灰铸铁的组织与性能教学内容.ppt

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1、灰铸铁的组织与性能二、铸铁的组织与性能的关系铸铁的力学性能取决于铸铁的基体组织及石墨的数量、形状、大小和分布状况。石墨的存在减小了铸铁的有效承载面积，且受力时石墨尖端处产生应力集中，大大降低了基体强度的利用率。因此，铸铁的抗拉强度、塑性和韧性比碳钢低。由于石墨本身有润滑作用，石墨脱落后留下的空洞还可以储油，使铸铁具有良好的耐磨性。石墨可以吸收振动能量，因此铸铁具有良好的减振性。石墨割裂了基体，使切屑易脆断，而且石墨有减摩作用，可以减小刀具磨损，使铸铁具有良好的切削加工性能。三、铸铁的分类1.按铸铁中碳的存在形式分类

2、2.按灰铸铁中石墨形态分类（1）灰铸铁（2）可锻铸铁（3）球墨铸铁（4）蠕墨铸铁（1）白口铸铁（2）灰铸铁（3）麻口铸铁第二节灰铸铁卧式车床实物图1—主轴箱2—进给箱3—床脚4—床身5—溜板箱6—刀架7—尾座卧式车床中尺寸较大或形状复杂的床身、箱体等零件毛坯，只能采用铸造方法制造。灰铸铁具有优良的铸造性能，力学性能可以满足一般性零件的要求；价格低廉，生产成本较低，并且具有钢质材料所不具备的其他特殊性能，因此在实际生产中应用比较广泛，是机械制造业中使用最多的材料之一。一、灰铸铁的组织与性能灰铸铁的显微组织a）铁素体灰

3、铸铁（100×）b）铁素体—珠光体灰铸铁（200×）c）珠光体灰铸铁（200×）按基体组织不同，灰铸铁又可分为铁素体灰铸铁、铁素体—珠光体灰铸铁和珠光体灰铸铁三种。灰铸铁的性能主要取决于基体的性能和石墨的数量、形状大小和分布情况。由于石墨的存在，灰铸铁的强度、塑性和韧性远不如钢。但是，灰铸铁的抗压强度、硬度与相同基体的钢接近，石墨的存在对其影响不大。石墨使灰铸铁获得一些优异的性能，如良好的铸造性能和切削加工性能，较高的耐磨性、减振性和较低的缺口敏感性。二、灰铸铁的孕育处理和热处理1.孕育处理灰铸铁孕育处理前后的显微

4、组织a）孕育处理前（100×）b）孕育处理后（100×）经过孕育处理的铸铁称为孕育铸铁，不仅强度、塑性、韧性都比普通灰铸铁高，而且组织致密，整个截面性能均匀。2.热处理（1）去应力退火（人工时效）铸件形状复杂，在冷却过程中，由于各个部位冷却速度不同会产生较大的内应力。所以形状复杂、精度要求高的铸件，在切削加工前都要进行一次消除内应力的退火。（2）石墨化退火（高温退火）由于铸件冷却速度较快，常会使铸件表面、转角处等出现白口组织。为了降低硬度，必须采用高温退火，使渗碳体分解为石墨。（3）表面淬火有些大型铸铁件的工作表面

5、要求有较高的硬度和耐磨性，淬火后表面的硬度可达50~55HRC。三、灰铸铁的牌号及用途灰铸铁的牌号由“HT”（“灰铁”两字汉语拼音首字母)加一组数字（最低抗拉强度）组成。如HT200表示最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁。灰铸铁的牌号和用途第三节球墨铸铁汽车发动机和底盘中常用零部件的实物图a）汽车差速器壳b）汽车飞轮壳c）汽车发动机曲轴d）汽车后桥螺旋锥齿轮灰铸铁由于其强度、塑性和韧性较差，不能满足汽车发动机和底盘中常用零部件的性能要求。球墨铸铁是20世纪50年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，广

6、泛用于制造一些形状复杂且力学性能要求较高的零件。一、球墨铸铁的组织与性能球墨铸铁显微组织a）铁素体球墨铸铁（150×）b）铁素体—珠光体球墨铸铁（200×）c）珠光体球墨铸铁（200×）按基体组织不同，球墨铸铁又可分为铁素体球墨铸铁、铁素体—珠光体球墨铸铁和珠光体球墨铸铁三种。球墨铸铁的强度和塑性显著提高，已超过灰铸铁和可锻铸铁，接近钢。球墨铸铁同样具有灰铸铁的某些优良性能，如较好的铸造性能、减振性、减摩性、切削加工性及较低的缺口敏感性等。二、球墨铸铁的牌号及用途球墨铸铁的牌号是由“QT”（“球铁”两字汉语拼音首字

7、母）加两组数字组成，两组数字分别表示最低抗拉强度和最低断后伸长率。球墨铸铁的牌号及用途三、球墨铸铁的热处理1.退火退火的主要目的是得到铁素体基体的球墨铸铁，以提高球墨铸铁的塑性和韧性，改善切削加工性能，消除内应力。2.正火正火的目的是得到珠光体基体的球墨铸铁，从而提高其强度和耐磨性。3.调质调质的目的是获得回火索氏体基体的球墨铸铁，从而获得良好的综合力学性能。4.等温淬火等温淬火的目的是得到下贝氏体基体的球墨铸铁，从而获得高强度、高硬度、高韧性的综合力学性能。第四节其他常用铸铁除灰铸铁和球墨铸铁外，在实际生产中还会

8、经常使用可锻铸铁、蠕墨铸铁和合金铸铁等。它们可以满足一些零件的特殊要求，如薄壁铸件以及耐热、耐蚀和耐磨铸件等，因此也是实际生产中不可缺少的材料。一、可锻铸铁1.可锻铸铁的组织与性能可锻铸铁的显微组织（200×）a）黑心可锻铸铁b）珠光体可锻铸铁可锻铸铁的生产过程包括两个步骤：首先铸造白口铸铁件，然后进行长时间的石墨化退火。根据白口铸铁件退火方法的不同，可形成