3金属材料--铸钢与铸铁（课件）.ppt

（2）影响灰铸铁组织和性能的因素 ②冷却速度: 铸件壁厚越薄，冷速越快，越易形成白口铁 （3）孕育铸铁 经孕育处理（变质处理）后的灰铸铁叫孕育铸铁。???? 孕育的目的：获得细小均匀的石墨片，细化基体组织，提高强度和硬度 常用的孕育剂:硅铁和硅钙合金、碳类 性能特点：抗拉强度高，屈强比高，疲劳强度较好 新型高强铸铁材料。强度接近于球墨铸铁，一定的韧性、较高的耐磨性；和灰口铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。 * * 山东大学博士学位论文 TESAW电弧特性及熔滴过渡研究 第三章 金属材料 3.1 碳钢 3.2 合金钢 3.3 铸钢与铸铁 3.4 有色金属及其合金 黑色金属 铸钢主要用于制造形状复杂或大型，需要一定强度、塑性和韧性的零部件，例如机车车辆、船舶、重型机械齿轮、轴、轧辊、机座、缸体、外壳、阀体等。 3.3 铸钢与铸铁 3.3.1 铸钢 外壳 轧辊 重型机械齿轮 ◆粗大的奥氏体晶粒 2、铸钢的组织特征和热处理 退火或正火处理　→　细小的珠光体和铁素体 1、碳素铸钢的化学成分和机械性能（表3-19） 例：ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570 /ZG35 “ZG”，“铸钢”；35，平均碳质量分数(万分数)。 形成 “魏氏组织”：冷却时，铁素体沿奥氏体晶界网状析出，沿一定方向以片状生长，呈针状插入珠光体内，塑性和韧性下降，不能直接使用。 3.3.2 铸铁 铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等元素的铁基合金。 铸铁的生产设备和工艺简单，价格便宜，优良的使用性能和工艺性能，应用非常广泛。制造各种机器零件，如机床床身、床头箱；发动机的汽缸体、缸套、活塞环、曲轴、凸轮轴；轧辊及机器底座等 1、碳的三种存在形式： ①溶于α-Fe或γ-Fe中形成F 或A ； ②形成渗碳体(Fe3C)； ③游离态石墨(G)。 石墨强度、硬度和塑性都很差。 石墨为稳定相。 渗碳体为亚稳相， Fe3C→3Fe+C 3.3.2 铸铁（C＞2.11%） 一、铸铁的的石墨化过程和特点 石墨的晶体结构——简单六方晶格 亚稳定平衡的Fe-Fe3C相图和稳定平衡的Fe-G相图， 铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化 　石墨既可以从液体和奥氏体中析出，也可以通过渗碳体分解来获得。 2、铸铁的石墨化过程 第一阶段：≥ 1154 ℃ 一次石墨：过共晶铸铁液体结晶 共晶石墨： L4.25 A2.08+G(共晶) 第二阶段： 1154 ℃ ～738 ℃ 二次石墨：A →G 第三阶段: 738 ℃ 共析石墨： A0.68 → Fp’+G(共析) 1154℃ ①温度和冷却速度 缓慢冷却，或在高温下长时间保温，均有利于石墨化。 影响石墨化的主要因素： ②合金元素 促进石墨化的元素(C、Si、A1、Cu、Ni、Co等） 阻碍石墨化的元素(Cr、W、Mo、V、Mn等)两大类。 S强烈促进白口化，控制＜0.15% 生产中，调整碳、硅含量，是控制铸铁组织和性能的基本措施。 3、铸铁的组织特征和分类 Le’+P+Fe3C 不进行 不进行 不进行 白口铸铁 Le’+P+G 不进行 部分进行 部分进行 麻口铸铁 F+G F+P+G P+G 充分进行 部分进行 不进行 充分进行 充分进行 充分进行 充分进行 充分进行 充分进行 灰口铸铁 显微组织 第三阶段 第二阶段 第一阶段 石墨化程度 名称 表3-20 铸铁经不同程度石墨化后所得到的组织 根据石墨形态： 普通灰口铸铁 片状； 可锻铸铁 团絮状； 球墨铸铁 球状； 蠕墨铸铁 蠕虫状。 铸铁组织：石墨和基体（F、P、F+P） 球状石墨 各种铸铁的石墨形态（未腐蚀） 片状石墨 団絮状石墨 蠕虫状石墨 由于石墨的存在，使铸铁具备下列特殊性能： ①优良的切削加工性； ②铸造性能好； ③减磨性及耐磨性很高； ④优异的消振性； ⑤低的缺口敏感性。 4、 铸铁的性能特点 石墨相当于钢基体上的裂纹或空洞，它减小基体的有效截面，并引起应力集中。石墨对基体的严重割裂致灰口铸铁的抗拉强度和塑性都很低。压缩强度不受影响 二、常用的铸铁 1、灰口铸铁（80%） （1）牌号 “HT”—“灰铁”，数字—最低抗拉强度。 　　　　HT100、HT200、HT300（表3-22） 性能：强度较低，韧性较差 应用：承压件，如床身，机架，箱体，缸体，壳体等 Ｆ、Ｐ和Ｆ+Ｐ三种基体 图3-14 灰口铸铁的显微组织 F+G片 F+P+G片 P+G片 石墨片的三维形貌 ①化学成分:控制化学成分是控制铸铁组织和性能的基本方法 主要C（2.5~4.0%）、Si（1.0~2