《铸铁及铸钢》ppt课件

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1、第十章铸铁及铸钢铸铁的石墨化过程铸铁的定义、分类及特点铸钢简介常用铸铁的特点与应用§1铸铁概述铸铁的概念：含碳量大于2.11%(一般为2.5%~4.0%)铁碳合金（含Si、Mn、S、P等元素，C、Si为主要元素）铸铁的特点：历史上使用较早最便宜的金属材料之一铸造性能极好，且只能用铸造成形生产成本低，工艺简单，减震性、耐磨性好，切削加工性好应用广——主要用于制造各种机器零件C在铁碳合金中的存在形式:固溶在F、A中化合态的渗碳体(Fe3C)游离态石墨（G）石墨（G）的性能HBS3～5σb＝20MPaδ≈0ak≈0石墨对铸铁性能的影响G→分布于基体中→空洞→有效承载面积降低→力性比碳钢

2、↓耐磨性↑消震性↑缺口敏感性↓切削加工性↑铸造性能↑其中碳主要以石墨形状存在，断口为暗灰色，常见的铸铁件多数是灰口铸铁。铸铁的分类:完全按照Fe-Fe3C相图进行结晶而得到的铸铁。其中碳全部以渗碳体(Fe3C)形式存在，断口呈银白色。灰口铸铁：白口铸铁：碳以Fe3C、石墨两种形式存在，断口呈灰白色相间。麻口铸铁：Fe-Fe3C相图和Fe－G相图（双重相图）铸铁的石墨化过程:石墨化——铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程第一阶段：过共晶铸铁共晶、亚共晶铸铁第二阶段：第三阶段：共晶石墨一次石墨二次石墨共析石墨铸铁的石墨化过程:成分促进石墨化元素C、Si、Al、Cu、Ni、Co等阻碍石墨化

3、元素Cr、W、Mo、V、Mn、S等工艺冷却速度：快速冷却——按Fe-Fe3C相图转变缓慢冷却——按Fe－G相图转变，石墨化充分温度：高温长时间保温有利于石墨化影响石墨化过程的主要因素:铸铁类型石墨化程度显微组织第一阶段第二阶段第三阶段灰口铸铁充分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部分进行不进行F+GF+P+GP+G麻口铸铁部分进行部分进行不进行L'd+P+G白口铸铁不进行不进行不进行L'd+P+Fe3CII铸铁经不同程度石墨化后所得到的组织灰口铸铁的分类:灰铸铁——片状可锻铸铁——团絮状球墨铸铁——珠状（球状）蠕墨铸铁——蠕虫状※灰口铸铁类型与石墨形态牌号：HT

4、×××灰铸铁最低b铁素体+片状石墨铁素体+珠光体+片状石墨珠光体+片状石墨灰铸铁——石墨成片状分布§2常用铸铁的特点与应用成分范围：WC=2.5%～4.0%，WSi=1.0%～3.0%，WMn=0.5%～1.3%，WS≤0.15%，WP≤0.3%如：HT100，表示b≥100MPa普通（灰）铸铁性能：σb↓、δ（ψ）↓（力学性能差,但其抗压强度接近钢）缺口敏感性低——大量石墨的割裂作用，表面粗糙，对疲劳极限影响不明显消震性好（是钢的十倍）——G组织松软，对振动的传递起削弱作用铸造性好——熔点低、流动性好、凝固收缩小、内应力低切削加工性好——G使切屑易断，还可润滑刀具耐磨性好—

5、—石墨本身就是良好的固体润滑剂，又可储存润滑油。焊接性能很差，且不能用于锻造。灰铸铁——石墨成片状分布孕育处理前孕育处理后硅铁硅钙浇注前在铁水中加Si-Fe，Si-Ca等孕育剂G细而均匀，壁厚敏感性小P细化，强度、塑性、韧性明显提高灰铸铁——石墨成片状分布孕育铸铁：分类牌号显微组织基体石墨普通灰铸铁HT100F+少量P粗片HT150F+P较粗片HT200P中等片孕育铸铁HT250细P较细片HT300S或T细片HT350HT400灰铸铁——石墨成片状分布热处理特点去应力退火(低温退火、又称人工时效)：500~550℃，防止机加工、使用时变形或开裂高温退火（消除白口组织退火）：850

6、~900℃,使表面、薄壁等处Fe3C→G,硬度↓,切削加工性↑表面淬火：提高导轨表面、汽缸体内壁等的耐磨性只改变基体组织，不能改变石墨的形态灰铸铁——石墨成片状分布应用——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、缸体等灰铸铁——石墨成片状分布水泵叶轮发动机飞轮灰铸铁齿轮箱牌号：KT×××-×分类牌号壁厚mmbMPa%硬度HBF基体KT300-6>123006120~163KT330-8>123308120~163KT350-10>1235010120~163KT370-12>1237012120~163P基体KT450-54505152~219KTZ500

7、-45004179~241KTZ600-36003201~269KTZ700-27002240~270铁素体可锻铸铁珠光体可锻铸铁可锻铸铁（玛钢、马铁）——石墨成团絮状分布可锻铸铁最低b最低——由白口铸铁经长时间石墨化退火而得可锻铸铁——石墨成团絮状分布生产过程：性能特点：强度、塑韧性优于HT，低于QT铁素体可锻铸铁：有一定的强度，塑性、韧性较好珠光体可锻铸铁：强度、硬度、耐磨性好，有一定的塑性、韧性※有一定的塑性变形能力（δ≈12%），但不能锻造可锻铸铁管件可锻铸铁——石墨