工程材料课件 铸铁.ppt

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1、2021/8/28.1概述8.2普通灰铸铁8.3球墨铸铁8.4蠕墨铸铁8.5可锻铸铁8.6合金铸铁第八章铸铁castiron2021/8/28.1概述铸铁：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。化学成分：C：2.5-4.0％Si：1.0-3.0％特点：铸造性能优良，熔化加工简单，成本低，减振性能好用途：广泛用于机械制造，冶金矿山，石油化工，交通运输等2021/8/2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2021/8/2箱体启动

2、阀叶轮进气管2021/8/28.1.1铸铁的分类17按石墨存在的形式及石墨形态分类灰铸铁C全部或大部分以游离的片状石墨形式存在，断口呈灰色球墨铸铁C全部或大部分以游离的球形石墨形式存在蠕墨铸铁C全部或大部分以游离的蠕虫状石墨形式存在可锻铸铁C全部或大部分以团絮状石墨形式存在，好的韧性，塑性白口铸铁C全部或大部分以化合态的Fe3C形式存在，呈白亮色麻口铸铁灰口＋白口铁的混合组织2021/8/2工业铸铁的成分范围与组织工业铸铁的成分范围温度快冷中速冷却中速冷却缓冷缓冷缓冷快冷白口铸铁珠光体灰铸铁铁素体灰铸铁铁素体球墨

3、铸铁珠光体球墨铸铁珠光体可锻铸铁铁素体可锻铸铁石墨化退火中速冷却缓冷珠光体蠕墨铸铁铁素体蠕墨铸铁Si/Mg/Ce2021/8/2灰铸铁的显微组织铁素体灰铸铁珠光体灰铸铁铁素体加珠光体灰铸铁石墨片的三维形貌2021/8/2球墨铸铁的显微组织铁素体加珠光体球墨铸铁铁素体球墨铸铁珠光体球墨铸铁球墨铸铁中的石墨球2021/8/2蠕墨铸铁的显微组织蠕墨铸铁中的石墨珠光体基体铁素体基体2021/8/2可锻铸铁的显微组织黑心可锻铸铁珠光体可锻铸铁可锻铸铁的石墨化退火2021/8/2共晶白口铸铁2021/8/2铸铁的分类与牌号表

4、示方法铸铁名称石墨形态基体组织编号方法牌号实例灰铸铁片状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延伸率值，%。“QT”表示球墨铸铁代号QT400-15F+PQT600-3PQT700-22021/8/2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实例蠕墨铸铁蠕虫状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

5、号RuT260F+PRuT300PRuT420可锻铸铁团絮状FKTH+两组数字KTB+两组数字KTZ+两组数字KTH300-06表F心PKTB35-04PKTZ450-06KTH、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延伸率值，%2021/8/28.1.2.1铸铁石墨化过程按Fe-Fe3C相图结晶，得到白口铸铁按Fe－G相图结晶的为灰口铸铁L+GL+Fe3C图8.1实线为Fe－Fe3C相图，虚线为Fe－Gr相图4.26736℃8.1.2铸铁的石

6、墨化及影响因素2021/8/2温度Tγ+Fe3Cγ+GL1154℃1148℃自由能F1.当液态合金温度>1154℃时，液体金属自由能FL最低，不发生任何相变2.1148℃<液体合金<1154℃，只能发生L→γ＋G3.液态合金的温度<1148℃,虽然能形成莱氏体，但由于液态金属与奥氏体＋石墨的自有能差更大，有利于生成γ＋G一、热力学条件铸铁结晶时，热力学条件对石墨化有利图8.2γFe－Fe3C-Gr自由能与温度2021/8/21.成分起伏L4.3%CFe3C（6.67%C）+AG（100%C）+A2.结构起伏L（或

7、γ-Fe）Fe、C并存Fe3C（复杂斜方结构）G（六角形层状结构）比较接近浓度差小从动力学条件看，有利于渗碳体的形成二、动力学条件2021/8/23.原子扩散G长大，不但要C原子扩散集中，而且Fe原子要从G生长前沿逆向扩散。而Fe3C长大只要C扩散，Fe原子局部移动即可。G长大较难。有利于Fe3C长大2021/8/2三、铸铁的石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。2021/8/2石墨化分两个阶段：在P’S’K’线以上发生的石墨化称

8、为第一阶段石墨化。发生在P′S′K′线以下的G化为第二阶段，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.第二阶段石墨化包括共析转变石墨和共析渗碳体的分解。L+GL+Fe3C4.26736℃2021/8/2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