工程材料及其成型 教学课件 作者 李英 第4章 铸铁.ppt

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1、第4章铸铁4.1概述铸铁为含碳量大于2.11%的铁碳合金的总称。工业上常用铸铁的成分范围是：2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si，0.5~1.4%Mn，0.01~0.50%P，0.02~0.20%S；除此以外，有时尚含有一定量的合金元素，如Cr，Mo，V，Cu，Al等。在成分上铸铁与钢的主要不同是：铸铁含碳和含硅量较高，杂质元素硫、磷较多。4.1.1铸铁的石墨化过程铸铁组织中石墨的形成过程叫做“石墨化”过程。在铸铁中，碳可能以两种形式存在，即化合物状态的渗碳体(Fe3C)和游离状态的石墨。铁水在凝固时存在两种方式，如图4-1所示，其中实线部分为快冷方式，而虚

2、线部分则为慢冷方式，4.1.2铸铁分类铸铁常用的分类方法有如下三种：第一种，根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度以及凝固后断囗颜色的不同，铸铁可分为：白囗铸铁（断囗呈白亮色）、麻囗铸铁（灰色断囗夹杂着白色亮点）和灰囗铸铁（断囗呈暗灰色）。第二种，根据铸铁组织中石墨的形态，铸铁可分为：灰铸铁（石墨呈片状）、可锻铸铁（石墨呈团絮状）、球墨铸铁（石墨呈球状）和蠕墨铸铁（石墨呈蠕虫状）。第三种，根据铸铁成分中是否加入合金元素，铸铁可分为：普通铸铁(未加入合金元素)和合金铸铁（加入合金元素）。4.2灰铸铁4.2.1灰铸铁的成分﹑组织与性能1.成分灰铸铁的化学成分为：WC=5%

3、～3.6%，WSi=1.0%～2.5%，WMn=0.5%～1.3%，WP≤0.3%，WS≤0.15%2.组织灰铸铁的组织为：片状石墨+基体组织。根据基体组织的不同，灰铸铁的组织可分为：片状石墨+铁素体组织、片状石墨+珠光体组织和片状石墨+铁素体+珠光体组织。3.性能灰铸铁具有的性能：减摩性；减震性；低的缺囗敏性；良好的切削加性；良好的铸造工艺性。4.2.2灰铸铁的孕育处理及热处理1.灰铸铁的孕育处理孕育处理是在铸铁浇注之前向铁水中加入少量的孕育剂（硅铁和硅钙合金等），改善铁液中的结晶条件，得到细小均匀的石墨片和细小的基体组织。经孕育处理后的铸铁，称谓“孕育铸铁”

4、。常用来制造力学性能要求较高且截面尺寸变化较大的大型铸件。2.灰铸铁的热处理（1）消除内应力退火（2）改善切削加工性的退火（3）表面淬火4.2.3常用灰铸铁的牌号及用途1.灰铸铁牌号灰铸铁的牌号是以“HT”和其后的一组数字来表示。“HT”表示灰铁二字的汉语拼音字首，一组数字表示直径30mm试棒的最小抗拉强度值。2.灰铸铁用途灰铸铁被广泛地用来制作各种承受压力和要求消震性的床身、机架，结构复杂的箱体、壳体和经受摩擦的导轨、缸体等。见图4-1所示。灰铸铁箱体灰铸铁平台图4-1灰铸铁构件4.3其他常用铸铁4.3.1可锻铸铁1.成分WC=2.2%～2.8%,WSi=1.

5、0%～1.8%,WMn=0.5%～0.7%,WP＜0.1%,WS＜0.2%。2.组织可锻铸铁组织为：团絮状石墨+基体组织。根据基体组织的不同，可锻铸铁组织可分为：团絮状石墨+铁素体组织（称之为黑心可锻铸铁）、团絮状石墨+珠光体组织。3.牌号可锻铸铁的牌号分别用“KTH”（黑心可锻铸铁）、“KTZ”（珠光体可锻铸铁）和其后的两组数字表示。其中“KT”是“可铁”两字的汉语拼音字首，两组数字分别表示最低抗拉强度和最低断后伸长率。4.性能及用途可锻铸铁的力学性能比灰铸铁高，尤其是塑性与韧性要高得多。可锻铸铁主要用来制造一些形状复杂而在工作中又经受震动的薄壁小型铸件，如图

6、4-2所示。可锻铸铁管接可锻铸铁三通管图4-2可锻铸铁构件4.3.2球墨铸铁1.成分WC=3.6%～3.8%,WSi=2.0%～2.8%,WMn=0.6%～0.8%,WMg=0.03%～0.05%,WRE=0.02%～0.04%,WP≤0.1%,WS≤0.07%。2.组织球墨铸铁的组织为：球状石墨+基体组织。根据基体组织的不同，球墨铸铁的组织可分为：球状石墨+铁素体组织、球状石墨+珠光体组织和球状石墨+铁素体+珠光体组织。3.牌号球墨铸铁的牌号用“QT”及其后面两组数字表示。“QT”为“球铁”二字汉语拼音字首，后面第一组数字表示其最低抗拉强度，第二组数字表示最低

7、伸长率。4.性能及用途球墨铸铁的强度、塑性和韧性都远远超过灰铸铁，甚至优于可锻铸铁。球墨铸铁在一定的条件下可成功地代替不少铸钢、锻钢、合金钢及可锻铸铁，用来制造各种受力复杂、负荷较大和耐磨的重要铸、锻件。如图4-3所示。球墨铸铁端盖球墨铸铁窨井盖图4-3球墨铸铁构件4.3.3蠕墨铸铁1.成分WC=3.5%～3.9%,WSi=2.1%～2.8%,WMn=0.4%～0.8%,WP＜0.1%,WS＜0.1%。2.组织蠕墨铸铁的组织为：蠕虫状石墨+基体组织。根据基体组织的不同，蠕墨铸铁的组织可分为：蠕虫状石墨+铁素体组织、蠕虫状石墨+珠光体组织、蠕虫状石墨+铁素体+珠光

8、体组织。3.牌号蠕墨铸铁