铸铁的结构原理及应用(培训讲座课件.pdf

课题四 铸 铁 ☂§1 铸铁的分类及石墨化 ☂§2 灰 铸 铁 ☂§3 球墨铸铁 ☂§4 蠕墨铸铁与可锻铸铁 引 言  从铁碳相图知道，含碳量大于2.11%的铁碳合 金称为铸铁，工业上常用的铸铁的成分范围是 2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si，0.5~1.4Mn， 0.01~0.50%P，0.02~0.20%S，有时还含有一些 合金元素，如：Cr、Mo、V、Cu、Al等。  虽然铸铁的机械性（抗拉强度、塑性、韧性） 较低，但是由于其生产成本低廉，具有优良的 铸造性、可切削加工性、减震性及耐磨性，因 此在现代工业中仍得到了普遍的应用，典型的 应用是制造机床的床身、内燃机的汽缸、汽缸 套、曲轴等。  铸铁的组织可以理解为在钢的组织基体上分布 有不同形状、大小、数量的石墨。 §1 铸铁的分类及石墨化  铸铁是指一系列主要由铁、碳和硅组成的合 金总称。在这些合金中，碳的质量分数超过了 共晶温度时奥氏体中碳的最大固溶量，即wC＞ 2.11%。铸铁中除铁、碳和硅以外还含有锰、 磷、硫等元素；有时为了提高铸铁的力学性能 或获得某种特殊性能，还需向普通铸铁中加入 铬、钼、钒、钢、铝等合金元素，从而形成合 金铸铁。铸铁的化学成分范围一般为： wC=2.5%～4.0%，wSi=1.0%～3.0%，wMn =0.4%～1.4%，wP =0.1%～0.5%，wS =0.02～ 0.20%。 §1 铸铁的分类及石墨化 ☂铸铁的分类 ♥白口铸铁 指碳主要以游离碳化物形式出现的铸铁， 断口呈白色，故称为白口铸铁。因为白口铸铁 硬度高，脆性大，难切削，所以很少用来制造 机械零件，工业中应用较少。 §1 铸铁的分类及石墨化 ♥灰口铸铁 指碳主要以石墨形式出现的铸铁，断口呈 灰色，故称为灰口铸铁。根据石墨形态不同， 灰口铸铁又分为以下几类： (1)灰口铸铁。碳主要以片状石墨形式出现 的铸铁。 (2)可锻铸铁。碳主要以团絮状石墨形式出 现的铸铁。 (3)球墨铸铁。碳主要以球状石墨形式出现 的铸铁。 (4)蠕墨铸铁。碳主要以蠕虫状石墨形式出 现的铸铁。 §1 铸铁的分类及石墨化 ♥麻口铸铁 碳部分以游离碳化物、部分以石墨形式出现 的铸铁，断口呈灰白色相间，故称麻口铸铁。 因其硬度高，脆性大，工业中很少应用。 §1 铸铁的分类及石墨化 ☂铸铁的石墨化  ♥ 1．石墨的结构  石墨为稳定相，具有特殊的简单六方晶格， 其底面原子呈六方网格排列，原子间距小 -10 （1.42×10 m），结合力很强；而底面之间的 间距较大（3.04×10-10m），结合力较弱。所以 石墨的强度、硬度和塑性都很差。 §1 铸铁的分类及石墨化 §1 铸铁的分类及石墨化 Fe-G相图 1 6 0 0 L 温 1 4 0 0 度 2 . 0 8 1 1 5 4 4 . 0 6 1 2 0 0 γ 3 2 . 1 1 1 1 4 8 4 . 3 ℃ 1 0 0 0 γ + F e 3 C （ 实 线 ） 0 . 6 8 8 0 0 γ +