七章节铸铁ppt课件

1、l铸铁是含碳量大于铸铁是含碳量大于2.11%并含并含有较多硅、锰、硫、磷等元素有较多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁基合金。的多元铁基合金。l铸铁具有许多优良的性能及消铸铁具有许多优良的性能及消费简便、本钱低廉等优点，因费简便、本钱低廉等优点，因此是运用最广泛的资料之一。此是运用最广泛的资料之一。 l一、铸铁的石墨化过程一、铸铁的石墨化过程l1、Fe-Fe3C 和和 Fe-G (石墨石墨)双重相图双重相图lFe3C是亚稳相，在一定是亚稳相，在一定条件下将发生分解：条件下将发生分解： l Fe3C3Fe+C石墨石墨共晶白口铸铁共晶白口铸铁F基体球墨铸铁基体球墨铸铁l石墨是碳的单质之一，石墨是碳的单质

2、之一，其强度、塑性、韧性其强度、塑性、韧性几乎为零。几乎为零。l铸铁中的碳除少量固铸铁中的碳除少量固溶于基体中外，主要溶于基体中外，主要以化合态的渗碳体以化合态的渗碳体(Fe3C)和游离态的石和游离态的石墨墨(G)两种方式存在。两种方式存在。l2、铸铁的石墨化过、铸铁的石墨化过程程l铸铁中的碳原子析铸铁中的碳原子析出构成石墨的过程出构成石墨的过程称为石墨化。称为石墨化。l铸铁中的石墨可以铸铁中的石墨可以在结晶过程中直接在结晶过程中直接析出析出,也可以由渗碳也可以由渗碳体加热时分解得到。体加热时分解得到。石墨化进行程度石墨化进行程度 铸铁的显微组织铸铁的显微组织 铸铁类型铸铁类型 第一阶段第一阶

3、段石墨化石墨化 第二阶段第二阶段石墨化石墨化 完全进行完全进行完全进行完全进行F+G 灰口铸铁灰口铸铁部分进行部分进行F+P+G未进行未进行P+G部分进行部分进行未进行未进行Le+P+G麻口铸铁麻口铸铁未进行未进行未进行未进行Le白口铸铁白口铸铁SiC白口铸铁白口铸铁灰口铸铁灰口铸铁麻口麻口铸铸铁铁共晶共晶碳、硅含量对铸铁石墨化的影响碳、硅含量对铸铁石墨化的影响l碳、硅量控制范围：碳、硅量控制范围：2.54.0%C，1.03.0%Si。lAl、Cu、Ni、Co等元素对石墨化有促进作用。等元素对石墨化有促进作用。lS、Mn、Cr、W、Mo、V等元素妨碍石墨化。等元素妨碍石墨化。 铸铁中的磷共晶铸

4、铁中的磷共晶l磷虽然可促进石墨化磷虽然可促进石墨化,但其含量高时易在晶但其含量高时易在晶界上构成硬而脆的磷界上构成硬而脆的磷共晶，降低铸铁的强共晶，降低铸铁的强度，只需耐磨铸铁中度，只需耐磨铸铁中磷含量偏高磷含量偏高 (达达0.3%以上以上)。l 冷却速度的影响冷却速度的影响l铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分分散，结晶铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分分散，结晶将按将按Fe - G相图进展，因此促进石墨化。相图进展，因此促进石墨化。WC+Wsi(%)铸件壁厚和碳硅含量对铸铁组织的影响铸件壁厚和碳硅含量对铸铁组织的影响 l快冷时由快冷时由于过冷度于过冷度大，结晶大，结晶将按将按 Fe-Fe3C相图

5、相图进展进展, 不利不利于石墨化于石墨化.l工业上运用的铸铁主要是灰口铸铁。工业上运用的铸铁主要是灰口铸铁。l1、铸铁的组织特点、铸铁的组织特点l钢的基体钢的基体+G石墨石墨l基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。F+GF+P+GP+Gl 耐磨性能好。由于石墨本身有光滑作用。耐磨性能好。由于石墨本身有光滑作用。l 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。l 铸造性能好。由于铸铁硅含量高铸造性能好。由于铸铁硅含量高, 成分接近于共晶成分接近于共晶.l 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。切削性能好。

6、由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。l2、铸铁的性能特点、铸铁的性能特点l 力学性能低。由于力学性能低。由于石墨相当于钢基体中石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏的裂纹或空洞，破坏了基体的延续性，且了基体的延续性，且易导致应力集中。易导致应力集中。铸铁与铸钢的强度比较铸铁与铸钢的强度比较铸铁铸铁名称名称 石墨石墨形态形态 基体基体组织组织 编编 号号 方方 法法 牌号实例牌号实例 灰灰 铸铸 铁铁 片片状状FHT + 一组数字一组数字数字表示最低抗拉强度值，数字表示最低抗拉强度值，单位单位MPa。“HT”表示灰铸铁代号。表示灰铸铁代号。 HT100F+PHT150PHT200 可可 锻锻 铸铸 铁

7、铁 团团絮絮状状FKTH + 两组数字两组数字KTB + 两组数字两组数字KTZ + 两组数字两组数字KTH300-06表表F心心PKTB350-04PKTZ450-06KTH、KTB、KTZ分别为黑心、白心、分别为黑心、白心、珠光体可锻铸铁代号；珠光体可锻铸铁代号；第一组数字表示最低第一组数字表示最低抗拉强度值，抗拉强度值，MPa；第二组数字表示最低第二组数字表示最低伸长率值，伸长率值，% 铸铁铸铁名称名称 石墨石墨形态形态 基体基体组织组织 编编 号号 方方 法法 牌号实例牌号实例 球球 墨墨 铸铸 铁铁 球球状状FQT + 两组数字两组数字 第一组数字表示最低抗拉第一组数字表示最低抗拉强

8、度值，强度值，MPa；第二组数字表示最低伸长第二组数字表示最低伸长率值，率值，%。 “QT”表示表示 球墨铸铁代球墨铸铁代号号QT400-15F+PQT600-3PQT700-2蠕蠕 墨墨铸铸 铁铁 蠕蠕虫虫状状FRuT + 一组数字一组数字数字表示最低抗拉强度值数字表示最低抗拉强度值, MPa。“RuT”表示蠕墨铸铁代表示蠕墨铸铁代号号 RuT260F+PRuT300PRuT420l一、灰铸铁一、灰铸铁l灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其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产量约占铸铁总产量的80%以上。以上。l1、组织、组织l灰铸铁的组织是由液态铁水缓灰铸铁的组织

9、是由液态铁水缓慢冷却时经过石墨化过程构成慢冷却时经过石墨化过程构成的，其基体组织有铁素体、珠的，其基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。光体和铁素体加珠光体三种。铁素体灰铸铁铁素体灰铸铁珠光体灰铸铁珠光体灰铸铁铁素体加珠光体灰铸铁铁素体加珠光体灰铸铁石墨片的三维形貌石墨片的三维形貌l常对灰铸铁进展孕育处置，以细化片常对灰铸铁进展孕育处置，以细化片状石墨。状石墨。l常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。 l经孕育处置的灰铸铁称为孕育铸铁。经孕育处置的灰铸铁称为孕育铸铁。 孕育处置前孕育处置前孕育处置后孕育处置后硅铁硅铁硅钙硅钙l2、热处置、热处置l热处置只改动基体组

10、织，不改动热处置只改动基体组织，不改动石墨形状。石墨形状。l灰铸铁强度只需碳钢的灰铸铁强度只需碳钢的3050%，热处置强化效果不大。热处置强化效果不大。l灰铸铁常用的热处置有：灰铸铁常用的热处置有：l 消除内应力退火消除内应力退火(又称人工时效又称人工时效)l 消除白口组织退火消除白口组织退火 l 外表淬火外表淬火 灰铸铁件灰铸铁件汽缸套汽缸套活塞环活塞环l3、用途、用途l制造接受压力和震动的零件制造接受压力和震动的零件,如机床床身、各种箱体、壳如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。体、泵体、缸体。大型船用柴油机汽缸体大型船用柴油机汽缸体(HT-300)重型机床床身重型机床床身(HT-250

11、)变速箱体变速箱体可锻铸铁石墨化退火工艺曲线可锻铸铁石墨化退火工艺曲线 l3、用途、用途l用于制造外形复杂且接受振用于制造外形复杂且接受振动载荷的薄壁小型件，如汽动载荷的薄壁小型件，如汽车、迁延机的前后轮壳、管车、迁延机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。接头、低压阀门等。可锻铸铁管件可锻铸铁管件l三、三、 球墨铸铁球墨铸铁l石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到化得到. l1、组织：基体、组织：基体F、F+P、P+ 球状球状Gl球状石墨是液态铁水经球化处置得到的。球状石墨是液态铁水经球化处置得到的。l球化剂为镁、稀土和稀土镁。球化剂为镁、稀土和稀土镁。

12、硅铁硅铁硅硅钙钙稀土镁稀土镁l为防止白口，并使石墨细小均为防止白口，并使石墨细小均匀，在球化处置同时还进展孕匀，在球化处置同时还进展孕育处置。育处置。 l常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。铁素体加珠光体球墨铸铁铁素体加珠光体球墨铸铁 铁素体球墨铸铁铁素体球墨铸铁 珠光体球墨铸铁珠光体球墨铸铁 球墨铸铁中的石墨球球墨铸铁中的石墨球 l2、性能与热处置、性能与热处置l强度是碳钢的强度是碳钢的7090%。球墨铸铁的突出特点是屈。球墨铸铁的突出特点是屈强比强比( 0.2 / b)高高, 约为约为0.70.8, 而钢普通只需而钢普通只需0.30.5。 l球墨铸铁可进展各种热处置球墨

13、铸铁可进展各种热处置,如退火、正火、淬火加如退火、正火、淬火加回火、等温淬火等。回火、等温淬火等。 l球墨铸铁的热处置特点是：球墨铸铁的热处置特点是：l 奥氏体化温度比碳钢高，由于硅含量高奥氏体化温度比碳钢高，由于硅含量高; l 淬透性比碳钢高淬透性比碳钢高; l 奥氏体中碳含量可控。奥氏体中碳含量可控。l3、用途、用途l接受震动、载接受震动、载荷大的零件，荷大的零件，如曲轴、传动如曲轴、传动齿轮等。齿轮等。核燃料储存运输核燃料储存运输容器容器(QT350-22)铸铁曲轴铸铁曲轴l四、蠕墨铸铁四、蠕墨铸铁l蠕墨铸铁是蠕墨铸铁是20世纪世纪60年代年代开展起来的一种新型铸铁开展起来的一种新型铸铁.l蠕墨铸铁是液态铁水经蠕蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处置和孕育处置得到的化处置和孕育处置得到的.l蠕化剂为稀土硅铁镁合金、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。稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等。蠕墨铸铁的组织：蠕墨铸铁的组织： 基体基体F、F+P、P+ 蠕虫状蠕虫状G 蠕墨铸铁中的石墨蠕墨铸铁中的石墨蠕墨铸铁中的石墨蠕墨铸铁中的石墨珠光体基体珠光体基体铁素体基体铁素体基体l蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁，蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁，其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。灰铸铁灰铸铁灰铸