金属材料与热处理教学课件作者吴广河第七章.ppt

表７ － ２　可锻铸铁牌号、力学性能和用途(参照ＧＢ ９４４０—８８) 返回 图７ － ６　球墨铸铁的显微组织 返回 第七章　铸铁 第一节　铸铁的分类 第二节　铸铁的石墨化 第三节　灰铸铁 第四节　可锻铸铁 第五节　球墨铸铁 第六节　合金铸铁简介 返回 第一节　铸铁的分类 铸铁的分类主要有下列几种. 一、根据碳存在的形式分类 (１) 灰铸铁. 碳以石墨的形式存在. 断口呈黑灰色. 是工业上应用最为广泛的铸铁. (２) 白口铸铁. 这类铸铁的碳几乎全部以渗碳体(Ｆｅ３Ｃ) 的形式存在. 其性能硬而脆.断口呈银白色. 白口铸铁的组织中存在着大量硬而脆的渗碳体. 所以切削加工极为困难. 因此工业上很少直接用白口铸铁制造零件. 而主要用它作为炼钢的原材料及铸造可锻铸铁的毛坯. 但是. 由于它的硬度和耐磨性高. 也可以铸成表面为白口组织的铸件. 如轧辊、球磨机的磨球、火车轮及犁铧等要求耐磨性好的零件. 下一页 返回 第一节　铸铁的分类 (３) 麻口铸铁. 碳以石墨和渗碳体的混合形态存在. 断口呈灰白色. 这种铸铁有较大的脆性. 工业上很少应用. 二、按石墨的形态分类 (１) 普通灰铸铁. 碳全部或大部分以片状石墨的形式存在. 如图７ －１ (ａ) 所示. (２) 蠕墨铸铁. 与灰铸铁很相似. 只是其石墨短而厚. 头部较圆. 形似蠕虫. 如图７ －１(ｂ) 所示. (３) 可锻铸铁. 是由白口铸铁经石墨化退火而得. 碳主要以团絮状石墨存在. 如图７ －１(ｃ) 所示. 它具有较高的塑性和韧性. 上一页 下一页 返回 第一节　铸铁的分类 (４) 球墨铸铁. 在浇注前铁水经球化处理. 碳主要以球状石墨形式存在. 三、按化学成分分类 (１) 普通铸铁. 即常规元素铸铁. 如普通灰铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁. (２) 合金铸铁. 又称为特殊性能铸铁. 是向普通灰铸铁或球墨铸铁中加入一定量的合金元素. 如铬、镍、铜、钒、铅等使其具有一些特定性能的铸铁. 如耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等. 上一页 返回 第二节　铸铁的石墨化 一、铁碳合金双重相图 在铁碳合金中. 碳有两种存在形式. 一种是渗碳体(Ｆｅ３ Ｃ). 另一种是石墨(碳的单质. 常用“Ｇ” 表示). 因而存在Ｆｅ － Ｆｅ３ Ｃ 和Ｆｅ － Ｇ 双重相图. 如图７ －２所示. 图中实线表示Ｆｅ － Ｆｅ３ Ｃ 相图. 虚线表示Ｆｅ － Ｇ 相图. 铸铁从高温至低温的整个冷却过程中. 碳可以分别按两个相图形成产物. 即按铁－ 渗碳体相图形成渗碳体或按铁－ 石墨相图形成石墨. 碳究竟以哪种形式存在于铁碳合金中. 除与铁水的成分有关外. 还与铁水的冷却速度有关. 下一页 返回 第二节　铸铁的石墨化 相图中各点、线的意义如下: ＡＣ′Ｄ′为液相线. ＡＥ′Ｃ′Ｆ′为固相线. Ｅ′Ｄ′Ｆ′为共晶线.Ｅ′Ｓ′为碳在奥氏体中的固溶线. Ｐ′Ｓ′Ｋ′为共析线. Ｃ′点为共晶点. Ｓ′点为共析点. 由图可见. Ｆｅ － Ｇ 相图中的相应各点、线都在Ｆｅ － Ｆｅ３Ｃ 状态图的左上方. 这说明同一成分的铁碳合金. 石墨析出的温度比渗碳体析出的温度要高. 上一页 下一页 返回 第二节　铸铁的石墨化 二、石墨化过程 铸铁组织中石墨的形成过程称为石墨化过程. 根据铁碳双重状态图中的Ｆｅ － Ｇ 相图. Ｐ′Ｓ′Ｋ′温度以上析出石墨的过程称为第一阶段石墨化. Ｐ′Ｓ′Ｋ′及其以下温度析出石墨的过程称为第二阶段石墨化. 铸铁第一、第二阶段石墨化充分进行时. 铸铁的最终组织是铁素体基体上分布着石墨.如图７ －３ (ａ) 所示. 即Ｆ ＋ Ｇ. 铸铁第一阶段石墨化充分进行、第二阶段石墨化尚未充分进行时. 铸铁的最终组织是铁素体与珠光体基体上分布着石墨. 如图７ －３ (ｂ) 所示. 即Ｆ ＋Ｐ ＋Ｇ. 上一页 下一页 返回 第二节　铸铁的石墨化 铸铁第一阶段石墨化充分进行、第二阶段石墨化尚未进行时. 铸铁的最终组织是珠光体基体上分布着石墨. 如图７ －３ (ｃ) 所示. 即Ｐ ＋ Ｇ. 铸铁第一阶段石墨化未充分进行、第二阶段石墨化未进行时. 铸铁的最终组织是莱氏体与珠光体基体上分布着石墨. 习惯上称它为麻口铸铁. 即Ｌ′ｄ ＋Ｐ ＋Ｇ. 铸铁第一、第二阶段石墨化均未进行时. 这种铸铁称为白口铸铁.石墨化过程是一个原子扩散过程. 石墨化的温度越低. 原子扩散越困难. 越不易石墨化 上一页 下一页 返回 第二节　铸铁的石墨化 三、影响石墨化的因素 铸铁石墨化程度受到许多因素影响. 但主要的影响因素是铸铁的化学成分和冷却速度. (一) 化学成分的影响 常见合金元素对铸铁石墨化影响如下: 上一页 下一页 返回 第二节　铸铁的石墨化 １.碳和硅的影响 碳和硅是强烈促进石墨化的元素. 铸铁中碳和硅的含量越高. 石墨