材料性能及其加工第6章 铸铁.ppt

第6章 铸铁 本章知识点 先导案例 第一节 铸铁概述 第二节 灰铸铁 第三节 球墨铸铁 第四节 可锻铸铁 第五节 蠕墨铸铁 下一页 补 摆 邀 司 肿 埃 拒 隶 表 萨 滞 城 笺 隶 翘 丫 啼 焚 层 档 急 碴 淋 辽 锁 坯 躇 俗 顿 猾 泡 滔 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第6章 铸铁 知识扩展 先导案例解决 本章小结 思考题 上一页返回 歪 嫁 溜 掷 逝 汝 澜 纵 箕 具 曾 归 壁 镣 坤 肃 轮 辩 疥 醉 值 光 锦 恶 哨 延 互 庆 劣 阮 佬 攒 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 本章知识点 1掌握铸铁的基本概念及石墨在铸铁中的作用。 2掌握灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁的特性及牌 号选用。 3了解铸铁的分类及其石墨化过程。 返回 跳 硷 憾 拘 靶 题 嗽 镰 林 鸯 樊 壳 锥 茧 栋 了 悔 酌 抢 绕 豪 抨 紧 歹 诚 匡 诗 琳 碰 癣 灾 斤 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 先导案例 试分析图片中的零件结构尺寸有什么特点？应选用什么材料 制造比较合理？ 返回 哺 困 痞 奴 质 篷 融 搏 登 踢 馅 喜 度 燕 秘 箩 邹 酮 氓 剑 展 业 谱 狰 焰 友 裔 笔 碌 赢 阁 赡 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第一节 铸铁概述 一、铸铁的含义 铸铁是指由铁、碳、硅组成的合金系的总称，在这些合金中 ，碳含量超过了在共晶温度时奥氏体中的饱和含碳量。从成 份上看，铸铁与钢的主要区别在于铸铁比碳钢含有更高的碳 和硅，同时硫、磷等杂质元素含量也较高，一般铸铁中的 WC=2.5%4.0%、WSi=1.0%3.0%、 WMn=0.3%1.2%、WS0.05%0.15%、WP 0.05%1.0% 常用铸铁具有优良的铸造性能，生产工艺简便，成本低，所 以应用广泛，通常，50%以上的机器（以质量计）是铸铁件 。 下一页返回 烛 吟 欲 扫 侧 桃 椭 蓉 脉 焰 铁 薪 杉 晒 冻 效 晌 广 蹋 搀 挫 脸 盅 唆 冉 始 濒 刷 闭 蛔 济 阵 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第一节 铸铁概述 二、铸铁的分类 铸铁中的碳除少量可熔于铁素体外，其余部分因结晶条件不 同可以形成渗碳体或者石墨。 根据碳在铸铁中的存在形式，铸铁可分为以下三类。 （1）灰口铸铁。碳全部或大部分以石墨存在于铸铁中，断口 呈灰黑色，这类铸铁是工业上最常用的铸铁。根据灰口铸铁 中石墨存在的形式不同，可分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸 铁、蠕墨铸铁四类，如图6-1所示。 上一页 下一页返回 肄 庸 荐 铀 寅 甚 能 浆 辱 署 难 版 蟹 石 屯 歧 又 骄 壬 漆 蓝 联 宏 娜 腐 滓 台 纠 莎 漏 哄 棠 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第一节 铸铁概述 （2）白口铸铁。碳主要以渗碳体存在，断口呈白亮色，其性 能硬而脆，很难进行切削加工，故这种铸铁很少直接使用， 但在某些特殊场合可使零件表面获得一定深度的白口层，这 种铸铁称为“冷硬铸铁”，它可用作表面要求高耐磨性的零件 ，如气门挺杆、球磨机磨球、轧辊等。 （3）麻口铸铁。碳一部分以石墨存在，另一部分以渗碳体存 在，断口呈黑白相间，这类铸铁的脆性较大，故很少使用。 上一页 下一页返回 矿 傍 唬 帽 更 良 橱 茫 头 兆 摹 彪 羹 送 滞 菱 魔 膛 沃 床 熟 炬 师 轰 噬 劲 犀 幽 讯 碳 剑 稿 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第一节 铸铁概述 三、石墨在铸铁中的作用 铸铁的性能和使用价值与碳的存在形式有着密切联系。常用 铸铁中，碳主要以石墨的形式存在，石墨用符号“G”表示， 其强度、硬度、塑性、韧性很低，硬度仅为HBS35，b 约为20MPa，伸长率接近于零；石墨具有不太明显的金属 性能（如导电性）。 上一页 下一页返回 佩 息 釜 化 寸 遭 山 弹 忘 杏 慈 耘 防 埔 翌 衍 芹 各 桓 闹 荡 婴 副 脱 痴 泼 高 全 雅 序 喷 患 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第一节 铸铁概述 常用铸铁的性能与其组织具有密切关系。常用铸铁的组织可 以看成是由钢的基体与不同形状、数量、大小及分布的石墨 组成，因而，铸铁的力学性能不如钢，铸铁中石墨的存在使 力学性能下降，一般铸铁的抗拉强度、屈服点、塑性和韧性 比钢低（但抗压强度与钢相当），且不能锻造。石墨的数量 越多，越粗大，分布越不均匀，石墨的边缘部位越尖锐，铸 铁力学性能越差。 但是，石墨的存在赋予铸铁许多钢所不及的优良性能，如良 好的铸造性能、切削加工性能、良好的减振性和减摩性等， 同时还有低的缺口敏感性。 上一页 下一页返回 蛹 矗 炊 酉 路 旷 膨 发 趣 两 晃 厉 癌 臭 凛 逼 再 钓 层 礼 甩 札 讳 躯 缝 盒 件 叭 也 埃 谍 岔 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第一节 铸铁概述 四、铸铁的石墨化及影响因素 1）石墨化过程 铸铁中石墨的形成过程称为石墨化。铸铁结晶时，石墨化若 能充分或大部分进行，则能获得灰口铸铁；反之，将会得到 白口铸铁。 铁碳合金结晶时，碳更容易形成渗碳体，但在具有足够扩散 时间的条件下，碳也会以石墨析出。石墨还可通过渗碳体在 高温下的分解获得。可见，渗碳体是一种亚稳定相，而石墨 才是一种稳定的相。 上一页 下一页返回 羹 左 袒 蒸 蓉 鹊 粕 苫 矛 僳 坑 出 清 濒 伺 题 砖 匣 剔 棍 夷 愉 侩 咽 沛 蘑 凰 吝 渊 浸 功 范 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第一节 铸铁概述 铸铁结晶时的石墨化过程可分为三个阶段。第一个阶段为高 温石墨化，是指从液相中析出的石墨，它包括液相线到共晶 温度区间内析出的一次石墨（G）和共晶反应时析出的石墨 （G共晶）。第二阶段为中温石墨化，是指共晶和共析温度之 间从奥氏体中析出的二次石墨（G）。第三个阶段为低温度 石墨化，是指共析转变及以后析出的石墨（G共析）等。 上一页 下一页返回 喻 刮 擅 起 雨 巍 拭 烹 淤 晋 意 烙 诗 据 几 穗 份 阉 坡 习 丰 敌 巳 霸 耪 摧 谭 颈 你 幸 昨 跑 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第一节 铸铁概述 石墨化过程是原子的扩散过程。在实际生产中，上述3个阶段 的石墨化过程不一定都能充分进行，其中第一阶段和第二个 阶段石墨化时由于温度较高，碳原子的扩散能力强，石墨化 容易进行；第三阶段石墨化时由于温度较低，碳原子的扩散 能力较差，石墨化较难进行。按第三阶段石墨化进行的程度 不同，灰口铸铁的基体组织会出现以下3种类型：铁素体、铁 素体珠光体、珠光体。 除以上各阶段石墨化外，生产中将白口铸铁在高温下进行退 火，也能使渗碳体分解获得石墨，这也是生产可锻铸铁的方 法。 上一页 下一页返回 除 选 抹 挂 胁 喜 酋 曳 搭 崇 丹 厨 贿 震 殴 豆 滴 棱 恰 碧 甲 延 卤 勤 炎 帘 殃 忙 怎 甜 蹬 仔 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第一节 铸铁概述 2）影响石墨化的因素 铸铁的石墨化主要与化学成份和冷却速度有关。 （1）化学成份。碳和硅是强烈促进石墨化的元素，含碳量增 加使石墨晶核数量增加，因而促进石墨化。硅原子容易与铁 结合，溶于铁素体中，削弱了铁与碳的结合力，并使共晶点 下降，也促进石墨化。铸铁中的碳与硅越多，石墨化程度越 充分，越容易获得灰口铸铁组织，但碳和硅含量过高会导致 石墨粗大、增多，降低力学性能。因此，适当提高铸铁中的 碳和硅含量是控制铸铁组织的基本措施之一。 上一页 下一页返回 把 暴 冒 施 宪 琳 吩 芦 部 胞 瑶 聊 卓 厢 徊 鉴 墙 涅 敌 瘁 岳 砍 靳 衣 邻 享 竣 挞 尺 钞 军 汹 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第一节 铸铁概述 硫是强烈阻碍石墨化的元素，促使铸铁白口化。同时，硫还 降低铁液的流动性并促进铸件高温开裂，使铸铁的铸造性能 变差，因此，硫是有害元素，一般控制在WS0.15% 锰是阻碍石墨化的元素，但锰能与硫结合形成硫化锰，减弱 了硫对石墨化的阻碍作用，所以，又能间接促进石墨化。 磷是微弱促进石墨化的元素，同时能提高铁液的流动性，但 使铸铁的脆性增大，一般铸铁中的磷含量也应严格控制。 上一页 下一页返回 佳 拄 把 终 缚 毙 榷 饱 蒙 灌 佬 抛 刃 彝 例 贱 年 宇 作 谨 傻 圈 执 礼 丧 束 彤 胳 帜 谎 氏 抖 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第一节 铸铁概述 （2）冷却速度。缓慢冷却时，碳原子扩散充分，易形成稳定 的石墨，即有利于石墨化。铸造生产中，凡影响冷却速度的 因素均对石墨化有影响。如铸件壁越厚，铸型材料的导热性 越差，越有利于石墨化。 上一页返回 蔼 钻 酱 残 晨 辈 游 绕 楚 衙 寂 概 迁 屹 祟 寒 才 搀 关 纳 织 亚 础 晕 昔 肋 赎 咱 迂 构 酵 泻 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第二节 灰铸铁 一、灰铸铁的成份、组织及性能 灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，是生产中应用最广泛 的一种铸铁，约占铸铁总量的80%。 灰铸铁的化学成份一般为WC=2.7%3.6%, WSi=1.0%2.5%, WMn=0.5%1.3%, WP0.3%； WS0.15% 灰铸铁的组织特征是片状石墨分布于钢的基体上。由于化学 成份和冷却速度的综合影响，灰铸铁的组织有以下三种：铁 素体+片状石墨（F+G片）；珠光体+铁素体+片状石墨（ P+F+G片）；珠光体+片状石墨（P+G片）。 下一页返回 掺 迪 厘 缎 萌 堪 彭 褐 睹 须 镭 没 蒙 踪 焦 诚 街 蕉 由 播 迢 贩 挎 钵 监 滁 剩 彝 鲤 剥 陀 抖 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第二节 灰铸铁 灰铸铁的力学性能主要取决于石墨的形状、大小及分布状态 ，同时也与基体的组织有关。由于石墨的力学性能几乎为零 ，在铸铁中相当于孔洞和裂纹，破坏了基体的连续性，使基 体的有效承载面积减小，且片状石墨的端部容易造成应力集 中，因此，灰铸铁的力学性能明显低于碳钢，也明显低于其 他铸铁件。灰铸铁中的石墨数量越多、尺寸越大、分布越不 均匀，对基体的割裂作用越强烈，其力学性能越差，生产时 应尽量获得细小的石墨片。同时，灰铸铁的力学性能还与基 体的组织有关，具有珠光体基体的灰铸铁强度较高。 灰铸铁的抗压强度比较高，约为抗拉强度的34倍，故灰铸 铁适宜制造承受简单压力的构件，如机床床身、底座、支柱 等。 上一页 下一页返回 锦 妖 楼 随 缄 蚕 婪 渔 绝 歼 丢 呀 舔 肖 困 急 旺 韵 冤 呛 琢 鼠 置 舶 止 伸 剐 卜 惭 嘿 罐 级 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第二节 灰铸铁 二、灰铸铁的孕育处理 在铸铁液中加入少量的孕育剂（一般加入铁液质量4%的硅 铁或硅钙合金）以形成大量的结晶核心，获得极为细小的片 状石墨和珠光体基体。经这样处理后的铸铁称为孕育铸铁。 孕育铸铁的抗拉强度高于普通灰铸铁，同时，由于结晶时冷 却速度对孕育铸铁的结晶影响较小，故铸件各个部位的组织 较均匀，性能也趋于一致。孕育铸铁适用于制造性能要求较 高、截面尺寸变化较大的大型铸件。 上一页 下一页返回 迈 翁 脚 泄 饯 遂 聋 搅 羞 帛 列 辗 舆 疗 旋 笨 笔 捆 蓉 炎 撩 虏 泄 些 而 现 前 销 昭 七 丈 亮 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第二节 灰铸铁 三、灰铸铁的牌号及应用 灰铸铁的牌号、力学性能及应用如表6-1所列。牌号中的 “HT”是“灰铁”两字的第一个拼音字母，后面的数字表示最 低抗拉强度，如HT200表示最低抗拉强度为200MPa的灰 铸铁。灰铸铁的强度与铸件的壁厚有关，同一牌号的铸铁， 随壁厚的增加，强度和硬度下降。 上一页 下一页返回 桌 锡 萍 偷 盐 台 辫 儡 衣 刽 肺 汪 仕 穿 隘 散 袁 诽 念 朋 分 瞳 零 圆 厨 凶 吩 笛 闰 姜 遁 膏 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第二节 灰铸铁 四、灰铸铁的热处理 热处理只能改变基体组织，不能改变石墨的形状、数量、大 小和分布，对提高灰铸铁的力学性能作用不大。因此用于灰 铸铁的热处理主要作用是消除应力、改善切削加工性、提高 表面的硬度和耐磨性等。 1去应力退火 铸件在冷却过程，因壁厚不同，造成各部位的冷却速度不同 ，铸件内部会产生很大的内应力，使铸件出现变形或开裂， 故需进行去应力退火。其工艺为：加热至500600， 保温一段时间后，随炉冷至200以下出炉空冷。 上一页 下一页返回 砚 恩 汽 丹 蚜 塑 哇 六 砒 专 睛 忻 粥 衍 萌 淘 睛 虹 讫 拳 祥 务 已 巍 疗 品 色 缄 雨 拄 敌 破 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第二节 灰铸铁 2消除白口、降低硬度退火 铸件的表面和薄壁处冷却速度快，容易产生白口组织，使铸 件的硬度增加，切削加工困难，需采用降低硬度的退火处理 。渗碳体在退火的保温和缓冷过程中分解而析出石墨，从而 降低铸件硬度、改善切削加工性能。退火方法是将铸件加热 到850900，保温25h，然后随炉冷却至250 400出炉空冷。最后形成以铁素体或铁素体+珠光体为基 体的灰铸铁。 3表面淬火 表面淬火的主要作用是提高铸件的表面硬度和耐磨性。常用 的方法有火焰淬火、感应淬火、接触电阻加热淬火等。 上一页返回 僧 衡 结 空 简 回 见 乃 燥 法 姨 怨 拖 议 卞 凹 嘎 搞 骇 淑 啊 贞 墟 瞒 盒 旨 纪 虐 埂 竹 汹 淖 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第三节 球墨铸铁 球墨铸铁是指铸铁液经过球化处理，使石墨全部或大部分呈 球状分布的铸铁。球化处理方法是在浇注前的铸铁液中，加 入一定量的球化剂（镁或稀土镁合金）和促进石墨化的孕育 剂（硅铁），以改变石墨的结晶条件，促使石墨形成球状。 我国目前主要应用的球化剂是稀土镁合金。 下一页返回 隐 窥 挽 佛 匪 柴 怒 窿 胞 囊 毋 揍 啸 鹿 挫 掌 昧 灶 疽 短 辑 打 泪 色 汽 疡 待 邪 稗 滇 进 湍 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第三节 球墨铸铁 一、球墨铸铁的化学成份、组织和性能 球墨铸铁的化学成份一般也在共晶点附近，按基体组织的不 同分为4类：铁素体球墨铸铁、铁素体+珠光体球墨铸铁、珠 光体球墨铸铁和贝氏体球墨铸铁，其显微组织如图6-2所示 。 上一页 下一页返回 倪 静 纲 上 膝 杠 乾 辑 缆 水 蜘 恍 喷 锈 课 的 垮 炬 绞 狱 祭 钵 纬 启 健 狐 关 廊 狂 释 嚣 辰 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第三节 球墨铸铁 球墨铸铁是指铸铁液经过球化处理，使石墨全部或大部分呈 球状分布的铸铁。球化处理方法是在浇注前的铸铁液中，加 入一定量的球化剂（镁或稀土镁合金）和促进石墨化的孕育 剂（硅铁），以改变石墨的结晶条件，促使石墨形成球状。 我国目前主要应用的球化剂是稀土镁合金。 上一页 下一页返回 燥 跪 巫 旋 落 熊 暗 屠 拂 酒 腐 奠 鉴 咎 稳 纺 归 儿 肘 佃 坊 囊 侮 蜡 道 获 柒 宠 松 骑 咐 弗 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第三节 球墨铸铁 在球墨铸铁中，由于石墨呈球状，表面积最小，与片状石墨 相比，大大减少了对基体的割裂作用，应力集中现象也大大 降低，提高了基体的承载能力。因此，球墨铸铁的力学性能 比灰口铸铁高得多，特别是强度与钢接近，屈强比达到0.7 0.8，比碳钢高；塑性和韧性虽比灰铸铁大为改善，仍比 钢差。此外，还可通过改变球墨铸铁的基体组织、球状石墨 的圆整度、大小和分布进一步改善力学性能。 球墨铸铁仍然具有良好的铸造性能、减振性、减摩性、低的 缺口敏感性、切削加工性等。但与灰铸铁相比存在收缩率较 大、流动性稍差、白口倾向大等缺陷，故对原材料、熔炼和 铸造工艺的要求也高些。 上一页 下一页返回 攀 扛 搽 课 腺 幅 授 庇 拇 绞 悼 杏 似 挂 导 篷 菜 捉 刊 忱 猪 颤 漠 穿 竣 肌 伴 源 神 凄 岂 叫 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第三节 球墨铸铁 二、球墨铸铁的牌号、性能及用途 球墨铸铁的牌号用“QT+A组数字-B组数字”表示，QT是“球 铁”两字的汉语拼音字首；A组数字表示最低的抗拉强度值（ MPa）；B组数字表示最低伸长率。例如QT600代表抗拉 强度b600MPa、3%的球墨铸铁。 球墨铸铁在机械制造、造船、冶金、化工等行业中，广泛用 于制作受力复杂、性能要求较高的重要零件，如代替铸钢、 锻钢，制作柴油机曲轴、连杆、齿轮等。球墨铸铁的牌号、 性能及用途见表6-2所列。 上一页 下一页返回 怖 页 蠕 睹 逮 镁 猴 痹 化 淡 钟 医 抨 艘 侨 溪 略 园 货 眠 寅 印 悔 侦 孝 科 檀 叛 谜 暑 避 吴 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第三节 球墨铸铁 在球墨铸铁中，由于石墨呈球状，表面积最小，与片状石墨 相比，大大减少了对基体的割裂作用，应力集中现象也大大 降低，提高了基体的承载能力。因此，球墨铸铁的力学性能 比灰口铸铁高得多，特别是强度与钢接近，屈强比达到0.7 0.8，比碳钢高；塑性和韧性虽比灰铸铁大为改善，仍比 钢差。此外，还可通过改变球墨铸铁的基体组织、球状石墨 的圆整度、大小和分布进一步改善力学性能。 球墨铸铁仍然具有良好的铸造性能、减振性、减摩性、低的 缺口敏感性、切削加工性等。但与灰铸铁相比存在收缩率较 大、流动性稍差、白口倾向大等缺陷，故对原材料、熔炼和 铸造工艺的要求也高些。 上一页 下一页返回 概 雁 泽 号 释 唬 神 摈 阳 套 迸 亢 捌 虽 罐 傻 洞 萧 畏 御 威 投 匝 役 喷 桩 粘 薯 自 艘 氛 盯 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第三节 球墨铸铁 三、球墨铸铁的热处理 球墨铸铁的热处理与钢相似，但因含碳、硅量较高，有石墨 存在，因此热处理的加热温度略高些、保温时间长些、加热 速度和冷却速度要慢些。 1退火 球墨铸铁的退火是为了获得铁素体基体，提高塑性和韧性。 根据铸铁的铸造组织不同，采用的退火方法有以下3种。 1）去应力退火 对不再进行其他热处理的铸铁件，常进行去应力退火，以消 除铸件的应力。其工艺是将其加热至500600，保温 28h，然后缓冷。 上一页 下一页返回 咬 咽 箔 顿 拌 绚 石 叫 纽 肺 释 稽 琵 硬 怕 纬 雁 狂 噬 破 悄 当 聚 讹 钩 赚 距 灸 向 莹 过 厕 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第三节 球墨铸铁 2）低温退火 对铸态组织是铁素体+珠光体和石墨，而没有自由渗碳体时 ，可进行低温退火，使珠光体中的渗碳体分解为铁素体和石 墨，最后得到铁素体基体的球墨铸铁。其退火工艺是加热至 700760，保温36h，然后随炉缓冷至600出炉 空冷。 3）高温退火 对铸态组织不仅有石墨还有自由渗碳体时，可进行高温退火 ，使渗碳体分解为铁素体和石墨，最后得到铁素体基体的球 墨铸铁。其退火工艺是加热至920980，保温25h ，然后随炉缓冷至600出炉空冷。 上一页 下一页返回 拜 氟 衔 雪 秒 蛹 姜 洒 笑 樟 聚 邪 尽 畴 畔 囤 嘉 跺 链 茬 觉 勺 惜 编 狐 翰 变 慌 校 顷 昆 啤 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第三节 球墨铸铁 2正火 球墨铸铁的正火是为了增加基体组织中的珠光体的数量，细 化组织，提高球墨铸铁的强度和耐磨性。正火后，常采用消 除应力的回火。 1）低温正火 低温正火又称不完全奥氏体化正火，其工艺是将铸件加热至 820860，保温13h（使基体组织大部分奥氏体化 ，保留少量铁素体）然后出炉空冷，以得到珠光体和少量铁 素体基体的球墨铸铁，既提高强度又具有较好的塑性和韧性 。 上一页 下一页返回 苫 逐 阵 泌 撞 咨 锥 考 制 耪 果 秦 逢 郧 然 浇 杰 招 吵 湍 幂 凤 甜 雷 山 孝 摹 芜 四 石 吱 奏 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第三节 球墨铸铁 2）高温正火 高温正火又称完全奥氏体化正火，其工艺是将铸件加热至 880950，保温13h（使基体组织全奥氏体化）然 后出炉空冷，以得到珠光体基体的球墨铸铁，提高强度、硬 度和耐磨性。 上一页 下一页返回 裔 戳 或 歌 石 操 乡 伊 坷 尉 驴 狭 一 秀 咆 狼 赏 证 庭 婚 处 久 毡 愈 木 诬 坚 涸 娱 芒 参 功 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第三节 球墨铸铁 3调质处理 球墨铸铁的调质处理是为了得到回火索氏体基体，以获得较 高的综合力学性能。其工艺为，淬火加热温度860 900、油冷，550600回火。 4等温淬火 球墨铸铁的等温淬火是为了得到下贝氏体基体，使其具有高 硬度、高强度和较好的韧性。其工艺为，淬火加热温度 850900、保温后迅速放入250350的盐浴中 等温11.5h，然后取出空冷。 上一页返回 娃 纸 巷 瓤 猖 钙 稚 棱 框 傅 殃 雏 溉 碟 乒 腾 呀 然 缸 多 耸 瓶 吗 峭 倦 瘸 弧 果 掐 趁 诉 坞 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第四节 可锻铸铁 可锻铸铁一般是先浇铸成白口铸铁，然后，通过高温石墨化 退火，使渗碳体分解得到团絮状石墨。根据石墨化退火工艺 不同，可分别获得铁素体基体可锻铸铁和珠光体基体可锻铸 铁，如图6-3所示。 下一页返回 毁 七 鞋 庙 擞 呐 戈 妹 堰 顷 裳 筋 策 投 秒 证 岁 彬 击 矢 柬 苗 灭 侮 匿 牛 滁 堕 虹 钱 扛 减 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第四节 可锻铸铁 将白口铸铁加热至900980经长时间保温，Fe3C分解 形成团絮状石墨，在缓慢冷却时奥氏体中将析出二次石墨， 却至共析转变温度（770720）时进入低温石墨化阶 段。此时，若冷却速度十分缓慢，将使第三阶段石墨化充分 进行，得到铁素体基体可锻铸铁。若冷速较快或在略低于共 析温度范围作长时间等温，将获得珠光体基体的可锻铸铁。 生产中，也可将铁素体可锻铸铁重新加热至共析转变温度以 上保温一段时间，再以较快的速度冷却，以获得珠光体可锻 铸铁。 上一页 下一页返回 莆 倘 哇 橱 拙 骂 白 降 扎 剃 葫 肘 晒 且 家 姚 呢 服 道 斌 融 辨 目 吴 滥 故 乓 邵 泞 衔 闭 峭 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 一、可锻铸铁的成份、组织及性能 为保证浇注后获得全部白口组织，可锻铸铁的含碳和含硅量 一般较低，WC=2.2%2.8%，WSi=1.0%1.8%， WMn=0.4%1.2% 一般要求WS0.18%， WP0.2% 可锻铸铁的组织为钢的基体上分布着团絮状石墨，根据石墨 化退火工艺不同，有铁素体基体可锻铸铁和珠光体基体可锻 铸铁。铁素体基体的可锻铸铁具有较好的塑性和韧性，珠光 体基体的可锻铸铁具有较高的强度。 上一页 下一页返回 氯 既 坷 持 责 掇 缘 方 孽 殆 蝗 琵 种 卢 耪 薛 罢 憨 傲 缉 贿 培 峻 叹 邢 赚 罗 伐 永 马 尹 甭 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第四节 可锻铸铁 由于团絮状石墨对基体的割裂作用较小，可锻铸铁的力学性 能普遍比灰铸铁好，通常可锻铸铁具有较高的强度和韧性， 它适宜于制造薄壁、形状复杂且要求有一定韧性的小型铸件 ，如水管接头，汽车后桥壳、轮毂、减速器壳、散热器进水 管等。由于石墨化退火工艺复杂，生产率低，可锻铸铁的应 用受到了限制，有时也采用球墨铸铁来代替。 上一页 下一页返回 蔼 闪 摘 话 牵 受 羽 塞 爷 互 卿 让 康 愤 酉 妇 杀 烁 韭 夸 讽 派 籽 顶 滔 咒 庶 渭 墓 咒 咱 哗 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第四节 可锻铸铁 二、可锻铸铁的牌号及应用 可锻铸铁的牌号用“KT+表示类别的字母+A组数字-B组数 字”表示，KT是“可铁”两字的汉语拼音字首；表示类别的字 母有H、B、Z，分别代表“黑心”“白心”“珠光体基体”；A组 数字表示最低的抗拉强度值（MPa），B组数字表示最低伸 长率。例如KTH370-12，代表b370MPa、12% 的黑心可锻铸铁。 可锻铸铁用于制作形状复杂、要求强度、韧性较高的薄壁零 件。可锻铸铁的常用牌号、性能及用途见表6-3所列。 上一页返回 辛 揍 睹 刃 巫 诣 侗 匡 帛 峙 判 赊 颗 为 哭 兄 潘 奢 派 恿 铀 诈 础 纯 迎 淑 术 平 汤 疥 刃 船 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第五节 蠕墨铸铁 蠕墨铸铁的生产方法与球墨铸铁相似，是通过在一定成份的 铁水中加入适量的蠕化剂、再加孕育剂而生产制得的。蠕化 剂有镁钛合金、稀土镁钛合金、稀土镁钙合金等。 下一页返回 渭 逛 沛 卉 悔 茅 圃 排 荷 腹 拽 虞 涌 沾 穿 团 筋 筋 掀 袭 癣 娄 捞 童 嚣 牟 火 粹 控 械 熄 挪 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第五节 蠕墨铸铁 一、蠕墨铸铁的成份、组织与性能 蠕墨铸铁的化学成份一般为：WC=3.5%3.9%, WSi=2.2%2.8%, WMn=0.4%0.8%, WP0.1%, WS0.1%. 由于蠕虫状石墨的形态介于球状和片状之间，比片状短、粗 ，端部呈球状，如图6-4所示。所以，蠕墨铸铁的力学性能 介于灰铸铁和球墨铸铁之间。减振性、铸造性能、导热性优 于球墨铸铁，切削加工性比灰铸铁差。 蠕墨铸铁的基体组织有铁素体、铁素体+珠光体和珠光体三 种，一般为铁素体蠕墨铸铁。 上一页 下一页返回 荧 玩 镐 锐 扫 例 秋 故 顷 腊 朴 聪 誊 敛 钦 鹃 眉 方 烃 乍 竭 糯 镰 痴 九 伞 誓 攘 肮 弊 蝗 哗 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 第五节 蠕墨铸铁 二、蠕墨铸铁的牌号、性能及用途 蠕墨铸铁的牌号用“RuT+一组数字”表示，RuT是“蠕铁”两 字的汉语拼音字首，一组数字表示最低的抗拉强度值（MPa ）。例如RuT420，代表b420MPa的蠕墨铸铁。蠕墨 铸铁的牌号、性能及用途见表6-4所列。 上一页返回 娃 媒 戍 特 蚜 仰 尊 仓 膨 殉 绽 传 孙 凰 致 霄 克 藐 呻 匀 胜 毒 赔 将 诽 鄙 迁 杜 排 阮 珊 任 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 知识拓展 合金铸铁是指在普通铸铁基础上加入一种或多种元素、提高 常规元素硅、锰的含量，获得的具有较高力学性能或某些特 殊性能的铸铁。 1耐磨铸铁 耐磨铸铁是指不易磨损的铸铁。加入的主要合金元素有锰、 磷、铬、钼、钨、铜、钛、钒、硼等元素，其作用是形成硬 化相，提高耐磨性。耐磨铸铁广泛用于机床导轨、气缸套、 活塞环、轴承、犁铧、轧辊等。 下一页返回 气 脑 阑 真 智 鹏 鹅 讫 帽 貉 悸 季 哗 垢 订 吓 泪 哇 缝 迢 沤 卤 呕 告 演 教 矮 洞 鹊 壕 贬 企 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 知识拓展 2耐热铸铁 耐热铸铁是指在高温下使用，具有抗氧化性或抗生长性能符 合使用要求的铸铁。加入的主要合金元素有硅、铝、铬等， 其作用是在铸件表面形成一层致密的SiO2、Al2O3、Cr2O3等 氧化膜，保护内层不被氧化。耐热铸铁主要用于制作炉底板 、烟道挡板、炉条、渗碳坩埚等。 3耐蚀铸铁 耐蚀铸铁是指具有一定耐腐蚀能力的铸铁。加入的合金元素 主要有硅、铝、铬、镍、铜等，其作用是在铸件表面形成一 层致密的氧化膜、提高基体组织的电极电位、形成单相基体 加球状石墨，从而提高耐蚀性。耐蚀铸铁主要用于化工管道 、泵、阀门、容器等。 上一页返回 僧 挛 铲 嗅 寐 注 迎 巍 酉 烙 尉 烤 挠 胞 排 绎 拓 排 绣 唆 演 综 疮 纪 凉 琳 海 纯 委 盅 震 订 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 先导案例解决 根据图片分析可知，零件的结构尺寸偏大，一般的常规加工 制造方法非常困难，若采用铸造的方法比较合适，因此，选 用铸铁材料比较合理，方便加工，同时强度和硬度又能够保 证，成本也低。 返回 卯 杭 悄 樊 嫌 太 煎 纺 敢 幕 纸 沏 碌 赊 伪 正 悯 饵 樱 应 布 捂 健 埃 重 记 简 挡 侵 忻 陀 聚 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 本章小结 了解铸铁的分类及其石墨化过程，掌握灰铸铁、球墨铸铁、 可锻铸铁和蠕墨铸铁的特性及牌号选用方法。本章重点是介 绍灰铸铁和球墨铸铁的性能及热处理方法，同时也是本章的 难点，这部分知识是今后分析机械制造工艺和故障维修的重 要知识点，也是以后学习机械加工的必要基础知识。 返回 卿 壬 频 貌 伤 高 棚 客 纲 瞬 乙 售 吸 烤 秆 佳 原 第 孔 络 超 悟 赏 涉 仿 懂 也 桅 薄 守 胁 撰 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 思考题 1什么叫铸铁？铸铁是如何分类的？可分为哪几类？ 2铸铁与钢相比有何优缺点？其主要原因是什么？ 3何为铸铁的石墨化？影响石墨化的主要因素有哪些？ 4对灰铸铁进行孕育处理的目的是什么？ 5简述铸铁的性能和基体组织、石墨形态的关系。 6为何可锻铸铁适合制造壁薄的铸件，而灰铸铁和球墨铸铁 却适合制作相对较厚的铸件？ 下一页返回 点 吻 碎 齿 爹 虫 戊 缀 嫁 叼 景 叔 咯 颇 则 睁 缔 往 头 睬 貉 蚌 尝 几 芭 喊 杯 吸 保 辟 搞 凸 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 思考题 7可锻铸铁是否能锻压加工？为什么？ 8说明下列牌号的意义，举例说明其应用。 HT150 QT800-2 KTH300-06 RuT300 9下列铸件，应选用何种铸铁材料较合适：内燃机曲轴、车 床床身、化工容器、管接头、轧辊。 10下列铸件出现不正常的现象，应采取什么措施予以防止 或改善？ （1）灰铸铁铸件的薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难 。 （2）机床齿轮箱铸造以后立即进行切削加工，在加工完后出 现了不允许的变形。 上一页返回 安 仟 菠 屁 卿 邱 惰 陕 暇 狙 辱 尧 早 遭 柑 刚 乡 遇 来 俘 巡 瓶 捧 谢 窟 恤 敬 矢 甲 肪 雕 噎 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 先导案例 返回 模 睬 义 兆 得 巳 酚 隆 折 荚 煽 钢 齿 丘 榜 引 忌 幸 哑 擂 投 妄 母 搽 闯 拘 趴 貌 研 酱 旦 苹 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 图6-1 灰口铸铁组织示意图 （a）灰铸铁；（b）球墨铸铁；（c）可锻铸铁；（d）蠕墨铸铁 返回 你 宠 铁 吩 皋 星 频 憋 请 晚 寐 窿 折 丝 泊 能 侍 马 督 舶 帮 剪 抹 融 孪 陕 捐 习 邯 些 柜 漫 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 图6-2 球墨铸铁的显微组织 （a）铁素体基体；（b）铁素体+珠光体基体；（c）珠光体基体； （d）贝氏体基体 返回 当 为 投 嘶 套 限 苍 民 癌 易 钳 货 示 纽 谬 园 窘 涂 窖 叶 辛 砷 之 翠 鳃 嘲 尊 俐 择 辽 塑 湘 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 图6-3 可锻铸铁 （a）黑心可锻铸铁；（b）珠光体可锻铸铁 返回 受 绘 邪 畔 杠 戏 男 找 割 劣 隅 短 早 镣 呈 疟 砌 纯 颐 允 镭 置 幢 闷 增 柜 犯 痒 骂 薛 挺 篱 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 图6-4 铁素体蠕墨铸铁的显微组织 返回 迟 寿 口 曙 浴 唇 响 藉 海 瓢 羔 捉 膊 遥 硼 寺 凡 谎 皿 熬 古 毡 涤 催 毛 香 母 排 嚷 糯 屋 绩 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 材 料 性 能 及 其 加 工 第 6 章 铸 铁 表6-1 常用灰铸铁的牌号、力学性 能及用途 返回 艰 第 娘 古 狈 灶 晚 芬 膊 徘 饼 吟