工程材料学铸铁

1、南京航空航天丸学梁丈萍第八章铸铁8.2灰铸跌&3可钗铸铁8.4球墨铸铁8.5聲墨傍铁巻习要求和瑋止学习重点:1. 铸铁的分类与编号。2. 铸铁的组级与性能特点。3.影哺石墨化的因素。铸铁是含碳量大于2.11%并含 有较多徒、話、破、确等元素的多元铁基合金。铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉等优点,而是应用最广泛的林料之一。.1.1铸铁的石墨化过程1、渗碳休的分解 FesC是亚稳相，在一定条件下将发生分解:FegC- 3Fe+C （石墨）铸铁中的碳除少量固溶于基体中外，主耍以化合态ZV的渗 ft(Fe3C)和游离态的石墨(G)两种形式存在。石墨的其强度、塑性、韧11几乎为零。2、铸铁的石

2、墨化过程铸铁中的石墨可以在结晶过程中直接林出, 也可以由渗碳体加热 时分解得到。IN台车式石墨化退火炉石墨化分两个阶段:在P SJ K线以上发生的石墨化称为第一阶 段石墨化。色括结晶时一次石墨、次石墨、井晶石墨的析岀;加热时一次渗碳体、二次渗碳体及共晶渗碳体的分解。在P S K线以 下发生的石墨化称 为第二阶段石墨化。包括冷却时井林石墨的林出和加热时共林渗碳休的分解。石墨化程度不同,所得到的铸铁类型和组纵也不同。8.1 fit 述铸铁的石墨化程度与其组级之间的关系 （以共晶铸铁为例）I石墨化进行程度铸铁的显微组级铸铁类型第一阶段 石墨化第二阶段 石墨化完全进行完全进行F+G灰口铸铁部分进行F+

3、P+G未进行P+G部分进行未进行Le +P+G麻口铸铁未进行未进行Le，白口铸铁3、影响石墨化的因素化学成分的影响 碳和徒是强烈促进石墨化的元素。碳、徒含量ii低-易出现白口组织-力学牲能和铸造性能变差。碳、徒含量11髙石墨数量多且粗大-基ZV体内铁素体量增多T降低铸件舸牲能.碳、2.5-4.0%C, 1.0-3.0%Sio Al、Cu、Ni、Co等元素对石墨化有促进作用。 S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素阻碍石墨化。隊虽然可促进石墨化，但其含量高时易在晶界上形成硕而脆的磷共晶， 降低铸铁的强度，只有耐磨铸铁中磷含量侣（140.3% 以上）。1020301050600铸件壁厚/(2)袴却速度

4、的影喑衿却缓慢，有科于碳原子的充分扩散，结晶将按Fe-G相图进行，因而促进石墨化。快衿时由于过 冷度大，结晶 務按 Fe-Fe3C 相图进行，不 利于石墨化。7.1.2 ft铁的成分及性能特点1.成分特点: C、Si、Mn含量较咼素S、P也较多。 叫:25%4.0%, wSi 1.0%30%, wMn: 05%14%o杂质元工业整的成拿围与组织工业铸铁的成分范围Fe3C中速冷却缓冷“ + Gnpi/Mg/e快冷中速冷却缓冷P+ Fo3CP+ Gfa + Gf中速冷却缓冷卩5aGn珠光体蠕墨铸铁铁素体蠕墨铸铁白口铸铁、珠光体灰铸铁铁素体灰铸铁石墨化退火700Cfo30珠光体球墨铸铁铁素体球墨铸铁

5、快冷缓冷P十Gra + Gr珠光体農可锻铸铁铁素体 可锻铸铁8.1概述2、铸铁的牲能特点 力学牲能低。由于石墨相当于鋼基体中的/V裂奴或空洞，易导致 应力集中。耐磨牲能好。禎振牲能好。铸it性能好。切削牲能好。600500400g 3002001000友铸铁球墨铸铁铸钢铸铁与铸钢的强度比较由于石墨本身有润滑作用。由于石墨可以吸收振动能量。由于铸铁硅含量高，成分接近于共晶.由于石墨便车屑容易脆断，不粘刀。8.1 述.1-3 铁的分类铸铁组织性能特点白口铸铁灰口铸铁麻口铸铁:耐磨铸篁J特殊性能铸铁J铸铁的分类铸铁的分类与牌号表示方法编号方法FfTpHT + XXXHT100HT贡铸铁代号HT150

6、XXX最低抗拉强度值，MPa。HT200KTH + XXXKTB-白心KTH300- 06KTB + XXX+XXP KTZ + XX+XXKTZ珠光体最低抗拉强8, MPa；KTB350-04最低伸长率,KTZ450- 06铸名球墨铸铁石墨形态状编号方法牌号实例墨铸铁PF+QT + XXX+XXQT球墨铸铁代号;XXX最低抗殖强度值， MPa；XX最低伸长率值，。RuT + XXXRuT-g墨铸铁代号；XXX-最低抗拉强度值，MPaoQT400-15QT600-3QT700-2RuT260RuT300RuT420hirv贡铸铁是指石墨呈片状分布的贡口铸铁。其产量约占铸铁总产量的80%以上。1

7、s组级灰铸铁的组纵是由液盗铁水缓 慢袴却时通ii石墨化过程形成 的，其基体组级有铁素休、珠 光体和铁素休+珠光体三种。石墨片的三维形貌珠光体灰铸铁经孕育处理的贡铸铁祢为孕育铸铁。质铸铁的孕育处理一细化片状石墨。常用的孕育剂有硅铁和徒钙合金。2、热处理热处理只改变基体组级，不改变石墨形盗。灰铸铁强度只有碳鋼的3050%, 热处理强化效果不大。灰铸扶常用的热处理有： 消除内应力退火（Q称人工时效） 消除白口组级退火6囱aeffffia目過囱灰铸铁件 表面淬火3、用途体、泵体、fiffo重型机床床身(HT-250)大型船用柴油机汽缸体(HT-300)制造承受压力和農动的零件,如机床床身、各种箱体、克

8、基体（F、P）+团絮状G8.3可鍛铸铁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。1、组级：铁素体基体可傲铸铁Q称黑心可2、牲能：强度为碳鋼的4070%,接近于铸搦。名为可锻，实不可鍛。8.3可鍛铸铁可锻铸铁的显微组纵8.3可鍛铸铁3、用途形状复杂且承受振动载荷的薄壁 小塑件，如汽车、拖拉机的前后 轮克、管接头、低压阀门等。E3J9OW1 .NDI：n 1IJL1A1 wif1“ii丨 .m li 说仙I %!佛话三R lEESLAJS. l.iJLALr30即阿腔姜C4.1NIC/AI llNlCXKiiW內外血能勒8出4 liMOS n det耳心L JOINT LBWTd

9、IlWXSrSilt kl. JS IIAMJhl.i wmr ftiESRnrr IWNUIIIK! ADSI询元物谒号佞li SOCKIOSPIHirAicin haisi TIIKSUM.SE if ?r n E*Ml冇的釉I I I ，.M-： Il和|S；5JM；EniELiwOl#Ml方划秫（不悅酬W il1 ND I M% 1S1UME5S STEELjRI.IIJND Gl： I JC .UI PAlfTKR WTTH 50LT HCUT；：.!:石墨呈球形的贡口铸铁。由液态铁水经石墨化得到.1、组死基体（F、F+P、P） +球状G球化剂为鎂、稀土和稀土鎂。为避免白口，并使石墨

10、细小均匀, 在球化处理同时还进行孕育处理。常用孕育剂为徒跌和徒钙合金。铁素体球墨铸铁球墨铸铁中的石墨球铁素体加珠光体球墨铸铁2、性能与热处理强度是碳钢的7090%o球墨铸铁的突出特点是尿强比(q0 2 /crb)高，约为0.7-0.8,而搦一般只有0.30.5。球墨铸铁可进 行各种热处理,如退火、正火、淬火加回火、等温淬火等。CX + graphitea十F*Quenching (martensite 4- graphite)AusUmpcring (bainite + graph iie IAnnealing (a 丰 graphhe)Normalizing (pearlice + graph itc)iYLog time球墨铸铁的热处理特点:奥氏体化温度比碳鋼高,由于徒含量高; 淬透性比料高；奥氏休中碳含量可控。3、用途承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等.nrj8.5娉墨铸铁聲墨铸铁是20世纪60年代发 展起来的一种新型铸铁.聲墨铸铁是裁态铁水经聲化 处理和孕育处理得到的。聲化剂为稀士硅铁鎂合金、 稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等。轎墨铸铁的组级：基休（F、