球铁的抗拉强度比铁素体球铁的高约一倍。 马氏体为基的球铁具有高强度、高硬度；下贝氏体 为基的球铁具有良好的综合力学性能。球墨铸铁的 力学性能取决于石墨的大小和基体的组织。球径越 小，性能越好。 材料科学与工程学院 3、球铁的生产： 铁水 加入球化剂 加入孕育剂 球化剂(Mg、 Re)：使G球化 孕育剂(Si-Fe、 Si-Ca)：促进石墨化 球化处理方法 材料科学与工程学院 （1）严格控制化学成分 （2）较高的出铁温度 （3）球化处理 （4）孕育处理 C、Si较高，Mn、P、S较低 1400-1420℃ 获得球状石墨 促进石墨化，细化均匀组织 生产特点： 材料科学与工程学院 硅铁 稀土镁 硅钙 4、球铁的热处理： 球墨铸铁基体强度利用率达到70%～90%，热处理改变 基体的作用大为突出，可以像钢一样进行各种热处理 1）退火：消除铸件中Fe3C，得到F球铁。 高温退火：900－950℃，铸件中存在自由Fe3C； 低温退火：720－760℃，消除铸件中P； 2）正火：提高球铁的强韧性。 高温正火：880－920℃，得到P+G组织； 低温正火：820－860℃，得到F+P+G组织； 材料科学与工程学院 3）调质：得到好的综合性能 淬火：850－900℃，回火： 550－620℃ 组织：S回+ G 4）等温淬火：得到好的综合性能 组织：B下+ G σb＝1200-1500MPa , HRC38-50 , αk=16-48J/cm2 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 铸铁曲轴 核燃料贮存运输 容器(QT350-22) 26 3 延伸率 δ(%) ＜229 229~321 410 640 690 815 45号锻钢（正火） 珠光体球铁（正火） 硬度 (HBS) 屈服强度 σb (N/mm2 ) 抗拉强度 σb (N/mm2) 性能指标 常用球墨铸铁的牌号与用途 负荷大、受力复杂的零件。如汽车、拖拉机曲轴，连杆，凸轮轴，蜗杆机床蜗杆、蜗轮，轧钢机轧辊、大齿轮。 铁素体+珠光体 QT600-3 高强度齿轮。 珠光体 QT800-2 珠光体 QT700-2 农机具零件、中低压阀门、输气管道。 铁素体 QT450-10 用途 基体组织 牌号 钢与球墨铸铁机械性能比较 材料科学与工程学院 蠕墨铸铁的化学成分与球铁的成分要求基本相似，即高碳、低硫、一定的硅、锰含量。 成分：Wc3.5%～3.9%，WSi2.2%～2.8%, WMn0.4%～0.8%, WP和WS均小于0.1%，碳当量为4.3%～4.6%。 四、蠕 墨 铸 铁： 材料科学与工程学院 铁水 加入蠕化剂 加入孕育剂 蠕化剂(Mg、Re、Ti)：使G蠕化 孕育剂(Si-Fe、 Si-Ca)：促进石墨化 蠕 墨 铸 铁 的 组 织 材料科学与工程学院 蠕墨铸铁中石墨是一种过渡型石墨。在光学显微镜 下的形状形似蠕虫状，故得名蠕墨铸铁 蠕墨铸铁较球墨铸铁在性能上的优越性在于具有良好的抗热疲劳性能以及优良的导热性能；铸造性能、减振能力也优于球铁。 牌号用“蠕墨”二字的汉语拼音字母“RuT”加数字表示，数字代表最小抗拉强度值。如RuT420。 材料科学与工程学院 材料科学与工程学院 玻璃模具 制动鼓 * Cast Iron 主讲人：李安