第八章铸铁

第四节铸铁 本节重点 铸铁牌号 含义影响铸铁石墨化的因素各种铸铁的性能特点及用途 铸铁是含碳量大于2 11 2 5 4 0 并含有较多硅 锰 硫 磷等元素的多元铁基合金 铸铁性能 抗拉强度 塑性 韧性比碳钢低 良好的耐磨性 消振性 低的缺口敏感性 优良的切削加工性 铸造性能比钢好 这些特性 除了因为它具有接近共晶的成分 熔点低 流动性好 易于铸造 还因为它的C Si含量高 大部分的碳以游离态的石墨状态存在 铸铁生产设备和工艺简单 价格便宜 具有许多优良的使用性能和工艺性能 应用广泛 一 铸铁的分类及性能 3 铸铁的分类 1 白口铸铁 石墨化过程全部被抑制按Fe Fe3C相图进行结晶 碳以Fe3C形式存在 断口呈银白色 2 灰口铸铁 石墨化过程充分进行 碳主要以石墨形式存在 断口呈灰暗色 3 麻口铸铁 石墨化过程部分进行 碳以石墨和Fe3C两种形式存在 断口黑白相间构成麻点 一 按石墨化程度分 1 灰口铸铁 G呈片状2 可锻铸铁 G呈团絮状3 球墨铸铁 G呈球状4 蠕墨铸铁 G呈短小的蠕虫状 二 按石墨形态分 2 1 3 4 成分 w C 2 5 4 0 w Si 1 0 3 0 1 铸铁的特点 铸铁的石墨化石墨G 简单六方晶格 Fe Fe3C G相图Fe3C 亚稳定相G 稳定相 石墨化过程 按Fe G相图结晶 转变 G结晶 过共晶成分L L GI共晶转变L4 26 A2 08 G 共晶 1154 G析出 A A GII 1154 738 共析转变A0 68 F G 共析 738 影响石墨化的因素 化学成分C Si促进石墨化冷却速度冷速慢有利石墨化 铸铁的组织和分类 灰口铸铁的组织 钢基体 石墨 力学性能强度 塑性 韧性比钢低 原因G的强度 韧性极低 减小钢基体的有效截面 并引起应力集中 3 铸铁的性能 耐磨性好 石墨有利于润滑 储油 三种石墨形态对力学性能的影响 缺口敏感性低 表面粗糙对疲劳极限的影响不明显消震性好 是钢的十倍 G组织松软铸造性好 接近共晶成分 熔点低 流动好 凝固收缩小 切削加工性好 G使切屑易断 还可润滑刀具 其它性能 应用 机床床身 发动机体 齿轮 曲轴等 二 常用铸铁 灰铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁 可锻铸铁 合金铸铁 灰铸铁 牌号 如HT100 表示 b 100MPa 30mm 性能 与其它铸铁相比 力学性能差 其它性能好 组织 钢基体 F F P P 片状G 铁素体为基体的灰口铸铁 G呈片状暗灰色 铁素体基体白色 铁素体 珠光体为基体的灰口铸铁 珠光体为基体的灰口铸铁 热处理 去应力退火 500 550 防止机加工或使用时变形 开裂 高温退火 850 900 表面 薄壁等处白口Fe3C G 硬度 切削加工性 表面淬火 提高导轨表面 汽缸体内壁等的耐磨性 应用 机床床身 导轨 汽缸体 球墨铸铁 在铁水浇注前加球化剂使石墨球化 牌号 如QT700 2 表示 b 700 2 组织 钢基体 F F P P S回火 B下 球状G 性能 强度 塑韧性明显优于灰铸铁 F G球 F P G球 P G球 球墨铸铁的显微组织 热处理 退火 去应力退火 加热500 600 保温 低温退火 加热720 760 P G F 高温退火 900 950 P Cm G F 正火 细化组织 增加P 提高强度 耐磨性 低温正火 840 860 P F G 塑韧性较好 高温正火 880 920 P G 少量F 强度较高 调质 加热850 900 油淬 550 600 回火 S回 G等温淬火 加热840 900 300 等温 B下 G 应用 替代部分铸钢 锻钢件 如曲轴 连杆 轧辊 汽车后桥等 蠕墨铸铁 在铁水浇注前加蠕化剂而得 牌号 如RuT420 表示 b 420 性能 强度 塑韧性优于灰铸铁 应用 高压热交换器 汽缸盖 液压阀等 组织 钢基体 蠕虫状G 可锻铸铁白口铸铁经长时间石墨化退火 900 960 而得 牌号 如KT300 6 表示 b 300 6 组织 钢基体 团絮状G 性能 强度 塑韧性优于HT 低于QT 铁素体为基体可锻铸铁 G呈团絮状暗灰色 珠光体为基体可锻铸铁 G呈团絮状暗灰色 可锻铸铁的显微组织 黑心可锻铸铁 珠光体可锻铸铁 应用 管接头 低压阀门等 合金铸铁 耐磨铸铁减摩铸铁 P灰铸铁 F为软基体 Cm为硬质点 G润滑 储油 抗磨铸铁 白口铸铁表层 灰口铸铁心部 强度好 加入合金元素 以提高强度 韧性 耐磨性 耐热铸铁和耐蚀铸铁 思考题 1 出现下列不正常现象时 应采取什么有效措施予以防止或改善 a 灰铸铁磨床床身铸造以后就进行切削 在切削加工后出现不允许的变形 b 灰铸铁薄壁处出现白口组织 造成切削加工困难 2 指出下列铸铁的类别 组织及性能的主要指标 HT150 HT350 QT600 3 KT370 12 练习题 1 从化学成分 组织 性能三方面说明铸铁与钢的区别 2 铸铁中碳的存在形式有哪几种 它们对性能的影响如何 3 铸铁如何分类 灰铸铁性能特点 4 何谓孕育处理 其目的 5 为什么可锻铸铁适宜制造薄壁零件 而球墨铸铁却不适宜 6 某铸造车间浇铸一批灰口铸铁件 厚薄