07第七章铸铁.ppt

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1、第七章铸铁CastIron铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁基合金。铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉等优点例如，机床床身、内燃机的汽缸体、缸套、活塞环及轴瓦、曲轴等都可用铸铁制造.铸铁曲轴内燃机汽缸铸铁的分类按碳的存在形式分白口铸铁：碳全部或大部分以渗碳体形式存在灰铸铁：碳大部分或全部以游离的石墨形式存在麻口铸铁：碳以渗碳体形式存在，又以游离形式存在按石墨的形态分类普通灰铸铁：石墨呈片状可锻铸铁：石墨团絮状球墨铸铁：石墨呈球状儒墨铸铁：石墨呈蠕虫状按化学成分分类普通铸铁：即仅含有常规元素的铸铁合金铸铁：在普通铸铁中加入一

2、定量合金元素的铸铁一、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+C（石墨）共晶白口铸铁F基体球墨铸铁第一节概述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。石墨的结构共晶白口铸铁F基体灰铸铁存在两个铁碳相图：Fe-Fe3C和Fe-G双重相图L+GL+Fe3C石墨为六方晶格，基面上原子以共价键结合，基面之间原子以范氏键结合，易形成层片状特点；石墨的强度、硬度，塑性及韧性极低。2、铸铁的石

3、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：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.P’G结晶：过共晶成分L→L+GI共晶转变L4.26→A2.08+G（共晶）(1154℃)G析出：A→A+GII(1154～738℃)共析转变A0.68→F+G（共析）(738℃)F→GⅢ（738℃以下）高温下，原子扩散能力强，前两个阶段石墨化过程进行的比较完全在P’S’K’线以下

4、发生的石墨化为第二阶段石墨化。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。P’铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系（以共晶铸铁为例）石墨化进行程度铸铁的显微组织铸铁类型第一阶段石墨化第二阶段石墨化完全进行完全进行F+G灰口铸铁部分进行F+P+G未进行P+G部分进行未进行Le’+P+G麻口铸铁未进行未进行Le’白口铸铁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。碳、硅含量过高,会使石墨数量多且粗大，基体内铁素体量增多，降低铸件的性能.S

5、iC白口铸铁灰口铸铁麻口铸铁共晶碳、硅含量对铸铁石墨化的影响碳、硅量控制范围：2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si。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。铸铁中的磷共晶磷虽然可促进石墨化,但其含量高时易在晶界上形成硬而脆的磷共晶，从而降低铸铁的强度。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。快冷时由于过冷度大，结晶将按Fe-Fe3C相图进行,不利于石墨化。二、铸铁的特点及分类工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。1、铸铁的组织特点钢的基体+G（石墨）基体

6、组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。F+GF+P+GP+G⑵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铸造性能好铸铁硅含量高,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。2、铸铁的性能特点⑴力学性能低石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，且易导致应力集中。3、铸铁的分类与牌号表示方法铸铁名称石墨形态基体组织编号方法牌号灰铸铁片状FHT+一组数字数字表示最低抗拉强度值，单位MPa。“HT”表示灰铸铁代号。HT100F+PHT150PHT200可锻铸铁团絮状FKTH+两组数字KTB+两组数字KTZ+两组数字K

7、TH300-06表F心PKTB350-04PKTZ450-06KTH、KTB、KTZ分别为黑心、白心、珠光体可锻铸铁代号；第一组数字表示最低抗拉强度值，MPa；第二组数字表示最低伸长率值，%铸铁的分类与牌号表示方法（续）铸铁名称石墨形态基体组织编号方法牌号球墨铸铁球状FQT+两组数字第一组数字表示最低抗拉强度值，MPa；第二组数字表示最低伸长率值，%。“QT”表示球墨铸铁代号QT400-15F+PQT600-3PQT700-2蠕墨铸铁蠕虫状FRuT+一组数字数字表示最低抗拉强度值,MPa。“RuT”表示蠕墨铸铁代号RuT260F+PRuT300PRuT420铸

8、铁的分类第二节常用铸铁一、灰铸铁灰铸铁