金属材料与热处理-第六章---铸铁.ppt

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1、第六章铸铁§6－1铸铁的组织与分类§6－2常用铸铁简介*§6－3铸铁的高温石墨化退火（实验）导言铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金。工业上常用的铸铁，含碳量一般在2.5％~4.0％的范围内，此外还含有硅（Si）、锰（Mn）、硫（S）、磷（P）等元素。§6－1铸铁的组织与分类一、铸铁的分类二、铸铁的石墨化三、铸铁的组织与性能的关系一、铸铁的分类1．根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度分：灰口铸铁白口铸铁麻口铸铁2．根据铸铁中石墨形态的不同分：普通灰铸铁可锻铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁铸铁白口铸铁灰口铸铁麻口铸

2、铁灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁（按碳存在的形式）（按石墨的形态）退火状态下铸铁的组织退火状态下铸铁的组织第二节铸铁的石墨化石墨化——铸铁中碳以石墨形式析出的过程。一．石墨化的途径铸铁中的石墨可以从液态中直接结晶出或从奥氏体中直接析出，也可以先结晶出渗碳体，再由渗碳体在一定条件下分解而得到（Fe3C→3Fe＋Ｃ）。铸铁的石墨化途径二．影响石墨化的因素——铸铁的成份、冷却速度1.铸铁的成份一类是促进石墨化的元素，有碳、硅、铝、镍、铜和钴等，其中碳和硅对促进石墨化作用最为显著。铸铁中碳、硅含量越高，往

3、往其内部析出的石墨量就越多，石墨片也越大。另一类是阻碍石墨化的元素，有铬、钨、钼、钒、锰、硫等。当铸铁结晶时，冷却速度越缓慢，就越有利于扩散，使石墨析出的越大、越充分；在快速冷却时碳原子无法扩散，则阻碍石墨化，促进白口化。铸件的冷却速度主要取决于壁厚和铸型材料。铸件越厚、铸型材料散热性能越差，铸件的冷却速度就越慢，越有利于石墨化。2.冷却速度三、铸铁的组织与性能的关系铸铁的组织：由于石墨的强度和塑性几乎为零，这样我们就可以把分布在钢的基体上的石墨看作不同形态和数量的微小裂纹或孔洞，这些“孔洞”一方

4、面割裂了钢的基体，破坏了基体的连续性，而另一方面又使铸铁获得了良好的铸造性能、切削加工性能，以及消音、减震、耐压、耐磨、缺口敏感性低等诸多优良性能。钢的基体+石墨（其中石墨形态、大小、数量、分布状态不同）§6－2常用铸铁简介一、灰铸铁二、可锻铸铁三、球墨铸铁四、蠕墨铸铁五、常用铸铁的热处理一、灰铸铁1．灰铸铁的成份与组织化学成份一般为：C2.7％~3.6％，Si1.0％~2.2％，S<0.15％，P<0.3％。组织由钢的组织构成的基体和在基体中分布的片状石墨组成。三种不同基体组织的灰铸铁：铁素体灰

5、铸铁（铁素体+片状石墨）铁素体－珠光体灰铸铁（铁素体+珠光体+片状石墨）珠光体灰铸铁（珠光体+片状石墨）铁素体灰铸铁铁素体－珠光体灰铸铁珠光体灰铸铁2．灰铸铁的性能和孕育处理力学性能中抗拉强度、塑性、韧性均远不如钢，而抗压强度和硬度并没有明显降低。切削性能良好，刀具使用寿命高。良好的铸造性能、耐磨性能、消音减震性能以及较低的缺口敏感性等优异性能。（1）性能（2）孕育处理孕育处理——或称变质处理，在浇注前往铁水中投加少量硅铁、硅钙合金等作孕育剂，使铁水内产生大量均匀分布的晶核，使石墨片及基体组织得到

6、细化。目的：细化金属基体并增加珠光体数量，改变石墨片的形态和数量。3．灰铸铁的牌号及用途由“灰铁”两字的大写汉语拼音字母字头“HT”及后面的一组表示最小抗拉强度数值的数字组成。HT100HT150二、可锻铸铁俗称玛钢、马铁。它是白口铸铁通过石墨化退火，使渗碳体分解成团絮状的石墨而获得的。1．可锻铸铁的组织与性能成分一般为：C2％～2.8％，Si1.2％～1.8％，Mn0.4％～0.6％，P＜0.1％，S＜0.25％。铁素体基体的可锻铸铁（黑心可锻铸铁）铁素体+珠光体基体的可锻铸铁珠光体基体的可锻铸

7、铁黑心可锻铸铁具有一定的强度和一定的塑性与韧性。铁素体+珠光体可锻铸铁珠光体可锻铸铁2．可锻铸铁的牌号及用途三个字母及两组数字组成。前两个字母“KT”，第三个字母代表可锻铸铁的类别。后面两组数字分别代表最低抗拉强度和伸长率的数值。例如：KTH300－06表示黑心可锻铸铁，其最低抗拉强度为300MPa，最低伸长率为6％。KTZ450－06表示珠光体可锻铸铁，其最低抗拉强度为450MPa，最低伸长率为6％。三、球墨铸铁铁水在浇注前经球化处理，使析出的石墨大部分或全部呈球状的铸铁。1．球墨铸铁的组织与性

8、能化学成分一般为：C3.6％~3.9％，Si2.0％~2.8％，Mn0.6％~0.8％，S<0.07％，P＜0.1％。铁素体球墨铸铁铁素体－珠光体球墨铸铁珠光体球墨铸铁强度和塑性超过灰铸铁和可锻铸铁，接近铸钢，而铸造性能和切削性能均比铸钢要好铁素体球墨铸铁铁素体—珠光体球墨铸铁珠光体球墨铸铁2．球墨铸铁的牌号及用途“QT＋两组数字”，两组数字分别代表其最低抗拉强度和伸长率。例如：QT400－18表示球墨铸铁，其最低抗拉强度为400MPa，最低伸长率为18％。四、蠕墨铸铁在高碳、低硫