金属材料与热处理全套配套课件教学资源包7.项目七.pptx

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1、金属材料与热处理项目七铸铁项目导入铸铁和钢都是铁碳合金，在现代工业中都有广泛的应用，但由于它们的成分、组织和性能各不相同，因而使用的场合也不一样。铸铁是碳的质量分数大于2.11%的铁碳合金。并且还含有硅、锰、硫、磷等元素。铸铁与钢相比，虽然力学性能较低，但是它具有优良的铸造性和切削加工性能，生产成本低，且具有耐磨、耐压和减振等性能，所以，在机械制造领域应用十分广泛。铸铁在汽车、拖拉机中的应用约占30%～50%，在机床中约占60%～90%。如机床床身、工作台和底座等形状复杂、受摩擦力以及压力作用的零件，基本都是由铸铁制成的。01目录CONTENT铸铁的分类和形成过

2、程灰铸铁球墨铸铁和蠕墨铸铁020403可锻铸铁CONTENT任务一铸铁的分类和形成过程高炉炼出的生铁有两种，即炼钢生铁和铸造生铁，前者主要用作炼钢原料，后者主要用作铸造各种铸件的原料。但一般情况下，浇注铸铁件所用的铁液并不直接由高炉生产，而是将高炉生铁重新熔炼，使其有一定的成分和温度，浇注后以满足铸件规定的性能要求。学习目标会根据铸铁定义分辨铸铁。知道铸铁的主要成分。任务描述铸铁的分类。铸铁的形成过程。一、铸铁分类在铸铁中，碳可以以渗碳体的形式存在，也可以以石墨的形式存在。1.根据碳在铸铁中的存在形式分类（1）白口铸铁碳主要以渗碳体形式存在，其断口呈银白色。所以

3、称为白口铸铁。这类铸铁的性能既硬又脆，很难进行切削加工，很少直接用来制造机器零件。（2）灰铸铁碳大部分或全部以片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色。所以称为灰铸铁。具有一定的力学性能和很好的铸造性，是工业生产中应用最广的一种铸铁。（3）麻口铸铁碳大部分以渗碳体形式存在，少部分以石墨形式存在，断口呈灰白相间的麻点，故称麻口铸铁。它是灰铸铁和白口铸铁的过渡组织，有较大的脆性，没有应用价值。一、铸铁分类2.根据铸铁中石墨形态分类（1）灰铸铁石墨以片状形态存在于铸铁中，这类铸铁有一定的强度，耐磨、耐压、减震性能均佳。并且灰铸铁的价格便宜，容易生产，所以在工业生产中得到了广泛

4、应用。（2）可锻铸铁石墨以团絮状存在于铸铁中，它是用白口铸铁件经长期退火后得到的。这类铸铁强度较高，韧性好。（3）球墨铸铁石墨大部分或全部以球状存在于铸铁中，这类铸铁强度高，韧性好。（4）蠕墨铸铁石墨大部分以蠕虫状存在于铸铁中，这类铸铁抗拉强度、耐热冲击性能、耐压性能比灰铸铁有明显改善。二、铸铁的石墨化及影响因素在铸铁中，石墨可以以片状、球状、蠕虫状或团絮状形态存在，石墨既可以从液体或奥氏体中直接析出，也可以先结晶出渗碳体，再由渗碳体在一定条件下分解为铁素体和石墨。铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为石墨化。如灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要从液体中析出;可锻铸铁中

5、的石墨则完全由白口铸铁经长时间高温退火，由渗碳体的分解来得到。二、铸铁的石墨化及影响因素石墨形成过程（石墨化）分为三个阶段。第一阶段石墨化:铸铁液体通过共晶反应形成共晶石墨。反应方程式为:Le′→AF+G（共晶）第二阶段石墨化:在1154～738℃温度范围内冷却过程中，自奥氏体中不断析出二次石墨。第三阶段石墨化:当温度降到738℃通过共析反应析出石墨，其反应式为:As′→Ap′+G（共析）二、铸铁的石墨化及影响因素铸铁石墨化过程受到许多因素的影响，其中最主要的因素是铸铁的化学成分和冷却速度。1.化学成分的影响按对石墨化过程的作用不同，化学元素可分为两大类:第一类

6、是促进石墨化的元素，如碳、硅、铝、铜等，其中碳、硅是强烈促进石墨化的元素，碳、硅含量越高，越有利于石墨化的进程。第二类是阻碍石墨化的元素，如铸铁中的硫、锰、铬、钨、钼、钒等。它们都阻碍渗碳体分解，阻碍石墨化。二、铸铁的石墨化及影响因素2.冷却速度的影响冷却速度对石墨化的影响也很大，当铸铁结晶时，缓慢冷却有利于扩散以及石墨化过程得到充分进行，结晶出的石墨又多又大，而冷却速度快，则阻碍石墨化，促使白口化。因此，在实际生产中，可使铸铁件缓慢冷却;或者在高温下，将铸件长时间保温，进行石墨化退火:Fe3C→3Fe+G，以促进石墨化。任务二灰铸铁灰铸铁是一种价格便宜的结构材

7、料，我们在工厂中见到的机床底座、床身和支柱等都是由灰铸铁制成的。它是工业生产应用最广泛的一种铸铁材料，约占铸铁总量的80%以上。学习目标理解灰口铸铁的牌号含义。会合理选择和使用灰口铸铁。任务描述灰口铸铁的组织和性能。灰口铸铁的牌号和应用。一、灰铸铁的化学成分灰铸铁的化学成分一般为:碳的质量分数为2.7%～3.6%、硅的质量分数为1.0%～2.2%、锰的质量分数为0.5%～1.3%、磷的质量分数小于0.3%、硫的质量分数小于0.15%。其中碳、硅、锰是调节组织的元素，磷元素是被控制使用的，硫元素是被限制的。二、灰铸铁的组织灰铸铁的组织根据石墨化程度可以分为下列三种

8、基本的灰铸铁:1.铁素体