第三章强韧铸铁

1、 铸造合金及其熔炼铸造合金及其熔炼孙玉福孙玉福邮箱：邮箱：电话：电话：1370399798513703997985 强韧铸铁一般具有较高的强度和较好的韧性，根据石墨强韧铸铁一般具有较高的强度和较好的韧性，根据石墨形状可分为：形状可分为： （1 1）球墨铸铁（基体）球墨铸铁（基体+ +球状石墨）球状石墨） （2 2）蠕墨铸铁（基体）蠕墨铸铁（基体+ +蠕虫状石墨）蠕虫状石墨） （3 3）可锻铸铁（基体）可锻铸铁（基体+ +团絮状石墨）团絮状石墨）第三章第三章 强韧铸铁强韧铸铁第一节第一节 球墨铸铁球墨铸铁一、球墨铸铁组织和性能 QT400-18、 QT400-15、 QT450-10 组织：铁素

2、体+球状石墨 QT500-7、 QT600-3组织：铁素体+珠光体+球状石墨 QT700-2、 QT800-2组织：珠光体+球状石墨等温淬火球墨铸铁（ADI）组织：贝氏体+奥氏体+球状石墨二、球状石墨的球化及大小分级 石墨球化率分级球化级别球化率1级95%2级90%3级80%4级70%5级60%6级50% 石墨大小分级级别100倍下石墨长度/mm3255041225561263671.5381.5球化率：在铸铁微观组织的有代表性的视场中，在单位面积上，球状石墨数目与全部石墨数目的比值。三、球墨铸铁的生产化学成分的影响碳和硅：碳量过低，铸件易产生缩松和裂纹，碳量过高，易产生石墨漂浮，造成铸铁夹杂

3、物增多，性能降低；硅减少过冷倾向、细化石墨、提高石墨圆整度，但降低铸铁韧性，使韧-脆转变温度升高。 碳当量上限以不产生石墨漂浮，下限以不产生自由渗碳体为原则 铁素体QT：C3.6%4.0%、Si2.4%2.8% 珠光体QT：C3.4%3.8%、Si2.2%2.6%锰：在球墨铸铁中锰有严重的正偏析倾向，一般不宜过高硫和磷：二者属于有害元素，在球铁中严格控制硫磷的含量合金元素：钼、铜、镍、铬和锑 球化处理概念：向铁液中加入使石墨在结晶生长时能形成球状的元素，提高球化率球化元素强球化能力：镁、铈、镧、钙、钇。生产中常用的是镁作为球化剂中球化能力：锂、锶、钡、钍。此类球化元素要求原铁液含硫量极低弱球化

4、能力：钠、钾、锌、镉、锡、铝。此类球化元素要求冷却速度快，原铁液含硫量极低球化处理方法：冲入法和型内球化法孕育处理目的：消除结晶过冷倾向；促进石墨化，孕育处理能增加石墨核心，细化球状石墨，提高球状石墨生长的相对稳定性，提高石墨的圆整度；减少晶间偏析，孕育处理使共晶团细化，从而可减少共晶团间的偏析程度，提高铸铁的塑性和韧性孕育种类 炉前一次孕育和多次孕育 瞬时孕育：包底孕育、浇口杯孕育、硅铁棒浇口杯孕育、浮硅孕育、插丝法孕育以及型内孕育 四、球墨铸铁的铸造性能及常见缺陷凝固特点 较宽的共晶凝固范围 糊状凝固特性 具有较大的共晶膨胀铸造性能 在化学成分和浇注温度相同时，球墨铸铁流动性较灰铸铁好 收

5、缩前得膨胀大于灰铸铁，增大了铸件内部缩孔和缩松的倾向 收缩应力和温差应力均大于灰铸铁常见缺陷 缩孔缩松、夹渣、石墨漂浮、皮下气孔、球化衰退五、球墨铸铁的热处理退火处理目的：去除铸态组织中自由渗碳体及获得铁素体球墨铸铁高温石墨化退火：将铸件加热到AC3以上50100保温低温石墨化退火：将珠光体分解成为铁素体和石墨正火处理目的：增加金属基体中珠光体的含量和提高珠光体的分散度高温完全奥氏体化正火：AC1上限加3050 部分奥氏体化正火： AC1上限、下限之间等温淬火处理贝氏体球墨铸铁：淬火温度低奥贝球墨铸铁：淬火温度高六、球墨铸铁生产中特殊问题大断面球墨铸铁件的生产（壁厚100mm以上） 组织特点：

6、石墨数量少、石墨形态差，直径大，易偏析解决措施：添加微量元素Sb或RE，并强化孕育处理，可消除碎块 状石墨；大量使用冷铁，采用金属型或型内通气及通水的强制冷却方法提高冷却速度薄壁球墨铸铁件问题：冷却速度快，易出现白口，共晶团数目少高强高韧球墨铸铁基体组织：珠光体+铁素体基体获得方法：加入强化铁素体的合金元素，采用强化孕育、细化石墨的孕育工艺，在此基础上适当提高含锰量，同时适当提高硅量，进一步强化铁素体第二节第二节 蠕墨铸铁和可锻铸铁蠕墨铸铁和可锻铸铁一、蠕墨铸铁的组织及性能 石墨形态介于片状石墨及球状石墨之间的中间状态类型石墨，它既有共晶团内部石墨互相连续的片状石墨组织特征，又有石墨头部较圆、

7、其位向特点和球状石墨相似的特征。 蠕化程度常用形状系数（k）表示：K=4A/L2 ,其中A表示单个石墨的实际面积、 L表示单个石墨的周长 当K0.15时 为片状石墨 当0.15 K 0.8时 为蠕虫状石墨 当K0.8时 为球状石墨 蠕墨铸铁的基体组织在铸态下具有较高的铁素体含量，当加入稳定珠光体元素并正好，可获得较多的珠光体组织， 蠕墨铸铁强度敏感性小，韧性及伸长率均较球墨铸铁低而高于灰铸铁，其导热性取决于石墨的形状二、可锻铸铁定义：将一定成分的白口铸件毛坯经退火处理，使白口铸铁中的渗碳体分解成为团絮状石墨，从而得到团絮状石墨和不同基体组织组成的铸铁 在中性炉气氛条件下退火可获得黑心可锻铸铁 在氧化性气氛条件下退火可获得白心可锻铸铁可锻铸铁退火过程及控制