铸铁分解课件

1、机 械 制 造 基 础第6章 铸 铁箱体启动阀铸铁是c2.11%的铁碳合金,并且还含有较多的硅、锰、硫、磷等元素。有时为了进一步提高铸铁的力学性能或特殊性能，还可以加入铬、钼、钒、铜、铝等合金元素，或进一步提高硅、锰、磷等元素的质量分数，成为合金铸铁。铸铁具有优良的铸造性能、切削加工性、减摩性与消震性和低的缺口敏感性，而且熔炼铸铁的工艺与设备简单、成本低。 在各类机械中，铸铁件约占4070；在机床和重型机械中，则可达7090。 根据碳在铸铁中存在的形式的不同铸铁可分为：白口铸铁 其组织中的碳除极少量固溶于外，其余部分皆以渗碳体形式存在，断口呈银白色。性能硬而脆，很难切削加工，很少直接用来作机械

2、零件，主要用作炼钢原料和生产可锻铸铁的毛坯。 灰口铸铁 它是碳全部或大部分以片状石墨形式存在的铸铁，断口呈暗灰色。 麻口铸铁 它是碳一部分以渗碳体形式存在；另一部分以石墨形式存在的铸铁，断口呈灰白色相间。这类铸铁也具有较大脆性，故工业上应用很少。 根据铸铁中石墨形态，铸铁可分为：灰口铸铁 石墨以片状形式存在的铸铁。球墨铸铁 铁液经过球化处理，使石墨以球状形式存在的铸铁。蠕墨铸铁 石墨以蠕虫状形式存在的铸铁。可锻铸铁 白口铸铁通过可锻化退火，使石墨以团絮状形式存在的铸铁。6.1灰口铸铁 6.1.1灰口铸铁的成分、组织和性能（1）灰口铸铁的化学成分、组织灰口铸铁化学成分的一般范围是：c2.54.0

3、，Si1.02.2，Mn0.51.3，s0.15，p0.3。灰口铸铁组织由金属基体和片状石墨两部分组成的。在金相显微镜下观察，灰口铸铁的石墨呈片状；其基体可分为珠光体、珠光体十铁素体、铁素体三种。F+片状石墨（F+P）+片状石墨P+片状石墨（2）灰口铸铁的性能1）力学性能 铸铁的抗拉强度、塑性、韧性比钢低。 石墨片越多，尺寸越粗大，分布越不均匀，铸铁的抗拉强度和塑性就越低。灰口铸铁的抗压强度、硬度与耐磨性主要取决于基体，石墨存在对其影响不大。故灰口铸铁的抗压强度较好。另外铸铁对缺口的敏感性较低。 2）铸造性能 因我国灰口铸铁的成分接近共晶成分，故铸造流动性好，又由于铸铁在凝固过程中析出了比容较

4、大的石墨，部分地补偿了凝固时基体的收缩，所以收缩率比钢小。因此，灰铸铁能够铸造形状复杂与壁薄的铸件。3）切削加工性 由于石墨割裂了基体，使铸铁的切屑易脆断，具有良好的切削加工性。另外，石墨对刀具有减摩和润滑作用，使刀具磨损小。4）减摩性 石墨本身是良好的润滑剂，石墨剥落后形成孔洞，又可以储存润滑油，故减摩性好。5）消震性 石墨比较松软，能吸收振动，阻隔振动传播，故消震性好。6.1.2灰铸铁的孕育处理为了提高灰铸铁的力学性能，生产上常采用孕育处理。它是在浇注前往铁液中加入少量孕育剂(硅铁或硅钙合金)，使铁液在凝固时产生大量的人工晶核，从而获得细晶粒珠光体基体加上细小均匀分布的片状石墨的组织。经孕

5、育处理后的铸铁称为孕育铸铁。孕育铸铁具有较高的强度和硬度，具有断面缺口敏感性小的特点，因此孕育铸铁常作为力学性能要求较高，且断面尺寸变化大的大型铸件。如机床床身等。6.1.3灰铸铁的牌号和应用（1）灰铸铁牌号的表示方法 HT（表示“灰铁”拼音的字首）三位数字（表示最小抗拉强度值）例如：HT100，HT200、HT300等（2）常用灰铸铁的应用HT100低载荷和不重要零件，如盖、外罩、手轮、支架、重锤等HT150 承受中等应力（抗弯应力小于100N/mm2）的零件，如支柱、底座、齿轮箱、工作台、刀架、端盖、阀体、管路附件及一般无工作条件要求的零件HT200、HT250 承受较大应力（抗弯应力小于

6、300N/mm2）和较重要零件，如汽缸体、齿轮、机座、飞轮、床身、缸套、活塞、刹车轮、联轴器、齿轮箱、轴承座、液压缸等HT300、HT350承受高弯曲应力（小于500N/mm2）及抗拉应力的重要零件，如齿轮、凸轮、车床卡盘、剪床和压力机的机身、床身、高压油压缸、滑阀壳体等叶轮 发动机飞轮 应用6.2球墨铸铁 铁液经球化处理和孕育处理，使石墨呈球状的铸铁称为球墨铸铁。它是在浇注前，往铁水中加入一定量球化剂(稀土镁合金等)和孕育剂(硅铁或硅钙合金)，使铸铁中的石墨呈球状析出。6.2.1球墨铸铁的成分、组织和性能（1）球墨铸铁的化学成分、组织 球墨铸铁的化学成分与灰铸铁相比，其特点是碳、硅的含量高，

7、而锰的含量较低，对硫和磷的限制较严，并含有一定量的稀土镁。一般c3.64.0，Si2.03.2。锰有去硫、脱氧的作用，并可稳定和细化珠光体。对珠光体基体时Mn0.50.7，对铁素体基体时Mn0.6。硫、磷都是有害元素，一般s0.07，p0.1。球墨铸铁的组织是在钢的基体上分布着球状石墨。球墨铸铁在铸态下，其基体是有不同数量铁素体、珠光体、甚至有渗碳体同时存在的混合组织，故生产中需经不同热处理以获得不同的组织。生产中常有铁素体球墨铸铁、珠光体十铁素体球墨铸铁、珠光体球墨铸铁和下贝氏体球墨铸铁。（2）球墨铸铁的性能 由于球墨铸铁中石墨呈球状，对金属基体的割裂作用较小，使球墨铸铁的抗拉强度、塑性和韧

8、性、疲劳强度高于其它铸铁，球墨铸铁有一个突出优点是其屈强比较高，因此对于承受静载荷的零件，用球墨铸铁代替铸钢。球墨铸铁的力学性能比灰口铸铁高，而成本却接近于灰口铸铁，并保留了灰口铸铁的优良铸造性能、切削加工性、减摩性和缺口不敏感等性能。因此它可代替部分钢作较重要的零件，对实现以铁代钢，以铸代锻起重要的作用，具有较大的经济效益。 6.2.2球墨铸铁的牌号和应用（1）球墨铸铁的牌号的表示方法牌号由QT与两组数字组成（其中QT表示“球铁”二字汉语音的字首，第一组数字代表最低抗拉强度值，第二组数字代表最低伸长率）例如：QT40018、QT50007、QT60003、QT70002等（2）球墨铸铁的应用

9、QT40018、QT40015、QT40010承受冲击、振动的零件，如汽车、拖拉机的轮毂、驱动桥壳、差速器壳、拨叉、农机具零件，中低压阀门，上、下水及输气管道、压缩机上高低压气缸，电机机壳，齿轮箱，飞轮壳等QT50007 机器座架、传动轴、飞轮、电动机架、内燃机的机油泵齿轮、铁路机车车辆轴瓦等QT60003、QT70002、QT80002载荷大、受力复杂的零件，如汽车、拖拉机的曲轴、连杆、凸轮轴、汽缸套，部分磨床、铣床、轧钢机轧辊、大齿轮，小型水轮机主轴，气缸体，桥式起重机大小滚轮等 QT90002 高强度齿轮，如汽车后桥螺旋锥齿轮、大减速器齿轮，内燃机曲轴，凸轮轴等 球墨铸铁管道接口 应用6

10、.3可锻铸铁 可锻铸铁又俗称为马铁。是将白口铸铁在固态下经长时间石墨化退火而获得的具有团絮状石墨的铸铁。 由于石墨铁呈团絮状，大大减轻了对基体的割裂作用，塑性与韧性有明显的提高；但可锻铸铁实际上是不能锻造的。6.3.1可锻铸铁的成分和组织其成分通常为c2.22.8，Si1.22.0，Mn0.41.2，s0.2，p0.1。组织是钢的基体上分布着团絮状的石墨，有铁素体可锻铸铁(黑心可锻铸铁)和珠光体可锻铸铁两种。6.3.2可锻铸铁的牌号、性能和应用（1）可锻铸铁牌号的表示方法其牌号由“KTH”或“KTZ”与两组数字表示。其中“KT”表示“可锻”二字的汉语拼音字首；“H”和“Z”分别表示“黑”和“珠

11、”的汉语拼音的字首；牌号后边第一组数字表示最小抗拉强度值；第二组数字表示最小伸长率。例如：KTH30006、KTH33008、KTZ55004、KTZ65002等（2）可锻铸铁的性能可锻铸铁的力学性能优于灰口铸铁，并接近于同类基体的球墨铸铁。但与球墨铸铁相比，具有铁水处理简易、质量稳定、废品率低等优点。故生产中，常用可锻铸铁制作一些截面较薄而形状较复杂、工作时受震动而强度、韧性要求较高的零件，因为这些零件若用灰铸铁制造，则不能满足力学性能要求；若用铸钢制造，则因其铸造性能较差，质量不易保证。（3）可锻铸铁的应用KTH30006 弯头、三通管件、中低压阀门等 KTH33008 扳手、犁刀、犁柱、

12、车轮壳等KTH35010、KTH37012 汽车、拖拉机前后轮壳、减速器壳、转向节壳、制动器及铁道零件等 KTZ45006、KTZ55004、KTZ65002、KTZ70002 载荷较高和耐磨损零件，如曲轴、凸轮轴，连杆、齿轮、活塞环、轴套、 耙片、万向接头、棘轮、扳手、传动链条等 生产过程应用6.4蠕墨铸铁 蠕墨铸铁因其石墨很象蠕虫而命名。 蠕墨铸铁是将蠕化剂（稀土镁钛合金、稀土镁钙合金、镁钙合金等），置于浇包内的一侧。另一侧冲入铁液，蠕化剂熔化而成的。蠕墨铸铁的力学性能介于相同基体组织的灰铸铁和球墨铸铁之间，它的抗拉强度、屈服点、伸长率、疲劳强度均优于灰铸铁，接近于铁素体球墨铸铁；而铸造性能、减震能力、导热性、切削加工性均优于球墨铸铁，与灰铸铁相近。蠕墨铸铁的牌号由RuT与一组数字表示。其中RuT表示“蠕铁”二字汉语拼音的字首，后面三位数字表示其最小抗拉强度值 例如：RuT260、RuT300、RuT340、RuT380等蠕墨铸铁牌号的应用RuT260 增压器废气进气壳体气车底盘零件等RuT300 排气管，变速箱体，汽缸盖，液压件，纺织机零件，钢锭模等RuT340 重型机床件，大型齿轮箱体、盖、座，飞轮，起重机卷筒等RuT380RuT420 活塞环，汽缸套，制动盘，钢珠研磨盘，吸淤泵体等 蠕墨铸铁已成功地用于高层建筑中高压热交换器、内燃机汽缸和缸盖、汽缸套、钢锭模、液