课题七掌握常用铸铁性能与应用

1、课题七课题七 掌握常用铸铁性能与应用掌握常用铸铁性能与应用任务一 掌握铸铁的分类与通用性能任务二 掌握灰铸铁的性能与用途 任务三 掌握可锻铸铁的性能与用途任务四 掌握球墨铸铁的性能与用途 任务五 掌握蠕墨铸铁的性能与用途导言 铸铁是含碳量铸铁是含碳量2.112.11WcWc6.696.69的铁碳合的铁碳合金。金。 工业上常用的铸铁，含碳量一般在2.54.0的范围内，此外还含有硅（Si）、锰（Mn）、硫（S）、磷（P）等元素。任务一 掌握铸铁的分类与通用性能一、铸铁的分类二、铸铁的石墨化三、铸铁的组织与性能的关系一、铸铁的分类一、铸铁的分类 1 1根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度分：根据铸铁在结

2、晶过程中的石墨化程度分： l 灰口铸铁l 白口铸铁l 麻口铸铁2 2根据铸铁中石墨形态的不同分：根据铸铁中石墨形态的不同分： l 普通灰铸铁l 可锻铸铁l 球墨铸铁l 蠕墨铸铁铸铁铸铁白口铸铁白口铸铁灰口铸铁灰口铸铁麻口铸铁麻口铸铁灰铸铁灰铸铁球墨铸铁球墨铸铁可锻铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁（按碳存在的形式）（按石墨的形态）退火状态下铸铁的组织 退火状态下铸铁的组织 铸铁的优良性能铸铁的优良性能1.1.铸造性能好铸造性能好2.2.切削加工性好切削加工性好3.3.减摩性能好减摩性能好4.4.减振性能好减振性能好5.5.缺口敏感性能好缺口敏感性能好二、铸铁的石墨化二、铸铁的石墨化石墨化石墨化铸铁中

3、碳以石墨形式析出的过程。 1 1石墨化的途径石墨化的途径 铸铁中的石墨可以从液态中直接结晶出或从奥氏体中直接析出，也可以先结晶出渗碳体，再由渗碳体在一定条件下分解而得到（Fe3C3Fe）。 铸铁的石墨化途径 2 2影响石墨化的因素影响石墨化的因素铸铁的成份、冷却速度铸铁的成份、冷却速度 （1 1）铸铁的成份）铸铁的成份 一类是促进石墨化的元素，有碳、硅、铝、镍、铜和钴等，其中碳和硅对促进石墨化作用最为显著。铸铁中碳、硅含量越高，其内部析出的石墨量就越多，石墨片也越大。 另一类是阻碍石墨化的元素，有铬、钨、钼、钒、锰、硫等。 当铸铁结晶时，冷却速度越缓慢，就越有利于扩散，使石墨析出的越大、越充分

4、；在快速冷却时碳原子无法扩散，则阻碍石墨化，促进白口化。 铸件的冷却速度主要取决于壁厚和铸型材料。铸件越厚、铸型材料散热性能越差，铸件的冷却速度就越慢，越有利于石墨化。（2 2）冷却速度）冷却速度三、铸铁的组织与性能的关系三、铸铁的组织与性能的关系 铸铁的组织：铸铁的组织： 由于石墨的强度和塑性几乎为零，把分布在钢的基体上的石墨看作不同形态和数量的微小裂纹或孔洞，这些“孔洞”一方面割裂了钢的基体，破坏了基体的连续性，另一方面又使铸铁获得了良好的铸造性能、切削加工性能，以及消音、减震、耐压、耐磨、缺口敏感性低等诸多优良性能。钢的基体钢的基体+ +石墨石墨（其中石墨形态、大小、数量、分布状态不同）

5、一、灰铸铁的成份与组织一、灰铸铁的成份与组织 化学成份一般为：Wc 2.54.0，WMn0.5%1.4，WSi 1.02.2，WS0.15，WP0.3。 组织：钢的基体+片状石墨。三种不同基体组织的灰铸铁：三种不同基体组织的灰铸铁：l 铁素体灰铸铁（铁素体+片状石墨）l 铁素体珠光体灰铸铁（铁素体+珠光体+片状石墨）l 珠光体灰铸铁（珠光体+片状石墨）任务二 掌握灰铸铁的性能与用途铁素体灰铸铁 铁素体珠光体灰铸铁 珠光体灰铸铁 2 2灰铸铁的性能和孕育处理灰铸铁的性能和孕育处理 力学性能中抗拉强度、塑性、韧性均远不如钢，而抗压强度和硬度并没有明显降低。 切削性能良好，刀具使用寿命高。 良好的铸

6、造性能、耐磨性能、消音减震性能以及较低的缺口敏感性等优异性能。 （1 1）性能）性能（2 2）孕育处理）孕育处理 孕育处理孕育处理或称变质处理，在浇注前往铁水中投加少量硅铁、硅钙合金等作孕育剂，使铁水内产生大量均匀分布的晶核，使石墨片及基体组织得到细化。 目的：目的：细化金属基体并增加珠光体数量，改变石墨片的形态和数量 。3 3灰铸铁灰铸铁的牌号及的牌号及用途用途 由“灰铁”两字的大写汉语拼音字母字头“HT”及后面的一组表示最小抗拉强度数值的数字组成。参见表71 l HT100l HT150灰铸铁灰铸铁用途用途4 4灰铸铁的热处理灰铸铁的热处理 去应力退火：加热到500600，保温后炉冷至20

7、050出炉空冷。 消除白口组织，改善切削加工性能的退火：加热到850900，保温25h，后炉冷至500400出炉空冷。 表面淬火：提高表面硬度和耐磨性，高频淬火、火焰淬火等。任务三任务三 掌握可锻铸铁的性能与用途掌握可锻铸铁的性能与用途 俗称玛钢、马铁。它是白口铸铁通过石墨化退火，使渗碳体分解成团絮状的石墨而获得的。 1 1可锻铸铁的组织与性能可锻铸铁的组织与性能 成分一般为：C 22.8，Si 1.21.8，Mn 0.40.6，P0.1，S0.25。 l 铁素体基体的可锻铸铁（黑心可锻铸铁）l 铁素体+珠光体基体的可锻铸铁l 珠光体基体的可锻铸铁 黑心可锻铸铁 具有一定的强度和一定的塑性与韧

8、性。 铁素体+珠光体可锻铸铁 珠光体可锻铸铁 2 2可锻铸铁的牌号及可锻铸铁的牌号及用途用途 三个字母及两组数字组成。KTZ（H、B），前两个字母“KT” ，第三个字母代表可锻铸铁的类别，Z、H、B分别表示珠光体、黑心、白心。后面两组数字分别代表最低抗拉强度和伸长率的数值。 例如：例如： KTH30006表示黑心可锻铸铁，其最低抗拉强度为300MPa，最低伸长率为6。KTZ45006表示珠光体可锻铸铁，其最低抗拉强度为450MPa，最低伸长率为6。 用途用途 任务四任务四 掌握球墨铸铁的性能与用途掌握球墨铸铁的性能与用途 铁水在浇注前经球化处理，使析出的石墨大部分或全部呈球状的铸铁。 1 1球

9、墨铸铁的组织与性能球墨铸铁的组织与性能 化学成分一般为：C 3.64.0，Si 2.02.8，Mn 0.60.8，S0.07，P0.1。 l 铁素体球墨铸铁l 铁素体珠光体球墨铸铁l 珠光体球墨铸铁 强度和塑性超过灰铸铁和可锻铸铁，接近铸钢，而铸造性能和切削性能均比铸钢要好 。 铁素体球墨铸铁 铁素体珠光体球墨铸铁 珠光体球墨铸铁 2 2球墨铸铁的牌号及球墨铸铁的牌号及用途用途 “QT两组数字”，两组数字分别代表其最低抗拉强度和伸长率。参见表73。例如：例如： QT40018表示球墨铸铁，其最低抗拉强度为400 MPa，最低伸长率为18。 球墨铸铁的用途球墨铸铁的用途 任务四任务四 蠕墨铸铁蠕

10、墨铸铁 在高碳、低硫、低磷的铁水中加入蠕化剂（稀土镁钛合金或稀土镁钙合金），经蠕化处理后，使石墨变为短蠕虫状的高强度铸铁。成分为：C .，Si .2.8，Mn 0.40.，P0.1，S0.。 蠕虫状石墨介于片状石墨和球状石墨之间，金属基体和球墨铸铁相近。 牌号表示方法为： “RuT数字”，数字代表其最低抗拉强度如u表示蠕铁，最低抗拉强度a任务五任务五 掌握蠕墨铸铁的性能与用途掌握蠕墨铸铁的性能与用途蠕墨铸铁性能介于优质灰铸铁和球墨铸铁之间。抗拉强度和疲劳强度相当于铁素体球墨铸铁，减震性、导热性、耐磨性、切削加工性和铸造性能近似于灰铸铁。 牌号表示方法为： “RuT数字”，数字代表其最低抗拉强度

11、如RuT表示蠕铁，最低抗拉强度a 应用蠕墨铸铁的显微组织 蠕墨铸铁的应用 常用铸铁的热处理常用铸铁的热处理 1 1热处理作用热处理作用 只能改变基体组织，但不能改变石墨的大小、数量、形态和分布。 灰铸铁（去应力退火、表面淬火）：灰铸铁（去应力退火、表面淬火）：提高力学性能的作用不大，主要是减小内应力，提高表面硬度和耐磨性能，消除因冷却过快而在铸件表面产生的白口组织。 可锻铸铁：可锻铸铁：一般不再进行热处理。 球墨铸铁（退火、正火、调质、等温淬火）：球墨铸铁（退火、正火、调质、等温淬火）：改变基体组织来提高和改善其力学性能。 蠕墨铸铁：蠕墨铸铁：通过正火使其获得以珠光体为主的基体组织，在一定程度

12、上提高其力学性能。 2 2热处理方法热处理方法 作业作业P142P142页，思考与练习页，思考与练习一、二、三、四题，课堂提问。一、二、三、四题，课堂提问。五、简答题五、简答题1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6写在作业本上。写在作业本上。六、分析题六、分析题1 1，2 2写在作业本上。写在作业本上。铸铁的高温石墨化退火（实验）一、实验目标 二、实验原理三、三、实验器材四、实验内容1用断口分析法观察分析白口铸铁、灰口铸铁的组织特征。2通过编制白口铸铁石墨化退火工艺并进行实际操作，体会热处理在铸铁生产中的作用。3进一步明确影响铸铁石墨化的主要因素。 一、实验目标一、实验目标二、实验原理二、实验原理将铸件加热到850950，保温15 h，使共晶渗碳体发生分解，即进行第一阶段石墨化，然后又在随炉缓慢冷却过程中使二次渗碳体及共析渗碳体发生分解，即进行中间和第二阶段石墨化，待随炉缓冷到500400时，再出炉空冷，这样就可获得铁素体或铁素体+珠光体基体的灰口铸铁，