常用铸铁材料

1、ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,第五章,铸铁,铸铁石墨化过程及影响因素,铸铁的分类、成分、组织、性能、用途,本章目的,掌握铁碳双重相图,深入理解铸铁的石墨化过程与影响因素，石墨形态对,铸铁性能的影响，铸铁的热处理特点，常用铸铁的牌号,组织和用途,本章重点,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,第一节,概述,铸

2、铁,含碳量大于,2.11,的铁碳合金,实际应用的铸铁中,还会含有较多的,Si,Mn,和其他一些杂质元素。为了提高铸铁的,性能，还可以加入一定量的合金元素，组成,合金铸铁,同钢相比，虽然强度、塑性和韧性较低，但是,铸铁熔炼简,便,成本低廉,具有优良的,铸造性能,很高的,耐磨性,良好的,减振性,和,切削加工性能,等一系列的优点，因此而获得较为广泛,的应用,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,在汽车上，重量约为,50%70,的金属材料为铸铁。如,汽缸体,变速

3、箱体、后桥壳、曲轴,等。随着科技的发展，新型铸铁的不,断出现，为铸铁的广泛应用开辟更广泛的前景，目前有些零部,件（曲轴、齿轮），形成了,以铁代钢,的趋势,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,碳的存在形式,固溶于,A,和,F,中,化合物渗碳体,Fe,3,C,游离态的石墨,G,石墨特点,C,100,简单六方晶体结构,强度、塑性和韧性极低,松软相，相当于孔洞和裂缝,graphite,一、铸铁组织的形成,ITSM / ITIL,Sino-i Technolog

4、y Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,碳存在的形式,及断口的颜色,白口铸铁,灰铸铁,麻口铸铁,渗碳体,游离的石墨,渗碳体,游离的石墨,根据碳在铸铁中的存在形式，铸铁可分为,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,铸铁的机械性能主要取决于铸铁基体组织以及石墨的数量,形状、大小及分布特点,石墨机械性能很低，硬度仅为,3HB,5HB,抗拉强度为,20MPa,延伸率接近零,石墨与

5、基体相比，其强度和塑性都要小得多,铸铁性能,石墨的形态,抗拉强度,MPa,伸长率,无缺口试样冲,击韧度,J/cm,2,粗片状,100-200,0-0.3,0-3,细片状,200-400,0.2-0.5,3-8,团絮状,450-700,2.5-5,5-15,球状,600-800,2.0-4.0,15-30,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,石墨造成脆性切削，铸铁的切削加工性能优异,铸铁的铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生的膨胀,减少铸件体积的收缩，降

6、低铸件中的内应力,石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油，使铸件有很好,的耐磨性能,石墨对振动的传递起削弱作用，使铸铁有很好的抗振性能,大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感,虽然铸铁的机械性能不如钢，但由于石墨的存在，却,赋予铸铁许多为钢所不及的特殊性能,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,第二节,常用铸铁,铸铁中的石墨形态、尺寸以及分布状况对性能影响很大,铸铁中石墨状况主要受铸铁的化学成分及工艺过程的影响,通常铸铁中石墨形态,片状或球状,在铸造后即形

7、成，也可将,白口铸铁通过退火，让其中部分或全部的碳化物转化为团絮,状形态的石墨,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,灰铸铁是指,石墨呈片状分布,的灰口铸铁。其产量约占铸铁,总产量的,80,以上,一、灰铸铁,命名,HT,三位数字，表示最低的抗拉强度,如,HT100,HT150,HT200,HT250,HT300,HT350,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limi

8、ted,All,rights,reserved,分类,牌号,显微组织,基体,G,普通,灰铸铁,HT100,F,粗片,HT150,F + P,较粗片,HT200,P,中等片,孕育铸铁,HT250,P,较细片,HT300,细,P,细片,HT350,S,或,T,牌号,抗拉强度值,MPa,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,耐磨性好,石墨有利于润滑、储油,抗压强度高,抗拉强度、塑韧性比钢低,消震性好,是钢的十倍,G,组织松软,铸造性好,接近共晶成分、熔点低、流

9、动性好、凝固收,缩小,切削加工性好,G,使切屑易断，还可润滑刀具,抗拉强度低、塑韧性很差,基体强度不能充分发挥，其强,度利用率仅,3050,表现为b很低，塑性和韧性几乎为零,性能,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,制造,承受压力和震动的零件,如,机床床身、各种箱体、壳体、泵体,缸体,大型船用柴油机汽缸体,HT300,重型机床床身,HT250,变速箱体,应用,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sin

10、o-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,石墨呈,团絮状,的灰口铸铁，是,由白口铸铁经石墨化退火获,得,的。石墨呈团絮状，对基体破坏作用较小，所以比灰铸铁具,有较高的强度强度为碳钢的,0,0,接近于铸钢、塑性和冲,击韧度，但不能锻造,二、可锻铸铁,命名,KT,种类,三位数字,两位数字，种类,H,黑心铸铁,Z,珠光体铸铁，三位数字：最低抗拉强度，两位数字：最低的,伸长率。如,KTH300-06,KTZ450-06,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,

11、All,rights,reserved,强度为碳钢的,4070,接近于铸钢,名为可锻，实不可锻,可锻铸铁的石墨化退火,性能,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,用于制造形状复杂且承受振动载,荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的,前后轮壳、管接头、低压,阀门等,可锻铸铁管件,生产周期长，工艺复杂，成本较高,已部分地被球墨铸铁所代替,典型用途,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technolo

12、gy,Limited,All,rights,reserved,石墨呈球形,的灰口铸铁,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,硅铁,硅,钙,稀土镁,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,常用孕育剂为硅铁和硅钙合金,三、球墨铸铁,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,牌号,意义,例如,QT400-15,QT,为球铁代号,400,表示抗拉,强度不低于,400MPa,15,表示伸长率不低于,15,牌号,基体组

13、织,力学性能,b,MPa,s,MPa,硬度,HBS,不小于,QT400-18,F,400,250,18,130180,QT400-15,F,400,250,15,130180,QT450-10,F,450,310,10,160210,QT500-7,F+P,500,320,7,170230,QT600-3,P+F,600,370,3,190270,QT700-2,P,700,420,2,225305,QT800-2,P,或回,火组织,800,480,2,245335,QT900-2,B,或回,火马氏体,900,600,2,280360,ITSM / ITIL,Sino-i Technology

14、 Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,强度是碳钢的,7090,具有灰铸铁的优点,良好的铸造性,耐磨性、可切削加工性及低的缺口敏感性,等，又具有与中碳,钢相媲美的力学性能,球状石墨对基体的割裂作用小,性能,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,典型用途,铸铁曲轴,连杆,替代部分铸钢、锻钢件,承受震动、载荷大的零件,如曲轴、传动齿轮等,ITSM / ITIL,Sino-i T

15、echnology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,四、蠕墨铸铁,蠕墨铸铁,是,20,世纪,60,年代发展起来的一种新型铸铁,蠕,墨铸铁,是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的,蠕化剂,为稀土硅铁镁合金。稀土硅铁合金、稀土硅铁,钙合金等,蠕墨铸铁的组织,基体,F,F+P,P,蠕虫状,G,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,蠕墨铸铁的力学性能,介于灰铸铁与球墨铸铁之,间。并且具有优良的抗热,疲劳性能,它的铸造性能和减振,性能都比球铁为优,灰铸铁,灰铸铁,蠕墨铸铁,蠕墨铸铁,球墨铸铁,球墨铸铁,蠕墨铸铁的性能,ITSM / ITIL,Sino-i Technology Ltd,Copyright,Sino-i,Technology,Limited,All,rights,reserved,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,盖、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等,玻璃模具,制动鼓,蠕墨铸铁用途,ITSM / ITIL,Sino-i Te