材料科学第八章工程材料.pptx

1;一、铸铁的石墨化过程 1、Fe-Fe3C 和 Fe-G (石墨)双重相图 Fe3C是亚稳相，在一定条件下将发生分解： Fe3C→3Fe+G（石墨）;石墨是碳的单质之一，其强度、塑性、韧性几乎为零。 铸铁中的碳除少量固溶于基体中外，主要以化合态的渗碳体(Fe3C)和游离态的石墨(G)两种形式存在。;存在两个铁碳相图： Fe-Fe3C和Fe-G双重相图;2、铸铁的石墨化过程 铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程称为石墨化。 铸铁中的石墨可以在结晶过程中直接析出,也可以由渗碳体加热时分解得到。;石墨化分两个阶段： (1)在P’S’K’线以上发生的石墨化称为第一阶段石墨化。 包括结晶时一次石墨、二次石墨、共晶石墨的析出和加热时一次渗碳体、二次渗碳体及共晶渗碳体的分解.;(2)在P’S’K’线以下发生的石墨化称为第二阶段石墨化。包括冷却时共析石墨的析出和加热时共析渗碳体的分解。 石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。;铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系（以共晶铸铁为例） ;3、影响石墨化的因素 ⑴ 化学成分的影响 碳和硅是强烈促进石墨化的元素。 碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造性能变差。;Al、Cu、Ni、Co等元素对石墨化有促进作用。 S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素阻碍石墨化。 ;⑵ 冷却速度的影响 铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分扩散，结晶将按Fe - G相图进行，因而促进石墨化。;二、铸铁的特点及分类;⑵ 耐磨性能好。石墨本身有润滑作用。 ⑶ 消振性能好。石墨可以吸收振动能量。 ⑷ 铸造性能好。 成分接近于共晶 ⑸ 切削性能好。 石墨使车屑容易脆断，不粘刀。;3、铸铁的分类与牌号表示方法 ;铸铁的分类与牌号表示方法（续）;铸铁的分类;工业铸铁的成分范围与组织;§2 常用铸铁;灰 铸铁 的显 微组 织 ;2、孕育处理——细化片状石墨 常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。 经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。 ;3、热处理 热处理只改变基体组织，不改变石墨形态。 灰铸铁强度只有碳钢的30~50%，热处理强化效果不大。 灰铸铁常用的热处理有： ① 消除内应力退火(又称人工时效) ② 消除白口组织退火 ③ 表面淬火 ;4、???途 制造承受压力和震动的零件,如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。;可锻铸铁石墨化退火工艺曲线 ; 可锻铸铁的显微组织 ;3、用途 用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。;三、 球墨铸铁 石墨呈球形 1、组织：基体（F、F+P、P）+ 球状G 球状石墨是液态铁水经球化处理得到的 球化剂为镁、稀土和稀土镁。;球墨铸铁的显微组织 ;2、性能与热处理 强度是碳钢的70~90%。球墨铸铁的突出特点是屈强比(? /?b)高, 约为0.7~0.8, 而钢一般只有。 ;球墨铸铁的热处理特点是： ① 奥氏体化温度比碳钢高，由于硅含量高; ② 淬透性比碳钢高; ③ 奥氏体中碳含量可控。;3、用途 承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等。;四、蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是20世纪60年代发展起来的一种新型铸铁. 蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的. 蠕化剂为稀土硅铁镁合金、;蠕墨铸铁的显微组织;蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁，其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。;蠕墨铸铁常用于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、柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。 ;五、特殊性能铸铁;;