钢铁材料工业铸铁

1、定义：定义： 铸铁是碳质量分数大于铸铁是碳质量分数大于2.11%、并常并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。碳合金。 用途：用途： 用于制造机床的床身、床头箱用于制造机床的床身、床头箱,发动发动机的汽缸体、机器的底座等，是工程上最常用机的汽缸体、机器的底座等，是工程上最常用的金属材料之一。的金属材料之一。 箱体箱体启动阀启动阀铸铁曲轴铸铁曲轴内燃机汽缸内燃机汽缸铸铁分类：铸铁分类：根据碳在铸铁中存在形根据碳在铸铁中存在形不同，可分不同，可分三大类三大类：（1）白口铸铁）白口铸铁 ( 2 ) 灰口铸铁灰口铸铁（3）麻口铸铁）麻口铸铁 F+GF+P+GP+

2、Gl 铸铁的性能特点铸铁的性能特点l 力学性能低。力学性能低。由于由于石墨相当于钢基体中石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，且了基体的连续性，且易导致应力集中。易导致应力集中。铸铁与铸钢的强度比较铸铁与铸钢的强度比较根据根据石墨（石墨（G）在铸铁中存在形态，可分为：在铸铁中存在形态，可分为：普通灰铸铁：石墨呈普通灰铸铁：石墨呈片状片状可锻铸铁：石墨呈可锻铸铁：石墨呈团絮状团絮状蠕墨铸铁：石墨呈蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状蠕虫状球墨铸铁：石墨呈球墨铸铁：石墨呈球状球状灰口铸铁的种类：灰口铸铁的种类：一、一、 普通灰铸铁普通灰铸铁 灰铸铁有铁素体、珠光体、灰铸铁有铁素体

3、、珠光体、(铁素体铁素体+珠光体珠光体)+石墨三种基本组织石墨三种基本组织：铁素体灰铸铁铁素体灰铸铁珠光体灰铸铁珠光体灰铸铁铁素体加珠光体灰铸铁铁素体加珠光体灰铸铁石墨片的三维形貌石墨片的三维形貌孕育处理前孕育处理前孕育处理后孕育处理后硅铁硅铁硅钙硅钙由于石墨片对钢基体产生的割裂作用，破坏了钢基体的由于石墨片对钢基体产生的割裂作用，破坏了钢基体的连续性、完整性，减少了钢基体的有效面积，使其连续性、完整性，减少了钢基体的有效面积，使其抗拉强抗拉强度低于钢、而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。度低于钢、而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。灰铸铁灰铸铁具有非常优良的铸造性能。具有非常优良的铸造性能。（二

4、）灰铸铁的性能与应用（二）灰铸铁的性能与应用但其抗压强度与钢相近，因此普通灰铸铁广泛用于作承但其抗压强度与钢相近，因此普通灰铸铁广泛用于作承受压力载荷的零件和结构，如受压力载荷的零件和结构，如机座、机床床身、轴承机座、机床床身、轴承等。等。叶轮叶轮 发动机飞轮发动机飞轮 大型船用柴油机汽缸体大型船用柴油机汽缸体(HT-300)重型机床床身重型机床床身(HT-250)变速箱体变速箱体HT + 三位数字三位数字数字表示数字表示最低抗最低抗拉强度拉强度如：如：HT150，HT200，HT250热处理热处理只能改变基体组织只能改变基体组织，不能改变石墨不能改变石墨的的形态和分布，对提高性能效果不大。通

5、常对其形态和分布，对提高性能效果不大。通常对其进行热处理的方法和平共处进行热处理的方法和平共处目的是：目的是：1. 消除内应力退火：消除内应力退火：2. 高温退火：消除白口组织高温退火：消除白口组织3. 表面淬火：提高表面硬度、耐磨性和疲劳表面淬火：提高表面硬度、耐磨性和疲劳强度强度。灰铸铁件灰铸铁件汽缸套汽缸套活塞环活塞环二、二、 可锻铸铁可锻铸铁（一）生产方法：（一）生产方法： 先将铸铁浇注成白口铸铁先将铸铁浇注成白口铸铁,然后进行然后进行高温高温石墨化退火石墨化退火,使渗碳体分解得到使渗碳体分解得到团絮状石墨团絮状石墨。（二）可锻铸铁的组织：二）可锻铸铁的组织：可锻铸铁有可锻铸铁有铁素体

6、和珠光体铁素体和珠光体两种基体。两种基体。 （三（三) 可锻铸铁的牌号可锻铸铁的牌号: 铁素体铁素体可锻铸铁以可锻铸铁以 “KTH” 表示，表示， 珠光体珠光体可锻铸铁以可锻铸铁以 “KTZ” 表示。表示。 其后的两组数字表示其后的两组数字表示最低抗拉强度最低抗拉强度和和延伸率延伸率。 如：如：KTH 350-10、 KTZ 600-3黑心可锻铸铁黑心可锻铸铁 珠光体可锻铸铁珠光体可锻铸铁 可锻铸铁的石墨化退火可锻铸铁的石墨化退火可锻铸铁管件可锻铸铁管件三、三、 球墨铸铁球墨铸铁（一）生产方法：（一）生产方法： 在浇注前向铁水中加入一定量的球化剂在浇注前向铁水中加入一定量的球化剂而直接获得球状

7、石墨而直接获得球状石墨,得到球墨铸铁得到球墨铸铁.（二）球墨铸铁的组织二）球墨铸铁的组织铁素体加珠光体球墨铸铁铁素体加珠光体球墨铸铁 铁素体球墨铸铁铁素体球墨铸铁 珠光体球墨铸铁珠光体球墨铸铁 球墨铸铁中的石墨球球墨铸铁中的石墨球 （三）三）球墨铸铁球墨铸铁的牌号：的牌号： 用用 “QT” 标明，其后标明，其后两组两组数值表示最低数值表示最低抗拉强度抗拉强度和和延伸率延伸率。如：如： QT 420-10、 QT 600-2、 QT 800-2 （四）球墨铸铁的应用（四）球墨铸铁的应用 具有与钢相近的具有与钢相近的力学性能，可代替力学性能，可代替钢和合金钢使用。钢和合金钢使用。球墨铸铁管道接口球

8、墨铸铁管道接口 核燃料贮存运输核燃料贮存运输容器容器(QT350-22)铸铁曲轴铸铁曲轴制品制品(轧辊与辊环轧辊与辊环)贝氏体基球墨铸铁贝氏体基球墨铸铁四、四、 蠕墨铸铁蠕墨铸铁 （一）生产方法：（一）生产方法： 在一定成分的铁水中加入适量的在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂蠕化剂而而炼成的，其方法与程序与球墨铸铁基本相同。炼成的，其方法与程序与球墨铸铁基本相同。 （二）蠕墨铸铁的组织（二）蠕墨铸铁的组织 蠕墨铸铁的石墨具有介于片状和球状之间的中间形蠕墨铸铁的石墨具有介于片状和球状之间的中间形态，其石墨片的长厚比较小，端部较钝。呈态，其石墨片的长厚比较小，端部较钝。呈蠕虫状。蠕虫状。（三）蠕墨

9、铸铁的牌号、性能和应用（三）蠕墨铸铁的牌号、性能和应用 蠕墨铸铁以蠕墨铸铁以 “RuT” 表示，其后的数字表示表示，其后的数字表示最最低抗拉强度低抗拉强度。 RuT300、RuT420 牌号牌号： 蠕墨铸铁是一种新型蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料高强铸铁材料。它的。它的强度接近于球墨铸铁，并且有一定的韧性、强度接近于球墨铸铁，并且有一定的韧性、较高的耐磨性；同时又有和灰口铸铁一样的较高的耐磨性；同时又有和灰口铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。良好的铸造性能和导热性。 性能性能： 蠕墨铸铁已成功地用于高层建筑中蠕墨铸铁已成功地用于高层建筑中高压热交换高压热交换器、内燃机汽缸和缸盖、汽缸套、钢锭模

10、、液压阀器、内燃机汽缸和缸盖、汽缸套、钢锭模、液压阀等等铸件。铸件。 应用应用：排排气气管管 进进气气管管 蠕墨铸铁的组织：蠕墨铸铁的组织： 基体（基体（F、F+P、P）+ 蠕虫状蠕虫状G 蠕墨铸铁中的石墨蠕墨铸铁中的石墨蠕墨铸铁中的石墨蠕墨铸铁中的石墨珠光体基体珠光体基体铁素体基体铁素体基体灰铸铁灰铸铁灰铸铁灰铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁灰铸铁灰铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁玻璃模具玻璃模具制动鼓制动鼓五、五、 特殊性能铸铁特殊性能铸铁 在铸铁中加入某些合金元素，得到一些在铸铁中加入某些合金元素，得到一些具有各种特殊性能的合金铸铁。具有各种特殊性能的合金铸