常用铸铁材料.ppt

第五章 铸铁,铸铁石墨化过程及影响因素； 铸铁的分类、成分、组织、性能、用途,本章目的:,掌握铁碳双重相图 深入理解铸铁的石墨化过程与影响因素，石墨形态对铸铁性能的影响，铸铁的热处理特点，常用铸铁的牌号、组织和用途,本章重点：,第一节 概述,铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金。实际应用的铸铁中还会含有较多的Si、Mn和其他一些杂质元素。为了提高铸铁的性能，还可以加入一定量的合金元素，组成合金铸铁。 同钢相比，虽然强度、塑性和韧性较低，但是铸铁熔炼简便，成本低廉，具有优良的铸造性能、很高的耐磨性、良好的减振性和切削加工性能等一系列的优点，因此而获得较为广泛的应用。,在汽车上，重量约为50%70%的金属材料为铸铁。如：汽缸体、变速箱体、后桥壳、曲轴等。随着科技的发展，新型铸铁的不断出现，为铸铁的广泛应用开辟更广泛的前景，目前有些零部件（曲轴、齿轮），形成了以铁代钢的趋势。,碳的存在形式： 固溶于A和F中 化合物渗碳体（Fe3C） 游离态的石墨（G）,石墨特点： C%100% 简单六方晶体结构 强度、塑性和韧性极低 松软相，相当于孔洞和裂缝,graphite,一、铸铁组织的形成,碳存在的形式 及断口的颜色,白口铸铁,灰铸铁,麻口铸铁,渗碳体,游离的石墨,渗碳体,游离的石墨,根据碳在铸铁中的存在形式，铸铁可分为：,铸铁的机械性能主要取决于铸铁基体组织以及石墨的数量、形状、大小及分布特点。 石墨机械性能很低，硬度仅为3HB5HB，抗拉强度为20MPa，延伸率接近零。 石墨与基体相比，其强度和塑性都要小得多。,铸铁性能,石墨造成脆性切削，铸铁的切削加工性能优异。 铸铁的铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生的膨胀，减少铸件体积的收缩，降低铸件中的内应力。 石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油，使铸件有很好的耐磨性能。 石墨对振动的传递起削弱作用，使铸铁有很好的抗振性能 大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感。,虽然铸铁的机械性能不如钢，但由于石墨的存在，却赋予铸铁许多为钢所不及的特殊性能：,第二节 常用铸铁,铸铁中的石墨形态、尺寸以及分布状况对性能影响很大。铸铁中石墨状况主要受铸铁的化学成分及工艺过程的影响。通常铸铁中石墨形态(片状或球状)在铸造后即形成，也可将白口铸铁通过退火，让其中部分或全部的碳化物转化为团絮状形态的石墨。,灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约占铸铁总产量的80%以上。,一、灰铸铁,命名,HT+三位数字，表示最低的抗拉强度。如：HT100，HT150、HT200、 HT250、 HT300、 HT350 。,牌号,抗拉强度值，MPa,耐磨性好 石墨有利于润滑、储油。 抗压强度高抗拉强度、塑韧性比钢低。 消震性好（是钢的十倍） G 组织松软 铸造性好 接近共晶成分、熔点低、流动性好、凝固收缩小。 切削加工性好 G 使切屑易断，还可润滑刀具 抗拉强度低、塑韧性很差基体强度不能充分发挥，其强度利用率仅3050%，表现为b很低，塑性和韧性几乎为零,性能,制造承受压力和震动的零件,如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。,应用,石墨呈团絮状的灰口铸铁，是由白口铸铁经石墨化退火获得的。石墨呈团絮状，对基体破坏作用较小，所以比灰铸铁具有较高的强度强度为碳钢的0-0%，接近于铸钢、塑性和冲击韧度，但不能锻造。,二、可锻铸铁,命名,KT+种类+三位数字-两位数字，种类：H：黑心铸铁，Z珠光体铸铁，三位数字：最低抗拉强度，两位数字：最低的伸长率。如KTH300-06，KTZ450-06,强度为碳钢的4070%，接近于铸钢。 名为可锻，实不可锻,可锻铸铁的石墨化退火,性能,用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压 阀门等。,生产周期长，工艺复杂，成本较高，已部分地被球墨铸铁所代替。,典型用途,石墨呈球形的灰口铸铁。 球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。 球化剂为镁、稀土和稀土镁。,硅铁,硅钙,稀土镁,为避免白口，并使石墨细小均匀，在球化处理同时还进行孕育处理。 常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。,三、球墨铸铁,牌号意义,例如QT400-15，QT为球铁代号，400表示抗拉强度不低于400MPa，15表示伸长率不低于15%。,强度是碳钢的7090%。具有灰铸铁的优点：良好的铸造性、耐磨性、可切削加工性及低的缺口敏感性等，又具有与中碳钢相媲美的力学性能。,球状石墨对基体的割裂作用小！,性能,典型用途,铸铁曲轴,连杆,替代部分铸钢、锻钢件,承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等。,四、蠕墨铸铁,蠕墨铸铁是20世纪60年代发展起来的一种新型铸铁。蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的。,蠕化剂为稀土硅铁镁合金。稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等。,蠕墨铸铁的组织：基体（F、F+P、P）+ 蠕虫状G,蠕墨铸铁的力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。并且具有优良的抗热疲劳性能。 它的铸造性能和减振性能都比球铁为优