材料成型基础金属液态成型

1、第第2章金属液态成型章金属液态成型我国有辉煌的传统冶铸历史，在殷商时期就有灿烂的青铜器铸造技术。 熔模铸造的发展史可以追溯到4000年前，埃及、中国和印度是最早起源的国家。曾侯乙尊盘(战国早期) 铸造 长的发展历史铸造 可制造任意复杂程度和尺寸的产品永乐大钟铜钟通高6.75米，最厚处185毫米，最薄处94毫米，重约46吨，钟体内外遍铸经文，共22.7万字。铸造 适用于几乎所有材料将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法。用液态成型方法生产的金属件称为铸件铸件。铸件主要用于机器零件的毛坯，精密铸件可直接用作机器的零件。铸造：铸造：概述概述1 1 铸造的定义铸造的

2、定义 铸造的实质是：液态金属凝固成形 2 2 铸造的特点铸造的特点铸造是制造复杂结构金属件的最灵活、最经济的成形方法。铸造在工业生产中得到广泛应用，是因为其具有如下优点：1）可以铸造出内腔和外形很复杂的金属件。2）适用性广，可用于各种合金；生产的铸件重量可由几克到数百吨；壁厚由0.5mm到1m左右；轮廓尺寸从几毫米到几十米。3）使用的原材料来源广泛，价格低廉，铸件成本较低。缺点：力学性能较低；工序多，铸件质量不稳定；工人劳动强度大，劳动条件差。3 3 铸造技术的发展铸造技术的发展 砂型铸造砂型铸造适应性强、生产准备简单，是目前最主要的铸造方法。特种铸造特种铸造熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离

3、心铸造、消失模铸造、陶瓷型铸造等。我国的悠久铸造历史我国的悠久铸造历史青铜器：三千多年前铸铁工具：二千五百年前泥型、金属型、失蜡型我国创造的三大铸造技术我国铸造技术的发展我国铸造技术的发展型砂铸造方面：推广应用水玻璃砂、自硬砂、树脂砂机器造型技术不断发展，用湿型砂制造出高密度铸型铸造合金方面：发展了高强度、高韧性的球墨铸铁铸造设备方面：建立了机械化、自动化砂型造型生产线一、金属液态成型的工艺性能一、金属液态成型的工艺性能金属液态成型的工艺性能在生产中称为合金的铸造性能或称可铸性，用来衡量合金在铸造中获得合格铸件的难易程度。合金的铸造性能以合金的流动性、收缩性、吸气性和偏析等为综合衡量指标，其中

4、流动性和收缩性对铸件的质量影响较大。1 合金的流动性充型 液态合金填充铸型的过程。充型能力液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力。合金流动性： 液态金属充满铸型的能力。 流动性好的合金流动性好的合金：u容易充满型腔，能获得外形完整、轮廓清晰、尺寸精确、容易充满型腔，能获得外形完整、轮廓清晰、尺寸精确、薄而复杂的铸件；薄而复杂的铸件；u有利于合金凝固收缩时得到补缩；有利于合金凝固收缩时得到补缩；u有利于气体和非金属夹杂物上浮和排除，使铸件不易产有利于气体和非金属夹杂物上浮和排除，使铸件不易产生气孔和夹杂；生气孔和夹杂；u能避免铸件产生冷隔和浇不足等缺陷。能避免铸件产生冷隔和浇

5、不足等缺陷。充型能力不足充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。出气口浇口杯合金流动性的测值方法 常用合金的流动性（砂型，试样截面8mm8mm） 常用铸造合金中，灰铸铁、硅黄铜的流动性最常用铸造合金中，灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。好，铸钢的流动性最差。 （1 1）影响流动性的因素）影响流动性的因素合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的结晶特点结晶特点合金种类：铸铁和有色金属的流动性比铸钢好。 杂质：铸铁中的硅和磷可提高铁水的流动性，硫能使铁水的流动性降低。 a）在恒温下凝固b）在一定温度范围内凝固PbSb20406080204060800流动性（cm）1002

6、00300温度（）0浇注条件浇注条件浇注温度：浇注温度越高，金属液的粘度越低，保持液浇注温度：浇注温度越高，金属液的粘度越低，保持液态的时间长，合金流动性越好。但过高，液态合金收缩态的时间长，合金流动性越好。但过高，液态合金收缩越大、吸气越多、氧化越严重，合金流动性反而降低。越大、吸气越多、氧化越严重，合金流动性反而降低。浇注速度：浇注速度： 浇注速度越快，充型越快，流动性越好。浇注速度越快，充型越快，流动性越好。充型力：液态金属在流动方向上所受的压力越大，充型充型力：液态金属在流动方向上所受的压力越大，充型能力越强，流动性越好。能力越强，流动性越好。 铸型条件和铸件结构铸型条件和铸件结构 铸

7、型的导热能力：导热性越好，热量越容易散失，流动性越差。铸型的导热能力：导热性越好，热量越容易散失，流动性越差。 铸型为砂型时，若水分过多、排气不畅、透气性不好，产生大量铸型为砂型时，若水分过多、排气不畅、透气性不好，产生大量气体，增加铸型阻力，则使合金流动性变差。气体，增加铸型阻力，则使合金流动性变差。 浇注系统：系统越复杂，直浇道越低，内浇口截面越小、铸型内浇注系统：系统越复杂，直浇道越低，内浇口截面越小、铸型内腔越粗糙，流动性越差。腔越粗糙，流动性越差。 排气能力排气能力 ：铸型的透气性越好，充型能力越强，流动性越好。：铸型的透气性越好，充型能力越强，流动性越好。 铸型温度：铸型温度越高、

8、液态金属与铸型的温差越小，充型能铸型温度：铸型温度越高、液态金属与铸型的温差越小，充型能力越高，流动性越好。力越高，流动性越好。 铸件厚度过小，厚薄变化大，结构复杂，有大水平面结构时，充铸件厚度过小，厚薄变化大，结构复杂，有大水平面结构时，充型能力较差。型能力较差。2 合金的收缩性金属或合金在铸型中凝固时金属或合金在铸型中凝固时,可以分为可以分为液相区液相区、固相区固相区和和液固两相区液固两相区三个区域。三个区域。金属或合金凝固分区示意图X铸型固相区固相区液固两相区液固两相区液相区液相区理想（1） 铸件的凝固方式固液两相区较窄时固液两相区较窄时呈现强烈的逐层凝固逐层凝固特点；固液两相区较宽时固

9、液两相区较宽时逐层凝固特征不明显，呈现糊状凝固糊状凝固特点。固液两相区宽度将对凝固时液相补缩的影响固液两相区宽度将对凝固时液相补缩的影响固液两相区固液两相区宽度较窄宽度较窄固液两相区宽固液两相区宽度较宽度较宽Cu600Al548T(）C1C21X2X工业纯铝铸件断面的凝固动态曲线a)砂型铸造b)金属型铸造凝固方式一般由合金凝固方式一般由合金固液相线温度间隔固液相线温度间隔和凝固件断面和凝固件断面温度温度梯度梯度两个因素决定。两个因素决定。逐层凝固逐层凝固糊状凝固糊状凝固（2） 合金的收缩铸件铸件在冷却过程中体积缩小的现象在冷却过程中体积缩小的现象叫收缩。叫收缩。收缩可分成三个阶段：收缩可分成三

10、个阶段：液态收缩：液态收缩：从浇注温度到凝固开始的温度的时间间隔内发从浇注温度到凝固开始的温度的时间间隔内发生的体积收缩；生的体积收缩；凝固收缩：凝固收缩：合金在凝固阶段的体积收缩；合金在凝固阶段的体积收缩；固态收缩：固态收缩：固态合金因温度降低发生的体积收缩。固态合金因温度降低发生的体积收缩。液态收缩、凝固收缩是引起缩孔、缩松的主要原因，而固液态收缩、凝固收缩是引起缩孔、缩松的主要原因，而固态收缩是产生铸造应力、变形和裂纹的主要原因。态收缩是产生铸造应力、变形和裂纹的主要原因。合金的收缩量用体收缩率和线收缩率来表示，其定义为：合金的收缩量用体收缩率和线收缩率来表示，其定义为：V0，V1合金在

11、温度为T0，T1时的体积；l0，l1合金在温度为T0，T1时的长度；av，al合金在T0-T1温度范围的体膨胀系数和线膨胀系数。%100)TT(%100VVV10V010V%100)TT(%100lll10l010l液态收缩和凝固收缩导致了体收缩，固态收缩是导致线收液态收缩和凝固收缩导致了体收缩，固态收缩是导致线收缩的直接原因。缩的直接原因。体收缩率体收缩率线收缩率线收缩率影响合金收缩的因素：l化学成分不同的铸造合金有不同的收缩率。在常用合金中，铸钢收缩率最大，灰口铸铁最小。硅元素促进收缩率减小，硫使收缩率增大。l浇注条件浇注温度高，合金过热，液态收缩量增大。浇注速度慢或明冒口不断补浇高温合金

12、液，使铸件液态和凝固收缩得到补偿。l铸件结构和铸型条件铸型材料对铸件冷却速度影响很大。合金在铸型中不是自由收缩，而是受阻收缩。因此，铸件的实际线收缩率比合金的自由收缩率小。 常用合金的收缩率合金的体收缩导致在部件最后凝固部位会出现孔洞合金的体收缩导致在部件最后凝固部位会出现孔洞“缩孔缩孔” （shrinkage cavities）。 体积大而集中的孔洞称为体积大而集中的孔洞称为缩孔缩孔； 细小而分散的空洞称为细小而分散的空洞称为缩松（缩松（porosity）。缩孔的形成过程示意图缩孔的形成过程示意图缩孔和缩松通常用画通常用画“凝固等温线凝固等温线”和画和画“内切圆内切圆”的方法来近似确定的方法

13、来近似确定缩孔位置。缩孔位置。热流热流方向方向热流热流方向方向x热流热流方向方向热流热流方向方向采用控制导热方向和加冒口的方法控制缩孔位置采用控制导热方向和加冒口的方法控制缩孔位置保温保温材料材料冒口冒口对于简单形状的部件可通过经验较方便地确定缩孔位置并对于简单形状的部件可通过经验较方便地确定缩孔位置并采用相应的方法消除。采用相应的方法消除。而对于形状复杂的部件则可通过计算机凝固模拟的方法确定部件任意剖面地等温线并确定缩孔位置内切圆法：内切圆法：铸件壁交接处的内切圆直径大于铸件壁厚，这些地方凝固较晚，缩孔可能在那里生成。缩松：缩松是铸件以糊状凝固方式凝固时，最后凝固的区域没能得到液态合金的补充

14、造成的分散、细小的显微孔洞。根据分布形态，缩松分为宏观缩松和微观缩松两类。宏观缩松：指用肉眼或放大镜可以看到的细小孔洞，通常出现在缩孔的下方微缩缩松：是指分布在枝晶间的微小孔洞，在显微镜下才能看到。保温保温材料材料宏观缩松保温保温材料材料宏观缩孔 缩孔、缩松的存在都会使铸件受力的有效截面积减缩孔、缩松的存在都会使铸件受力的有效截面积减小，使铸件强度降低。在生产中应尽量防止或减少缩孔、小，使铸件强度降低。在生产中应尽量防止或减少缩孔、缩松。缩松。 可以利用冒口、冷铁和补贴等工艺措施，并结合运可以利用冒口、冷铁和补贴等工艺措施，并结合运用顺序凝固或同时凝固的工艺原则来实现。用顺序凝固或同时凝固的工

15、艺原则来实现。冒口冒口冷铁冷铁顺序凝固同时凝固冷铁铸造应力铸件冷却时因各部分冷却速度不同，造成在同一时刻各部铸件冷却时因各部分冷却速度不同，造成在同一时刻各部分的收缩量不同，彼此相互制约的结果就产生了应力。分的收缩量不同，彼此相互制约的结果就产生了应力。 铸造应力：铸造应力：铸件在凝固后继续冷却至室温产生固态收缩，铸件在凝固后继续冷却至室温产生固态收缩，当收缩受到阻碍而产生的内应力称为铸造应力。当收缩受到阻碍而产生的内应力称为铸造应力。 铸造应力如果是暂时的，当产生应力的原因被消除以铸造应力如果是暂时的，当产生应力的原因被消除以后，应力就自行消失，这种应力叫临时应力；如果原因消后，应力就自行消

16、失，这种应力叫临时应力；如果原因消除后，应力依然存在，这种就称做残余应力（除后，应力依然存在，这种就称做残余应力（residual stress）。）。铸造应力是铸件产生变形和裂纹等缺陷的主要原因，铸造铸造应力是铸件产生变形和裂纹等缺陷的主要原因，铸造应力可分为机械应力和热应力。应力可分为机械应力和热应力。按应力形成原因分类：按应力形成原因分类：热热 应应 力力 铸件在冷却过程中，由于各部分冷却速度不一铸件在冷却过程中，由于各部分冷却速度不一致，造成收缩量不一致，彼此制约的结果，所致，造成收缩量不一致，彼此制约的结果，所形成的应力；形成的应力；机械应力机械应力 铸件冷却收缩过程中，线收缩受到机

17、械阻碍而铸件冷却收缩过程中，线收缩受到机械阻碍而产生的应力产生的应力。机械应力（收缩应力） 合金的线收缩受到铸型、型芯、浇冒系统的机械阻碍而形成的内应力。机械应力是暂时应力。上型下型热应力 由于形状复杂，厚薄不均，各部分的冷却速度不同，以至在同一时刻，铸件各部位收缩不一致而引起的内应力称为热应力。框形铸件热应框形铸件热应力形成过程力形成过程第一阶段（第一阶段（t0t1）：）：在高于弹塑性转变阶段，两杆均处于塑性状态，瞬时的应力在高于弹塑性转变阶段，两杆均处于塑性状态，瞬时的应力均可通过塑性变形释放；均可通过塑性变形释放；第二阶段（第二阶段（t1t2）：）：冷却较快的杆冷却较快的杆II已进入弹性

18、状态，而粗杆已进入弹性状态，而粗杆I仍处于塑性状态，仍处于塑性状态，所以杆所以杆II收缩大于杆收缩大于杆I，细杆，细杆II受拉伸，粗杆受拉伸，粗杆I受压缩，形成临时内应力；受压缩，形成临时内应力；第三阶段（第三阶段（t2t3）：）：粗杆粗杆I温度较高，还会有较大的收缩，细杆温度较高，还会有较大的收缩，细杆II温度较低，收缩温度较低，收缩较小，所以粗杆较小，所以粗杆I的收缩会受到杆的收缩会受到杆II的强烈阻碍，细杆的强烈阻碍，细杆II受压缩，粗杆受压缩，粗杆I受拉伸，直受拉伸，直到室温，形成残余应力。到室温，形成残余应力。 当应力超过金属的屈服点后，铸件就会发生当应力超过金属的屈服点后，铸件就会

19、发生变形变形，以，以释放应力。释放应力。+-防止变形的方法： 1）使铸件壁厚尽可能均匀；2）采用同时凝固的原则；3）采用反变形法。铸件变形后，仍存在一定的残余应力，因此在切削加工前应对某些重要铸件变形后，仍存在一定的残余应力，因此在切削加工前应对某些重要的易变形铸件进行去应力退火或自然时效来消除内应力。的易变形铸件进行去应力退火或自然时效来消除内应力。当应力超过金属的抗拉强度时，铸件就会产生当应力超过金属的抗拉强度时，铸件就会产生裂纹裂纹。按裂纹。按裂纹形成的温度范围，可分为冷裂和热裂两种类型。形成的温度范围，可分为冷裂和热裂两种类型。热裂：热裂：在凝固末期的高温下形成，裂纹在凝固末期的高温下

20、形成，裂纹短、缝隙宽，通常沿通常沿晶界扩展，走向曲折而不规则，表面呈氧化色；（机械应力）晶界扩展，走向曲折而不规则，表面呈氧化色；（机械应力）热裂的防止： 应尽量选择凝固温度范围小，热裂倾向小的合金。 应提高铸型和型芯的退让性，以减小机械应力。 对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制硫的含量， 防止热脆性。 冷裂：冷裂：在低温时形成，裂纹在低温时形成，裂纹细小，穿过晶粒扩展，较平直，穿过晶粒扩展，较平直，表面具有金属光泽。（热应力）表面具有金属光泽。（热应力）减少凝固成形时部件温度分布的不均匀性、减少铸型对凝固减少凝固成形时部件温度分布的不均匀性、减少铸型对凝固收缩时的阻力是减少应力导致部件产生裂纹

21、的有效方法。收缩时的阻力是减少应力导致部件产生裂纹的有效方法。冷裂的防止：1）使铸件壁厚尽可能均匀；2）采用同时凝固的原则；3）对于铸钢件和铸铁件，必须严格控制磷的 含量，防止冷脆性。 合金吸气性合金吸气性：合金在熔炼和浇注时吸收气体的能力。合金所吸收的气体如不能逸出而停留在合金液内，则使铸件产生气孔缺陷。根据气体来源不同，气孔可分为侵入气孔、析出气孔和反应气孔。（a）侵入气孔由于砂型或砂芯受热而产生的气体侵入金属液内部而形成。防止侵入气孔的主要途径是尽量降低型（芯）砂的发气量和增加砂型（芯）的排气能力，并正确设计浇冒口系统。（b）析出气孔 合金在熔炼和浇注过程中因接触气体而使氢、氧、氮等气体

22、而溶解在其中，且其溶解度随温度的升高而增大。当合金凝固时，气体溶解度下降并析出。 防止析出气孔，必须严格控制炉料质量，炉料不能含水、氧化物和油污等；熔炼时加覆盖剂，尽量缩短熔炼时间；合理设计浇注系统等。（c）反应气孔 合金液与型砂中的水分、冷铁、芯撑之间或合金内部某些元素、化合物之间发生化学反应而产生气体。 防止反应气孔的主要途径是：控制型砂的水分；尽量降低合金液的含气量；保证冷铁、芯撑干燥，无锈、无油污等。合金偏析性maxminRCSC偏析：铸件中出现化学成分不均匀的现象。偏析程度用偏析比来表示：微观偏析可造成材料本身的组织和性能的变化以及耐腐蚀性降低，通常发生在树枝晶或胞状晶心部与晶间成分

23、的差异。微观偏析有两种情况微观偏析有两种情况：晶内偏析：晶内偏析：枝晶和胞晶内部由于生长时固液界面溶质含量枝晶和胞晶内部由于生长时固液界面溶质含量 的不同导致从枝晶的枝干内部向外侧溶质浓度的不同导致从枝晶的枝干内部向外侧溶质浓度 逐渐增加逐渐增加 （K K0 01 1合金）合金） 枝晶内部成分的不均匀导致晶内偏析随枝晶生长，溶质浓度沿固随枝晶生长，溶质浓度沿固相线变化，如果扩散不充分相线变化，如果扩散不充分则在枝晶的截面上将产生溶则在枝晶的截面上将产生溶质的不均匀分布。质的不均匀分布。措施：孕育处理或缓慢冷却共同生长的共同生长的枝晶间由于枝晶间由于表面张力存表面张力存在，晶界处在，晶界处易出现

24、凹槽，易出现凹槽，溶质含量很溶质含量很高，造成偏高，造成偏析析晶界偏析：晶界偏析：由于晶界总是处于最后凝固的区域，因此由于晶界总是处于最后凝固的区域，因此 晶界处的溶质往往高于晶内（晶界处的溶质往往高于晶内（K01金），金）， 从而产从而产 生晶界偏析。生晶界偏析。两晶粒相对生长时两晶粒相对生长时将溶质排到剩余液将溶质排到剩余液相中产生偏析相中产生偏析宏观偏析宏观偏析 区域偏析区域偏析通常指整个铸通常指整个铸锭或铸件在大于晶粒尺锭或铸件在大于晶粒尺度的大范围内产生的成度的大范围内产生的成分不均匀的现象分不均匀的现象 0k1 1、正常偏析：、正常偏析：对于 1的合金，先凝固区域的溶质含量低于后凝

25、固区域，与正常溶质再分配规律一致。fsC热流热流方向方向x热流热流方向方向凝固方向凝固方向k0C0*SC溶质含量稳定生长区最后过渡区初始过渡区C02 2、逆偏析：、逆偏析：对于 1的合金，外层的一定范围内溶质含量分布由外向内逐渐降低，造成与正常偏析相反的溶质分布。合金特点：合金特点： 宽凝固范围的合金；宽凝固范围的合金； 凝固收缩大的合金；凝固收缩大的合金；凝固参数：凝固参数： 凝固速度慢、固液界面温度梯度凝固速度慢、固液界面温度梯度小、树枝晶粗大的凝固组织。小、树枝晶粗大的凝固组织。0k热流热流方向方向x正常正常偏析偏析热流热流方向方向x逆偏逆偏析析上述特点造成凝固收缩时挤压心上述特点造成凝

26、固收缩时挤压心部高溶质含量的液体通过枝晶间部高溶质含量的液体通过枝晶间未凝固的液体通道向外侧迁移，未凝固的液体通道向外侧迁移，从而造成外侧溶质含量升高。从而造成外侧溶质含量升高。措施：快速冷却或同时凝固比重偏析比重偏析：由于重力作用产生的化学成分不均匀的现象。合金特点：合金特点：初析相的密度与液体相差较大的初析相的密度与液体相差较大的合金；合金；凝固参数：凝固参数： 凝固速度慢、固液界面温度梯凝固速度慢、固液界面温度梯度小。度小。上述特点造成凝固时先析出的晶上述特点造成凝固时先析出的晶体与液体有较大的比重差别，重体与液体有较大的比重差别，重的晶体下沉，轻的晶体上浮，从的晶体下沉，轻的晶体上浮，

27、从而造成上下溶质含量的差别。而造成上下溶质含量的差别。热流热流方向方向x密度偏析密度偏析措施：加快冷却或充分搅拌二、常用铸造合金二、常用铸造合金1 铸铁铸铁是含碳量大于2.11%（通常为2.5%-4.0%）的铁碳合金。根据碳在铸铁中存在形式的不同，铸铁可分为：根据碳在铸铁中存在形式的不同，铸铁可分为：p 白口铸铁：碳全部以Fe3C的形式存在，断口呈银色。简称为白口铁，完全按照Fe-Fe3C 相图进行结晶而得到的铸铁。其中碳全部以渗碳体(Fe3C)形式存在，断口呈银白色。由于存在有大量硬而脆的Fe3C，硬度高，脆性大，很难切削加工。很少用来直接制造机器，主要用于炼钢原料或制造可锻铸铁的毛坯。由于

28、白口铸铁具有良好的耐磨性，所以有时也用来制造一些耐磨件，如轧辊、粉碎机锤头、衬板、球磨机磨球和犁铧等。p 灰铸铁 碳主要结晶成游离状态的石墨。其中碳主要以片状石墨形状存在，断口为暗灰色，常见的铸铁件多数是灰铸铁。4蠕墨铸铁蠕墨铸铁 ： 其石墨呈蠕虫状。如图d所示。abcd1普通灰铸铁普通灰铸铁 ： 简称灰铸铁，其石墨呈片状。如图a所示。2可锻铸铁：可锻铸铁： 其石墨呈团絮状。如图b所示。3球墨铸铁：球墨铸铁： 其石墨呈球状。如图c所示。5 孕育铸铁：其石墨呈细片状。如图e所示。 （1）影响铸铁组织和性能的因素）影响铸铁组织和性能的因素 （a）化学成分）化学成分 碳是形成石墨的元素，也是促进石墨

29、化的素。含碳愈高，析出的石墨愈多、石墨片愈粗大。 硅是强烈促进石墨化的元素，随着含硅量的增加，石墨显著增多。 所以：当铸铁中碳、硅含量均高 时，析出的石墨就愈多、愈粗大，而金属基体中铁素体增多，珠光体减少。 铸铁中的碳可以以化合态渗碳体渗碳体和游离态石墨石墨两种形式存在。碳以石墨形式析出的现象称为石墨化石墨化。1）碳和硅）碳和硅3）锰）锰所以：硫含量限制在硫含量限制在0.1-0.15%以下，高强度铸铁则应更低。以下，高强度铸铁则应更低。 使铸铁铸造性能恶化（如降低流动性，增大收率）。锰是弱阻碍石墨化元素，具有稳定珠光体，提高铸铁强度和硬度的作用。MnS一般控制在一般控制在0.61.2%之间之间

30、4）磷）磷 磷对铸铁的石墨化影响不显著。含磷过高将增加铸铁的冷脆性。限制在限制在0.5%以下，高强度铸铁则限制在以下，高强度铸铁则限制在0.20.3%以下。以下。2）硫）硫硫是强烈阻碍石墨化元素。硫量高易促使碳以Fe3C 白口组织白口组织；硫量高 热脆性； （b）冷却速度）冷却速度在实际生产中，一般是根据铸件的壁厚（主要部位的壁厚），选择适当的化学成分（主要指碳、硅），以获得所需要的组织。由此可知：随着壁厚的增加，石墨片的数量和尺寸都增大，铸铁强度、硬度反而下降。这一现象称为壁厚（对力学性能的）敏感性。1）铸型材料）铸型材料2）铸件壁厚）铸件壁厚 铸件壁愈厚，冷却速度愈慢，则石墨化倾向愈大，愈

31、易得到粗大的石墨片和铁素体基体。工工业业铸铸铁铁的的成成分分范范围围与与组组织织工业铸铁的成分范围工业铸铁的成分范围温度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/Ce铸铁壁厚（铸铁壁厚（mm）102030405060704.05.06.07.0（wC+wSi）%白白口口铸铸铁铁麻麻口口铸铸铁铁灰口铸铁灰口铸铁白口铸铁：灰口铸铁：麻口铸铁：珠光体灰口铸铁珠光体灰口铸铁珠光体珠光体+铁素体灰口铸铁素体灰口铸铁铁铁素体灰口铸铁铁素体灰口铸铁P+Fe3C+

32、LeP+Fe3C+G+Le珠光体灰口铸铁珠光体灰口铸铁：铁素体灰口铸铁：铁素体灰口铸铁：珠光体珠光体+铁素体灰口铸铁：铁素体灰口铸铁：P+G片片P+F+G片片F+G片片铸铁铸铁名称名称 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，单位数字表示最低抗拉强度值，单位M Pa。“HT”表示灰铸铁代号。表示灰铸铁代号。 HT100F+PHT150PHT200 可可 锻锻 铸铸 铁铁 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

33、-06表表F心心PKTB350-04PKTZ450-06KTH、KTB、KTZ分别分别为黑心、白心、珠光体为黑心、白心、珠光体可锻铸铁代号；第一组可锻铸铁代号；第一组数字表示最低抗拉强度数字表示最低抗拉强度值，值，M Pa；第二组数字；第二组数字表示最低伸长率值，表示最低伸长率值，% （2）铸铁的分类与牌号表示方法）铸铁的分类与牌号表示方法 铸铁的分类与牌号表示方法（续）铸铁的分类与牌号表示方法（续）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强第一组数字表示

34、最低抗拉强度值，度值，MPa； 第二组数字表示最低伸长率第二组数字表示最低伸长率值，值，%。 “QT”表示表示 球墨铸铁代号球墨铸铁代号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”表示蠕墨铸铁代号表示蠕墨铸铁代号 RuT260F+PRuT300PRuT420（3）铸铁的性能）铸铁的性能 工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。 a、铸铁的组织特点、铸铁的组织特点 钢的基体钢的基体+G（石墨）（石墨） 基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加

35、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+G 减摩性能好。由于石墨本身有润滑作用。减摩性能好。由于石墨本身有润滑作用。 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。 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. 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。lb、铸铁的性能特点、铸铁的性能特点l 力学性能低。由于石力学性能低。由于石墨强度、塑性、韧性几乎墨强度、塑性、韧性几乎为零，相当于钢基体中的为零，相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体

36、裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，且易导致应力的连续性，且易导致应力集中。集中。铸铁与铸钢的强度比较铸铁与铸钢的强度比较铸铁的分类铸铁的分类a、Fe-Fe3C 和和 Fe-G (石墨石墨)双重相双重相图图 在铁碳合金中，碳可以以三种形在铁碳合金中，碳可以以三种形式存在，铁碳合金究竟按哪种相式存在，铁碳合金究竟按哪种相图变化，决定于加热、冷却条件图变化，决定于加热、冷却条件或获得的平衡性质（亚稳平衡还或获得的平衡性质（亚稳平衡还是稳定平衡）。是稳定平衡）。 Fe3C是亚稳相，在一定条件下将是亚稳相，在一定条件下将发生分解：发生分解： Fe3C3Fe+G（石墨）（石墨）共晶白口铸铁共晶白口铸铁F基体

37、球墨铸铁基体球墨铸铁（4）铸铁的石墨化）铸铁的石墨化L+GL+Fe3CFe-G相图相图 b、铸铁的石墨化过程、铸铁的石墨化过程 铸铁中的碳原子析出形铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程称为石墨成石墨的过程称为石墨化。化。 铸铁中的石墨可以在结铸铁中的石墨可以在结晶过程中直接析出晶过程中直接析出,也可也可以由渗碳体加热时分解以由渗碳体加热时分解得到。得到。 石墨化分三个阶段： 在ECF线及 以上发生的石墨化称为第一阶段石墨化，包括结晶时一次石墨、共晶石墨的析出和加热时一次渗碳体、及共晶渗碳体的分解。 在PSK线和ECF 之间发生的石墨化称为第二阶段石墨化，包括冷却时二次石墨的析出和加热时二次渗碳体的

38、分解。 在PSK线以下发生的石墨化称为第三阶段石墨化。包括冷却时共析石墨的析出和加热时共析渗碳体的分解。 石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。名称 石墨化程度 显微组织 第一阶段 第二阶段 第三阶段 灰铸铁 充分进行 充分进行 充分进行 充分进行 充分进行 充分进行 充分进行 部分进行 不进行 FG FPG PG 麻铸铁 部分进行 部分进行 不进行 Le+P+G 白口铸铁 不进行 不进行 不进行 Le+P+Fe3C （5）常用铸铁）常用铸铁 (一一) 灰铸铁灰铸铁 灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。灰铸铁中的碳、灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。灰铸铁中的碳、硅质量分数一般控制在

39、以下范围：硅质量分数一般控制在以下范围：2.5%4.0%C; 1.0%2.0%Si。 1）组织）组织 灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过程形成的，其基体组时通过石墨化过程形成的，其基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。体三种。灰铸铁的化学成分一般为：2.63.6%C，1.23.0%Si， 0.41.2Mn，S0.15%，P0.3%。 a) 铁素体灰铸铁（F+G片）：这种铸铁抗拉强度和硬度低，易加工，铸造性能好。常用来制造性能要求不高的铸件和一些薄壁件。b) 铁素体-珠光体灰铸铁（F+P+G片）：此种铸铁强度亦较

40、低，但可满足一般机件要求，且其铸造性能、切削加工性能和减振性较好，因此应用较广。c) 珠光体灰铸铁（珠光体灰铸铁（ P+G片）：片）：这种铸铁强度和硬度较高，主要用来制造较为重要的机件。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 常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片状石常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片状石墨。墨。 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。 经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。 孕育处理前孕育处理前孕育处理后孕育处理后硅铁硅铁硅钙硅钙0501505010010

41、0150150表面表面中心160140170180硬度HB孕育处理 熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、低硅的高温铁水，向铁水中冲入细颗粒的孕育剂孕育剂，孕育剂在铁水中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化作用骤然提高，从而得到在细晶粒珠光体上均匀的分布着细片状石墨的组织。 孕育铸铁：孕育铸铁：P细细+G细片细片b=250-400Mpa，HB=170-270， 0冷却速度对其组织和性能的影响很小。冷却速度对其组织和性能的影响很小。常用的孕育剂为含硅75%的硅铁，加入量为铁水重量的0.25-0.6%。 2）热处理）热处理 热处理只改变基体组织，不改变石墨形热处理只改变基体组织，不改变石墨形态。态。

42、灰铸铁强度只有碳钢的灰铸铁强度只有碳钢的3050%，热处，热处理强化效果不大。理强化效果不大。 灰铸铁常用的热处理有：灰铸铁常用的热处理有： 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):500550，防止机加工、使用时变形，防止机加工、使用时变形或开裂。或开裂。灰铸铁件灰铸铁件汽缸套汽缸套活塞环活塞环850950, 表面、薄壁等白口处表面、薄壁等白口处 Fe3CG, 硬度硬度, 切削性切削性 消除白口组织退火消除白口组织退火 表面淬火表面淬火 有些铸件如机床导轨、缸体内壁等，因需要提高硬度和耐有些铸件如机床导轨、缸体内壁等，因需要提高硬度和耐磨性，可进行表面淬火处理，如高频表面淬

43、火，火焰表面磨性，可进行表面淬火处理，如高频表面淬火，火焰表面淬火和激光加热表面淬火等。淬火后表面硬度可达淬火和激光加热表面淬火等。淬火后表面硬度可达50 HRC55 HRC。 3）灰铸铁的性能）灰铸铁的性能 2）良好的减振性良好的减振性 3）良好的耐磨性）良好的耐磨性 4）低的缺口敏感性）低的缺口敏感性 5）铸造性能好）铸造性能好6）切削性能好）切削性能好1）力学性能：）力学性能：b=120-250Mpa，仅为钢件的20-30%， 0 4）用途）用途 制造承受压力和震动的零件制造承受压力和震动的零件,如机如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。缸体。大型船用柴油

44、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)变速箱体变速箱体 5）生产特点）生产特点 主要在冲天炉内熔化，高质量的可用电炉熔炼。主要在冲天炉内熔化，高质量的可用电炉熔炼。 铸造性能优良，工艺简单，便于制造出薄而复杂的铸件，多铸造性能优良，工艺简单，便于制造出薄而复杂的铸件，多采用同时凝固原则，不需要加补缩冒口和冷铁；采用同时凝固原则，不需要加补缩冒口和冷铁； 只有高牌号铸铁采用定向凝固原则。只有高牌号铸铁采用定向凝固原则。 主要用砂型铸造，浇注温度较低，对型砂的要求较低，中小主要用砂型铸造，浇注温度较低，对型砂的要求较低，中小件大多采用经济简便的湿型铸造

45、。件大多采用经济简便的湿型铸造。 一般不需要进行热处理，或仅需时效处理即可。一般不需要进行热处理，或仅需时效处理即可。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 石墨呈团絮状的灰口石墨呈团絮状的灰口 铸铁，是由白口铸铁铸铁，是由白口铸铁 经石墨化退火获得的。经石墨化退火获得的。 1）组织：）组织： 基体基体(F、P)团絮状团絮状G 铁素体基体可锻铸铁又称黑铁素体基体可锻铸铁又称黑 心可锻铸铁。心可锻铸铁。 2）性能：强度为碳钢的）性能：强度为碳钢的00%，接近于铸钢。，接近于铸钢。 名为可锻，实不可锻名为可锻，实不可锻 可锻铸铁的显微组织可锻铸铁的显微组织 黑心可锻铸铁黑心可锻铸铁

46、珠光体可锻铸铁珠光体可锻铸铁 可锻铸铁的石墨化退火可锻铸铁的石墨化退火 3）用途）用途 用于制造形状复杂且承受振动载用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。门等。可锻铸铁管件可锻铸铁管件 (三三) 球墨铸铁球墨铸铁 石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到.球墨铸铁球墨铸铁的成分要求比较严格，一般范围是：的成分要求比较严格，一般范围是：3.6%3.9%C, 2.2%2.8%Si, 0.6%0.8%Mn, 0.07%S, 0.1%P。1）组织：

47、基体（）组织：基体（F、F+P、P）+ 球状球状G 球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。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。球化剂为镁、稀土和稀土镁。硅铁硅铁硅硅钙钙稀土镁稀土镁l为避免白口，并使石墨细小均匀，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。在球化处理同时还进行孕育处理。 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 铁素体球墨铸铁 珠光体球墨铸铁 球墨铸铁中的石墨球 2）性能与热处理）性能与热处理 强度是碳钢的强度是碳钢的7090%。球墨铸铁的突出特点是屈强比。球墨铸铁的突出特点是屈强比( 0.2 /

48、 b)高高, 约为约为0.70.8, 而钢一般只有而钢一般只有0.30.5。 l球墨铸铁可球墨铸铁可进行各种热进行各种热处理处理,如退火、如退火、正火、淬火正火、淬火加回火、等加回火、等温淬火等。温淬火等。 退火退火 塑韧性、切削性塑韧性、切削性低温退火，低温退火，720760， PG + F高温退火，高温退火，900950， P + Fe3C G + F 正火正火 P ，细化组织，强度、耐磨性，细化组织，强度、耐磨性低温正火，低温正火，840860， P + F + G ，塑韧性塑韧性 较好。较好。高温正火高温正火，880920， P + G + 少量少量F ，强度较强度较高。高。调质调质

49、850900油淬油淬 + 高温回火高温回火回火回火S + G 等温淬火等温淬火 840900 + 300等温等温下下B+G 调质、等温淬火后综合力学性能好。调质、等温淬火后综合力学性能好。制品制品(轧辊与辊环轧辊与辊环)贝氏体基球墨铸铁贝氏体基球墨铸铁 球墨铸铁的热处理特点是：球墨铸铁的热处理特点是： 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; 淬透性比碳钢高淬透性比碳钢高; 3) 用途用途 承受震动、载荷承受震动、载荷大的零件，如曲大的零件，如曲轴、传动齿轮等。轴、传动齿轮等。核燃料贮存运输核燃料贮存运输容器容器(QT350-22)铸铁曲轴铸铁曲轴4）生产特点）生

50、产特点a a）铁液）铁液 要有足够高的含碳量，低的硫、磷含量，有时还要求低的含锰要有足够高的含碳量，低的硫、磷含量，有时还要求低的含锰量。量。 球化和孕育处理使铁水温度要降低球化和孕育处理使铁水温度要降低5010050100，为防止浇注温度，为防止浇注温度过低，出炉的铁水温度必须高达过低，出炉的铁水温度必须高达14001400以上。以上。b b）球化处理和孕育处理是制造球墨铸铁的关键，必须严格控）球化处理和孕育处理是制造球墨铸铁的关键，必须严格控制。制。o球化处理：球化处理：以冲入法最为普遍，球化处理后的以冲入法最为普遍，球化处理后的铁液应及时浇注，以防孕育和球化铁液应及时浇注，以防孕育和球化

51、作用的衰退。作用的衰退。 c c）铸型工艺）铸型工艺 凝固特性：球墨铸铁含碳量较高，近共晶成分，凝固收缩率低，凝固特性：球墨铸铁含碳量较高，近共晶成分，凝固收缩率低，但缩孔、缩松倾向较大。但缩孔、缩松倾向较大。球状石墨析出时的膨胀力却很大，若铸型的刚度不够，铸件的球状石墨析出时的膨胀力却很大，若铸型的刚度不够，铸件的外壳将向外胀大，造成铸件内部金属液的不足，在铸件最后凝外壳将向外胀大，造成铸件内部金属液的不足，在铸件最后凝固的部位产生缩孔和缩松。固的部位产生缩孔和缩松。防止措施：防止措施： 在热节处设置冒口、冷铁，对铸件收缩进行补偿；在热节处设置冒口、冷铁，对铸件收缩进行补偿；增加铸型刚度，防

52、止铸件外形扩大：增加铸型刚度，防止铸件外形扩大：如增加型砂紧实度、采用干砂型或水玻璃快干砂型，保证砂型如增加型砂紧实度、采用干砂型或水玻璃快干砂型，保证砂型有足够的刚度，并使上下型牢固夹紧。有足够的刚度，并使上下型牢固夹紧。 (四四) 蠕墨铸铁蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是蠕墨铸铁是20世纪世纪60年代发展年代发展起来的一种新型铸铁起来的一种新型铸铁. 蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的理和孕育处理得到的. 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、稀土硅铁钙合金稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金 等。等。l蠕墨铸铁的组织：蠕墨铸铁的组织： 基体（基体

53、（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的显微组织蠕墨铸铁中的石墨珠光体基体铁素体基体 蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁，其力学性蠕墨铸铁的强度、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。能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。灰铸铁灰铸铁灰铸铁灰铸铁蠕墨蠕墨蠕墨蠕墨球墨球墨球墨球墨灰铸铁灰铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁 蠕墨铸铁常用于制造承受热循环载荷的零件和结构复杂、强蠕墨铸铁常用于制造承受热循环载荷的零件和结构复杂、强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、柴油机汽缸、汽缸度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、柴油机汽缸、汽缸盖、

54、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。盖、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。 玻璃模具玻璃模具制动鼓制动鼓(五五) 特殊性能铸铁特殊性能铸铁 在铸铁中加入某些合金元素，得到一些具有各种特殊性能在铸铁中加入某些合金元素，得到一些具有各种特殊性能的合金铸铁。的合金铸铁。1) 耐磨铸铁耐磨铸铁在磨粒磨损条件下工作的铸铁应具有高而均匀的硬度。白口在磨粒磨损条件下工作的铸铁应具有高而均匀的硬度。白口铸铁就属这类耐磨铸铁。但白口铸铁脆性较大，不能承受冲铸铁就属这类耐磨铸铁。但白口铸铁脆性较大，不能承受冲击载荷，因此在生产中常采用激冷的办法来获得激冷铸铁。击载荷，因此在生产中常采用激冷的办法来获得激冷铸

55、铁。即用金属型铸造铸件的耐磨表面，其它部位采用砂型。同时即用金属型铸造铸件的耐磨表面，其它部位采用砂型。同时调整铁水的化学成分，利用高碳低硅，保证白口层的深度，调整铁水的化学成分，利用高碳低硅，保证白口层的深度，而心部为灰口铸铁组织，有一定的强度。用激冷方法制造的而心部为灰口铸铁组织，有一定的强度。用激冷方法制造的耐磨铸铁，已广泛应用于轧辊和车轮等的铸造生产。耐磨铸铁，已广泛应用于轧辊和车轮等的铸造生产。 为了进一步改善珠光体灰口铸铁的耐磨性，常将铸铁的磷的为了进一步改善珠光体灰口铸铁的耐磨性，常将铸铁的磷的质量分数提高到质量分数提高到0.4%0.6%(高磷铸铁），生成磷共晶高磷铸铁），生成磷

56、共晶（F+Fe3P, P+Fe3P或或F+P+Fe3P），呈断续网状的形态分布在），呈断续网状的形态分布在珠光体基体上，磷共晶硬度高，有利于耐磨。在此基础上，珠光体基体上，磷共晶硬度高，有利于耐磨。在此基础上，还可加入还可加入Cr、Mo、W、Cu等合金元素，改善组织，提高基等合金元素，改善组织，提高基体强度和韧性，从而使铸铁的耐磨性能等得到更大的提高，体强度和韧性，从而使铸铁的耐磨性能等得到更大的提高，如高铬耐磨铸铁、奥贝球墨铸铁等都是近十几年来发展起如高铬耐磨铸铁、奥贝球墨铸铁等都是近十几年来发展起来的新型合金铸铁。来的新型合金铸铁。2) 耐热铸铁耐热铸铁 在高温下工作的铸铁，如炉底板、换热

57、器、坩埚、热处在高温下工作的铸铁，如炉底板、换热器、坩埚、热处理炉内的运输链条等，必须使用耐热铸铁。加入理炉内的运输链条等，必须使用耐热铸铁。加入Al、Si、Cr等元素，一方面在铸件表面形成致密的氧化膜，阻碍继续氧等元素，一方面在铸件表面形成致密的氧化膜，阻碍继续氧化；另一方面提高铸铁的临界温度，使基体变为单相铁素体，化；另一方面提高铸铁的临界温度，使基体变为单相铁素体，不发生石墨化过程，从而改善铸铁的耐热性。球墨铸铁中，不发生石墨化过程，从而改善铸铁的耐热性。球墨铸铁中，石墨为孤立分布，互不相连，不形成气体渗入通道，故其耐石墨为孤立分布，互不相连，不形成气体渗入通道，故其耐热性更好热性更好。

58、 3)耐蚀铸铁耐蚀铸铁 耐蚀铸铁主要用于化工部件，如阀门、管道、泵、容器耐蚀铸铁主要用于化工部件，如阀门、管道、泵、容器等。普通铸铁的耐蚀性差，因为组织中的石墨和渗碳体促进等。普通铸铁的耐蚀性差，因为组织中的石墨和渗碳体促进铁素体腐蚀。加入铁素体腐蚀。加入Si、Cr、Al、Mo、Cu、Ni等合金元素形等合金元素形成保护膜，或使基体电极电位升高，可以提高铸铁的耐蚀性成保护膜，或使基体电极电位升高，可以提高铸铁的耐蚀性能。常用耐蚀铸铁有高硅、高硅钼、高铝、高铬等耐蚀铸铁。能。常用耐蚀铸铁有高硅、高硅钼、高铝、高铬等耐蚀铸铁。 2 铸钢 铸钢主要用于制造形状复杂或大型，需要一定强度、铸钢主要用于制造

59、形状复杂或大型，需要一定强度、塑性和韧性的零部件，例如机车车辆、船舶、重型机械塑性和韧性的零部件，例如机车车辆、船舶、重型机械齿轮、轴、轧辊、机座、缸体、外壳、阀体等。齿轮、轴、轧辊、机座、缸体、外壳、阀体等。外壳外壳轧辊轧辊重型机械齿轮重型机械齿轮 其产量占铸件总量的15，仅次于灰铁 应用广泛 机械性能高于各类铸铁，HB， k 某些合金铸铁具有特殊的性能，如耐磨性，耐热性等 焊接性好，便于采用铸焊联合结构铸造复杂、巨大件 分类：铸造碳钢和合金铸钢 其中铸造碳钢应用较广，占铸钢件总产量的80以上。 铸造碳钢 含碳量小于或等于0.6%并含有少量其它元素的铁碳二元合金。铸造碳钢的牌号用ZG后加两组

60、数字表示。 ZG ZG：铸造碳钢 前一数字：屈服强度 后一数字：抗拉强度 其中，中碳铸钢ZG230-450ZG310-570具有良好的性能，应用最多。 铸造合金钢 为改善性能在铸造碳钢中添加合金元素的铸钢为铸造合金钢。 其牌号是在优质合金钢牌号前加ZG两字母表示铸钢。a）低合金钢 含合金元素总量小于或等于5的铸钢。加入少量合金元素，如Mn，Si, Mo, V等，使铸造碳钢的强度、耐磨性和耐热性明显提高，因而减轻铸件质量，节约钢材，提高铸件的使用寿命。b）高合金钢 含合金元素总量大于10的铸造合金钢。大量合金元素的加入使钢的组织发生根本的变化，因而使其具有特殊性能。其中高锰钢是一种耐磨铸钢，用于