冷热加工学习3

小结：合金工艺性能充型能力凝固方式应力与变形流动性浇注条件铸型条件逐层凝固糊状凝固中间凝固收缩性能液态收缩凝固收缩固态收缩第二章常用合金铸件的生产生产中常用铸铁为：C=2.8—3.5%铸铁在机器设备中常用作：机座、机架、箱体等承重件，也有用作齿轮、缸筒、轧辊、机床床身、导轨等。铸铁的种类：铸铁种类的划分，一般是以碳的形态划分的。本章重点介绍各种铸铁的性能、生产特点及其应用§1铸铁件生产

引言:1、何为铸铁？铸铁是碳质量分数大于2.11%、并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。

用于制造机床的床身、床头箱,发动机的汽缸体、机器的底座等，是工程上最常用的金属材料之一。

箱体启动阀2、铸铁分几类？根据碳在铸铁中存在形式不同，可分三大类：（1）白口铸铁（2）灰口铸铁（3）麻口铸铁C的存在形式：渗碳体(Fe3C)，断口为白色。性能硬而脆，难以切削加工。主要用作炼钢原料，高耐磨零件（如轧辊、犁铧等）。C的存在形式：石墨，断口为灰黑色。

C的存在形式：石墨+渗碳体，断口为黑白色。灰铸铁是铸造性能最好，应用最广泛的铸铁材料。性能：脆性大，很少使用。根据石墨（G）在铸铁中存在形态，可分为：普通灰铸铁：石墨呈片状可锻铸铁：石墨呈团絮状蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状球墨铸铁：石墨呈球状3、灰口铸铁的种类第六章铸铁普通灰铸铁一、灰铸铁的组织灰铸铁有铁素体、珠光体、(铁素体+珠光体)+石墨三种基本组织。F+片状石墨（F+P）+片状石墨P+片状石墨灰铸铁中的碳由Fe3C（渗碳体）和石墨组成的，当化合碳为0.8%是珠光体灰铸铁，小于0.8%属于珠光体-铁素体灰铸铁，而全部碳以石墨形式存在为铁素体灰铸铁。欲控制铸铁的组织和性能，必须控制石墨化反应的程度，而影响石墨化的主要因素是化学成分和冷却速度。①化学成分的影响铸铁中C↑、Si↑,析出的石墨量↑,力学性能下降(碳当量=C%+1/3·Si%)；铸铁中C和Si的含量影响着铸铁的组织(见图)；铸铁中的P、S是有害元素，应尽量减少其含量。②冷却速度的影响

铸件壁厚对组织的影响(见图)冷却速度对组织的影响(见图)

灰铸铁的孕育处理：由于灰铸铁的抗拉强度有限，为了提高它的强度，对灰铸铁进行孕充处理。向铁水中加入孕育剂（75%的硅铁）进行孕育处理后得到的铸铁称为孕育铸铁。

由于石墨片对钢基体产生的割裂作用，破坏了钢基体的连续性、完整性，减少了钢基体的有效面积，使其抗拉强度低于钢、而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。灰铸铁具有非常优良的铸造性能。二、灰铸铁的性能与应用

但其抗压强度与钢相近，因此普通灰铸铁广泛用于作承受压力载荷的零件和结构，如机座、机床床身、轴承等。叶轮

发动机飞轮

普通灰铸铁三、灰铸铁的牌号HT+三位数字，数字表示最低抗拉强度。HT+三位数字HT200表示以ø30mm的试样作拉伸试验测出的抗拉强度大于200MPA四、灰铸铁的热处理如：HT150，HT200，HT250

热处理只能改变基体组织，不能改变石墨的形态和分布，对提高性能效果不大。通常对其进行热处理的方法和平共处目的是：1、消除内应力退火：2、高温退火：消除白口组织3、表面淬火：提高表面硬度、耐磨性和疲劳强度。第2节可锻铸铁一、生产方法：先将铸铁浇注成白口铸铁,然后进行高温石墨化退火,使渗碳体分解得到团絮状石墨。二、可锻铸铁的组织可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。

三、可锻铸铁的牌号四、可锻铸铁的性能及应用可锻铸铁较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。可锻铸铁不可锻。铁素体可锻铸铁以“KT”表示，珠光体可锻铸铁以“KTZ”表示。其后的两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。

如：KT350-10、KTZ600-3可锻铸铁的牌号和机械性能

第3节球墨铸铁一、生产方法：在浇注前向铁水中加入一定量的球化剂而直接获得球状石墨,得到球墨铸铁.二、球墨铸铁的组织三、球墨铸铁的牌号四、球墨铸铁的和机械性能

用“QT”标明，其后两组数值表示最低抗拉强度和延伸率。QT420-10、QT600-2、QT800-2如:

机械性能

牌号基体

b

MPa

0.2

MPa

5

%ak

kJ/m2HB应用举例QT400-17铁素体40025017600≤179汽车、拖拉机床底盘零件；16-64大气压阀门的阀体、阀盖QT420-10铁素体42027010300≤207QT500-5铁素体+球光体5003505－147～241机油泵齿轮QT600-2球光体6004202－2297～302柴油机、汽油机曲轴；磨床、铣床、车床的主轴；空压机、冷冻机缸体、缸套QT700-2球光体7004902－2297～302QT800-2球光体8005602－2417～321六、球墨铸铁调质和正火后的组织性能

机械性能热处理工艺

显微组织σb

MPa

5

%ak

kJ/m2

HB调质:980℃退火后,900℃油淬+580℃回火回火索氏体+石墨

800～1000

1.7～2.7

260～320

240～340正火:980℃退火后,

900℃正火+580℃去应力退火珠光体+5%铁素体+石墨

700

2.5

100

317～321

五、球墨铸铁的应用

具有与钢相近的力学性能，可代替钢和合金钢使用。球墨铸铁管道接口

第4节蠕墨铸铁

一、生产方法：

在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂而炼成的，其方法与程序与球墨铸铁基本相同。

二、蠕墨铸铁的组织蠕墨铸铁的石墨具有介于片状和球状之间的中间形态，其石墨片的长厚比较小，端部较钝。呈蠕虫状。蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。它的强度接近于球墨铸铁，并且有一定的韧性、较高的耐磨性；同时又有和灰口铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。

三、蠕墨铸铁的牌号、性能和应用

蠕墨铸铁以“RuT”表示，其后的数字表示最低抗拉强度。

RuT300、RuT420

如：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、液压阀等铸件。

牌号：性能：应用：排气管

进气管

第5节特殊性能铸铁

在铸铁中加入某些合金元素，得到一些具有各种特殊性能的合金铸铁。

1、耐磨铸铁（加铬）2、耐热铸铁

（Al、Si、Cr

）扇形扩散器托架衬板弯管石墨呈片状石墨呈团絮状石墨呈球状石墨呈蠕虫状何为石墨？

石墨是游离状态的碳，其强度、硬度、塑性、韧性很低，硬度仅为3—5HBS，伸长率近于零。

铸铁的组织可以看成是在铁或钢的基体上夹杂着石墨，石墨对基体产生割裂作用。

因此，石墨的存在使铸铁的力学性能下降，其性能比钢低，不能锻造，且石墨的数量越多，越粗大，分布越不均匀，铸铁的力学性能越差。

但石墨的存在也赋予铸铁许多钢所不及的优良性能，如铸造性能、减振性和减摩性等。铸铁的石墨化铸铁组织的类型取决于石墨化的程度。