金材8-1铸铁的石墨化

1、理 论 课 教 案编号：NGQD-0707-09 版本号：A/0 页 码：编制/时间： 审核/时间： 批准/时间：学科金属材料及热处理第八章 铸 铁第一节 铸铁的石墨化教学类型授新课授课时数0.5授课班级级教学目的和要求1、 了解铸铁的分类。2、 掌握石墨化的主要影响因素。教学重点和难点1、 重点：铸铁的石墨化影响因素。2、 难点：铸铁的分类。教具准备复习提问根据石墨形态不同，铸铁可分为几种？作业布置 P106 习题1 、2 教学方法主要教学内容和过程附记第八章 铸 铁引 言高炉炼出的生铁可分为炼钢生铁和铸造生铁，前者作为炼钢原料，后者主要作为铸造各种铸件的原料。但在一般情况下，浇注铸铁所用的

2、铁液并不直接由高炉生产，而是将高炉生铁重新熔炼，使其具有一定的成分和温度，浇注后以满足铸铁件的规定性能要求。因此，严格地说，由高炉炼出未经重熔的铁块叫生铁，而只有经过重熔和铸造成型的铁才叫铸铁。铸铁和钢都是铁碳合金，（铸铁中C、Si含量较高，杂质S、P含量较多），它们虽然在现代工业中都有广泛的应用，但由于它们的成分、组织、性能各不相同，因理 论 课 教 案 附 页编制/时间：教学方法主要教学内容和过程附记而使用的场合不同，为了合理、正确地使用钢铁材料，有必要对铸铁的成分、组织、性能进行分析研究。铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。工业中常用的铸铁含碳量在2.5%4.0%之间。此外还含有Si、

3、Mn、S、P等，在合金铸铁中还加入Cr、Mo、Cu、Al。与钢相比，铸铁的抗拉强度、塑性、韧性比较差，不能进行压力加工，但它具有优良的铸造性能和切削加工性能，而且生产设备与工艺简单，价格低廉，并且具有耐压、耐磨和减震性能，所以获得广泛应用。（如按质量计算：汽车、拖拉机3050%，机床中6090%，矿山冶金设备5080%）近年来，由于加入稀土金属到铸铁中，使得以往用碳钢与合金钢制造的一些重要零件，（如曲轴、连杆、大齿轮等），现在用铸铁来制造，不仅节省大量优质材料，而且可以减少机械加工工时，降低产品成本。铸铁中，碳主要以Fe3C和石墨两种形式存在。根据碳存在形式不同，可分为：1、白口铸铁：主要以渗

4、碳体存在，断口呈银白色，性能硬而脆，很难切削加工，很少直接运用。2、灰铸铁：大部或全部以石墨存在，断口呈暗灰色，应用最广泛。3、麻口铸铁：大部以渗碳体存在，少部为石墨，断口呈灰白色。较大的脆性，很少使用。根据铸铁中石墨形态的不同，可分为：1、灰铸铁：石墨以片状存在于铸铁中。理 论 课 教 案 附 页编制/时间：教学方法主要教学内容和过程附记2、可锻铸铁：石墨以团絮状存在于铸铁中。3、球墨铸铁：石墨以球状存在于铸铁中。4、蠕墨铸铁：石墨以蠕虫状存在于铸铁中。8-1 铸铁的石墨化铸铁中石墨的来源：从液体中直接析出；从奥氏体中直接析出；先结晶出渗碳体，再由渗碳体在一定条件下分解为FeC（石墨）。（缓慢冷却可直接析出石墨，较快冷却得到Fe3C）石墨化：铸铁中的碳以石墨形态析出的过程。白口化：碳以化合物形式析出的过程。石墨的晶体结构为简单六方晶格。石墨的抗拉强度约为20Mpa，硬度为3HBS，伸长率近似为0，这些是决定铸铁的力学性能的主要因素之一。影响石墨化的主要因素：铸铁的成分、冷却速度。1、成分的影响促进石墨化的元素：C、Si、Al、Ni、Cu、Co等（C、Si含量越多，析出石墨越多，尺寸也粗大，适当降低C、Si，能使石墨细化）阻止石墨化元素：Cr、W、Mo、V、Mn、S等（阻碍渗碳体分解，阻碍石墨化）2、冷却速度的影响