机械工程材料新铸铁

第六章铸铁

铸铁的组织—性能关系铸铁的石墨化过程各种常用铸铁一、铸铁中碳的存在形式

1.铁碳合金中碳的存在形式Fe3C，(graphite)2.石墨的特点

硬度仅为3~5HBS

抗拉强度约为20MPa

伸长率接近于零(1)简单六方；(2)结晶形态：片状；(3)强度、塑性、韧性极低。二、铁碳合金中的双重相图及石墨化过程第一阶段：1154ºC

L→LC，+GILC，→

AE，+G共晶第二阶段：1154ºC~738ºCAE，→

AS’+GⅡ第三阶段：738ºCAS，→

FP，+G共析Fe-G相图较Fe-Fe3C相图更为稳定，碳在奥氏体和铁素体中溶解度较小E2.1111484.24.3三、铸铁的分类

1．按石墨化程度分类第一、第二、三阶段的石墨化过程全部被抑制；完全按照Fe-Fe3C相图进行结晶，碳几乎全部以Fe3C形式存在；断口呈银白色。铸铁组织中存在大量莱氏体，性能是硬而脆，切削加工较困难。除少数用来制造不需加工的硬度高、耐磨零件外，主要用作炼钢原料。第一、二阶段石墨化过程充分进行；

碳主要以石墨形式存在；断口呈灰银白色

工业上应用最多最广的铸铁。第一阶段石墨化过程部分进行而得到的铸铁;一部分碳以石墨形式存在，另一部分以Fe3C形式存在;组织介于白口铸铁和灰口铸铁之间，断口呈黑白相间构成麻点。

性能硬而脆、切削加工困难，工业上使用也较少（1）白口铸铁（2）灰口铸铁（3）麻口铸铁2.按灰口铸铁中石墨形态分类铸铁组织中的石墨呈短小的蠕虫状蠕墨铸铁的强度和塑性介于灰铸铁和球墨铸铁之间铸造性、耐热疲劳性比球墨铸铁好用来制造大型复杂的铸件，以及在较大温度梯度下工作的铸件。（1）灰铸铁铸铁组织中的石墨呈片状铸铁力学性能较差，但生产工艺简单，价格低廉

工业上应用最广。（2）可锻铸铁铸铁中的石墨呈团絮状力学性能好于灰铸铁，但生产工艺较复杂，成本高

用来制造一些重要的小型铸件。（3）球墨铸铁铸铁组织中的石墨呈球状力学性能较好

铸铁生产工艺比可锻铸铁简单，得到广泛应用。（4）蠕墨铸铁1.成分及组织（1）成分

2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si，0.25~1.0%Mn0.02~0.2%S，0.05~0.5%P（2）组织片状石墨＋钢基体(F、F＋P、P)

碳主要以石墨形式存在，断口呈灰色

G愈少，愈细，愈均匀，力学性能愈高

灰铸铁的基体强度利用率仅为30%~50%2.灰铸铁的孕育处理▲变质处理(孕育处理)：铸铁浇注前向铁水中加入少量变质剂(孕育剂)，使之在凝固过程中产生大量的人工晶核，促进石墨的形核和结晶。不仅可防止白口，而且使石墨片细化，得到较高强度的“变质铸铁”(孕育铸铁)。

四、灰铸铁3.灰铸铁的牌号及用途

HT××דHT”表示“灰铁”，“×××”表示最低抗拉强度。

HT100、HT150、HT200、HT250、HT300HT350主要应用于一般铸件，气缸体，机床床身等“QT”表示“球铁”第一组数字“×××”表示最低抗拉强度第二组数字表示延伸率五、球墨铸铁1.球墨铸铁的成分、组织和性能(1)成分3.6~3.8%C，2.2~2.8%Si，0.6~0.8%Mn0.03~0.05%Mg，0.02~0.04%Re，≤0.1%P，≤0.07%S(2)组织铁素体球墨铸铁，珠光体球墨铸铁(3)生产方法向铁水中加入孕育剂、球化剂(4)性能特点与钢接近,强韧性较高基体强度利用率70—90%2.球墨铸铁的牌号及用途QT×××－××主要应用于汽车、拖拉机传动齿轮，车床主轴等牌号基体组织力学性能（不小于）σb/MPaσ0.2/MPaδ(%)ak/(J/cm2)HBSQT400-17F4002501760≤197QT420-10F4202701030≤207QT500-05F+P5003505—147~241QT600-02P6004202—229~302QT700-02P7004902—231~304QT800-02S回8005602—241~321QT1200-01B下1200840130≥38HRC球墨铸铁牌号、组织及应用六、可锻铸铁组织：碳以团絮状石墨形式存在生产方法：白口铸铁经石墨化退火而成（第一阶段白口铸铁，第二阶段石墨化退火）牌号：KTH300-06KTZ550-04KTB400-05用途：韧性较高的小铸件、连杆、

小曲轴等

珠光体蠕墨铸铁的强度和硬度较高，耐磨性强适于制造耐磨零件，如汽车的刹车鼓等铁素体蠕墨铸铁的导热性较好，高温状态下的机械性能优越适用于制造在高温下工作、需要有良好的抗热疲劳能力、导热性的零件，如内燃机汽缸盖，进排气岐管等。七、蠕墨铸铁组织：石墨蠕虫状性能：强度和塑韧性高于普通灰铸铁铸造性能优于球墨铸铁牌号：

RuT×××数字代表最小抗拉强度值应用耐磨合金铸铁

耐