(4.7)-金属材料及热处理知识第7章

了解铸铁的分类，铸铁的石墨化及影响因素；熟悉常用铸铁件的牌号、组织、性能、用途。第七章铸铁目录第一节铸铁的基本知识一、铸铁的分类二、铸铁的石墨化及影响因素第二节灰铸铁一、灰铸铁的组织和性能二、灰铸铁的孕育处理三、灰铸铁的热处理四、灰铸铁的牌号、性能及用途第三节球墨铸铁一、球墨铸铁的生产特点二、球墨铸铁的组织和性能三、球墨铸铁的热处理四、球墨铸铁的牌号及用途第七章铸铁目录第四节可锻铸铁一、可锻铸铁的生产特点二、可锻铸铁的组织和性能三、可锻铸铁的牌号及用途第五节蠕墨铸铁一、蠕墨铸铁的生产特点二、蠕墨铸铁的组织和性能三、蠕墨铸铁的牌号及用途第六节合金铸铁一、抗磨铸铁二、耐热铸铁三、耐蚀铸铁复习思考题第七章铸铁第一节铸铁的基本知识一、铸铁的分类1.白口铸铁2.灰铸铁3.麻口铸铁

碳在铸铁中的存在形式有两种：渗碳体和石墨。工业上最常用的灰铸铁，根据其石墨的存在形式不同，可分为（1）灰铸铁碳主要以片状石墨形式存在的铸铁。（2）球墨铸铁碳主要以球状石墨形式存在的铸铁。（3）可锻铸铁碳主要以团絮状石墨形式存在的铸铁。（4）蠕墨铸铁碳主要以蠕虫状石墨形式存在的铸铁。第一节铸铁的基本知识二、铸铁的石墨化及影响因素1.石墨化过程

铸铁中碳以石墨形态析出的过程叫做铸铁的石墨化。2.影响石墨化的因素（1）化学成分的影响增大C的浓度，有利于形成石墨。Si含量越高，石墨化进行得越充分，越易获得灰口组织。S使C以渗碳体的形式存在，促使铸铁白口化，会降低铸铁的力学性能和流动性，含S量越少越好。Mn促进白口化，但可减弱S对石墨化的不利影响，允许含有适量的Mn。P是微弱促进石墨化的元素，能提高铸铁的流动性。但含量过高，会增加铸铁的冷裂倾向，要限制P的含量。第一节铸铁的基本知识（2）冷却速度的影响缓慢冷却时碳原子扩散充分，易形成稳定的石墨，即有利于石墨化。化学成分和冷却速度对石墨化的影响如图7-1所示。图7-1化学成分和冷却速度对石墨化的影响第二节灰铸铁一、灰铸铁的组织和性能

灰铸铁分为三类：即铁素体基体灰铸铁；铁素体-珠光体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。1.力学性能

灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢。石墨片的数量越多、尺寸越大、分布越不均匀，对力学性能的影响就越大。2.其他性能（1）良好的铸造性能（2）良好的减振性（3）良好的耐磨性能（4）良好的切削加工性能（5）低的缺口敏感性第二节灰铸铁二、灰铸铁的孕育处理

生产中在浇注前向铁液中加入少量孕育剂，形成大量的、高度弥散的难熔质点，成为石墨的结晶核心，以促进石墨的形核，从而得到细珠光体基体和细小均匀分布的片状石墨，这种方法称为孕育处理。三、灰铸铁的热处理1.去应力退火2.石墨化退火3.表面淬火四、灰铸铁的牌号、性能及用途灰铸铁的牌号、力学性能及用途见表7-1。第二节灰铸铁表7-1灰铸铁的牌号、力学性能及用途

（摘自GB/T9439—1988）表7-1灰铸铁的牌号、力学性能及用途（续）第二节灰铸铁第三节球墨铸铁一、球墨铸铁的生产特点

球墨铸铁是通过对铁液的球化处理获得的。在进行球化处理的同时(或随后)，必须加入孕育剂进行孕育处理。二、球墨铸铁的组织和性能图7-3球墨铸铁的显微组织a)铁素体基体球墨铸铁b)铁素体-珠光体基体球墨铸铁c)珠光体基体球墨铸铁d)下贝氏体基体球墨铸铁第三节球墨铸铁三、球墨铸铁的热处理1.退火2.正火3.调质处理（1）低温退火（2）高温退火（1）低温退火（2）高温退火4.等温淬火四、球墨铸铁的牌号及用途第三节球墨铸铁表7-2球墨铸铁的牌号、力学性能及用途（摘自GB/T1348—1988）表7-2球墨铸铁的牌号、力学性能及用途（续）第三节球墨铸铁第四节可锻铸铁一、可锻铸铁的生产特点二、可锻铸铁的组织和性能三、可锻铸铁的牌号及用途

可锻铸铁的生产是先获得白口铸铁，再经可锻化退火工艺获得。可锻化退火工艺曲线见图7-4，可锻铸铁的显微组织见图7-5。

可锻铸铁具有较高的力学性能，尤其具有较高的塑性和韧性。可锻铸铁的牌号、力学性能及用途见表7-3。第四节可锻铸铁图7-4可锻化退火工艺曲线图7-5可锻铸铁的显微组织a)珠光体基体可锻铸铁b)铁素体基体可锻铸铁第四节可锻铸铁表7-3可锻铸铁的牌号、力学性能及用途（摘自GB/T9440—1988）第四节可锻铸铁表7-3可锻铸铁的牌号、力学性能及用途（续）第五节蠕墨铸铁一、蠕墨铸铁的生产特点二、蠕墨铸铁的组织和性能三、蠕墨铸铁的牌号及用途

蠕墨铸铁是通过对铁液的蠕化处理获得的，即浇注前向铁液中加入蠕化剂，促使石墨呈蠕虫状析出，这种处理方法称为蠕化处理。

蠕墨铸铁的组织中石墨呈蠕虫状，形态介于片状与球状之间。图7-6蠕墨铸铁的显微组织第五节蠕墨铸铁表7-4蠕墨铸铁的牌号、力学性能及用途（摘自JB/T4403—1999）第六节合金铸铁

在铸铁中加入一定量的合金元素，使之具有某些特殊性能，提高其适应性和扩大其使用范围，这种铸铁称为合金铸铁。一、抗磨铸铁1.减摩铸铁

减摩铸铁应有较低的摩擦因数和能够很好地保持连续油膜的能力。2.抗磨白口铸铁

抗磨白口铸铁的组织应具有均匀的高硬度。二、耐热铸铁

耐热铸铁是指在高温下具有一定的抗氧化和抗生长能力，并能承受一定载荷的铸铁。目前耐热铸铁中主要采用加入Si、Al、Cr等合金元素。第六节合金铸铁

常用的耐热铸铁有中硅铸铁、高铬铸铁、镍铬硅铸铁、镍铬球墨铸铁等。

耐热铸铁的牌号是由RT(耐热铸铁)、Q(球墨铸铁)、合金元素符号和数字组成。国家标准GB/T9437—1988中列出了十个牌号：RTCr、RTCr2、RTCr16、RTSi5、RQTSi4、RQTSi4Mo、RQTSi5、RQTAl4Si4、RQTAl5Si5、RQTAl22。三、耐蚀铸铁

耐蚀铸铁具有较高的耐蚀性能，一般含有Si、Al、Cr、Ni、Cu等合金元素。

高硅耐蚀铸铁的牌号是由ST(蚀铁二字汉语拼音第一个字母)、Si和其他合金元素及数字、RE(稀土代号)组成。国家标准GB/T8491—1987中列出了五个牌号：STSi11Cu2CrRE、STSi15RE、STSi15Mo3RE、STSi15Cr4RE、STSi17RE。1.什么叫铸铁？与钢相比，铸铁的化学成分和性能有何特点？2.什么叫铸铁的石墨化？影响铸铁石墨化的因素有哪些？3.灰铸铁的热处理工艺有哪些？各有何目的？生产中出现下列不正常现象，应采取什么有效措施予以防止或改善？（1）灰铸铁磨床床身铸造以后立即进行切削，在切削加工后发生过量的变形。（2）灰铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。4.球墨铸铁是如何获得的？常用的球化剂有哪些？与钢相比，球墨铸铁在性能上有何特点？5.球墨铸铁常用的热处理方法有哪些？各有何目的？已知球墨铸铁的原始组织为“铁素体+珠光体+自由渗碳体+球状石墨”，若要获得下述组织，各应采取什么热处理方法？（1）铁素体+球状石墨。（2）珠光体+球状石墨。（3）下贝氏体+球状石墨。6.可锻铸铁是如何获得的？与灰铸铁及球墨铸铁相比，可锻铸铁有何特点？7.什么叫抗磨铸铁?抗磨铸铁分为哪两大类?8.什么叫耐热铸铁？如何提高铸铁的耐热性？耐热铸铁有何用途？9.什么叫耐蚀铸铁？如何提高铸铁的耐蚀性？耐蚀铸铁有何用途？10.下列说法是否正确？为什么？（1）可通过热处理来明显改善灰铸铁的力学性能。（2）可锻铸铁因具有较好的塑性，故可进行锻造。（3）白口铸铁硬度高，可用于制造刀具。（4）因为片状石墨的影响，灰铸铁的各项力学性能