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1、灰铁和球铁的相关知识灰铸的组织及性能特点铸铁中的碳经渗碳体或自由状态的石墨两种形态存在。铸铁析出碳原子形成石墨的过程称为石墨化，石墨可以从液体中析出,也可以从奥氏体中析出。在一定条件下还可以从渗碳体分解得到(热处理温度到900度左右)，依据石墨化程度不同,可以获得不同的铸铁组织。灰铁的组织是由片状石墨和金属基体(铁素体.珠光体和白口)国内叫铁素体~~~~台湾叫肥粒铁~~~~F国内叫珠光体~~~~台湾叫波来铁~~~~P白口也叫雪明碳体~~~~C灰铁的抗拉强度为100-350MPa，塑性和韧性都比较低，延
2、伸率和冲击韧性几乎为零，属于脆性材料。灰铁的机械性能取决于金属材料基体和石墨的数量，大小，形状和分布。灰铁的强度和塑性主要取决于石墨，而金属基体的影响较小。灰铁的机械性能实际上是被石墨削弱了金属基体的性能。灰铁的硬度主工取决于金属的基体。石墨的密度为铸铁的1/3，石墨的抗拉强度小，塑性和硬度几乎为零。石墨的这些特性，是影响灰铁性能的主要因素。由于石墨强度很低，所以基体中的石墨像切口一样，将基体割裂，大大的削弱了铸铁的强度，这就是灰铁抗拉强度较低，塑性较差的内在原因。一般是石墨数量愈多，石墨片愈粗大，分
3、布愈不均匀，对金属基体割裂的作用就愈严重，其强度和塑性也就愈低。石墨对铸铁有较小的收缩性和良好的切削加工性。影响灰铁的组织的因素影响灰铁组织的主工因素是化学成份和冷却速度。化学成份对灰铁的组织的影响灰铁是一种复杂的多元铁碳合金。除主要含碳，硅，锰，磷，硫五大元素外，还有其他微量元素。化学成份对铸铁组织的影响，其实就是研究化学元素对石墨化的影响。按其对石墨化影响的不同，可分为促进石墨化和阻碍石墨化两大类。促进石墨化元素：Al铝>Si硅>Ti钛>C碳>Cu铜>Ni镍>Co钴>P磷阻碍石墨化元素：S硫>V钒
4、>Sn锡>Cr铬>Mo钼>Mn锰>W钨1．碳和硅的影响：碳和硅是普通灰铁中主要的化学成分，它们都是强烈促进石墨化的元素，对铸铁组织和性能起着决定性的影响，在熔炼中通过调整碳和硅的含量来控制灰铁的组织和性能。碳之所以促进石墨化，是因为碳本身是构成石墨的元素，含碳量增加，铁水中碳的浓度提高。硅促进石墨化主要表现在含硅量提高时,当硅的含理很低时,即便是碳量很高,铸铁往往是白口组织.当硅的含量在1.0%-2.0%范围内增加时,硅促进石墨化的作用特别强烈.当硅的含量超过3.0%-3.5%时,由于产生石墨漂浮,铸
5、铁中的总碳量下降,石墨数量随之减少.缩合考虑碳和硅的影响,一般将硅量折合成相当的碳量,它与实际硅量之和称为碳当量.共晶成份附近,硅促进石墨化的能力与碳比较为硅含量的三分之一.CE=C+1/3Si碳当量(%)CE＜4.26%亚共晶铸铁CE＝4.26%共晶铸铁CE＞4.26%过共晶铸铁共晶度：灰铸铁的含碳量与共晶点实际碳量的比值称为共晶度，用Sc表示。Sc＝C/(4.3－1/3（Si＋ P）)Sc＜1为亚共晶铸铁 增加C；Si可提高流动性Sc＝1为共晶铸铁 流动性最好Sc
6、＞1为过共晶铸铁 降低C；Si可提高流动性高碳和高硅的铸铁,石墨数量相对多一些,石墨片粗大,,基体中铁素体相对多,机械性能下降.相对说随着碳硅含量的降低,石墨变的细小,基体主要为珠光体.当碳和硅的含量过低时,铸铁易出现麻口或白口组织,铸造性能均差,一般碳含量为3.0-3.6%.(FLM)FC150为3.5-3.8%，FC200为3.4-3.7%;FC250为3.25-3.6%.硅含量为1.8-2.4%.(FLM)为2.1%左右碳当量与灰铁抗拉强度的关系:碳当量越高,抗拉强度越低.反之,越
7、高。强度越低。碳和硅每加一格(0.1),抗拉强度降低5-7Mpa左右.硬度降低5-7度左右。3．锰的影响：锰可以抑制铁素体析出，促进珠光体生产。锰是阻碍石墨化的元素，但它能与硫结合生成硫化锰（MnS）,并上浮聚集到渣中除掉，从而削弱硫的有害作用。锰也是调整控制铸铁组织及性能的重要元素之一。灰铁中锰量为1.2%以下，FLM控制在0.5/0.9.锰与灰铁抗拉强度的关系:锰越高,抗增强度越高.反之,越低.强度越低.锰每加一格(0.1),抗拉强度提高7Mpa左右;硬度提高7度左右4、磷的影响:磷能溶于铁水中,
8、当磷含量大于0.3%时,则生成磷共晶.磷共晶硬而脆，且熔点低，一般以网状分布在晶界上，使铸铁脆性增加，磷共晶还能提高铸件的耐磨性，而且还会影响加工性。灰铁中磷的含量主要来自生铁和废钢.FLM控制在0.05以下.5、硫(S)对灰铁石墨成核非常重要.FLM控制在0.04-0.1%(目标为0.06-0.09%)6、铬(Cr)为波来铁形成元素.可增加强度和硬度,但也是为碳化物形成元素.对薄铸件或加的过量会有白口产生.FLMFC150;FC200;FC250控制在
