铸铁与球墨铸铁

铸铁与球墨铸铁铸造用生铁（即灰口铁）铸造生铁硅含量为1.25-3.6%。碳多以片状石墨状态存在。断口呈灰色，质软易切削加工。主要用来生产各种铸铁件原料如床身、箱体等。铸造用生铁按含硅（Si）量划分铁号，按含锰（Mn）、磷（P）、硫（S）分组、级、类。球墨铸铁用生铁球墨铸造用生铁也是一种铸造生铁，只是低硫低磷。低硫使碳充分在铁中石墨化。低磷提高生铁的机械性能；主要用于生产性能（机械性能）较好的球墨铸铁件。球墨用生铁也是按含硅（Si）量划分铁号，按含锰（Mn）、磷（P）、硫（S）分组、级、类。（二）灰口铸铁的性能机械性能灰口铸铁组织是钢的基体上分布有片状石墨，石墨的密度为铸铁的1/3，其体积约占铸铁的（7~10）%,石墨的抗拉强度小于20MPa，塑性近于零，硬度3HBS，石墨的这种特性是改变灰口铸铁机械性能的主要因素。由于片状石墨象刀口一样对金属基体的严重割裂作用，减少了基体受力的有效面积，使铸件金属基体的作用不能充分发挥，据统计灰口铸铁金属基体强度的利用率一般不超过（30~50）%，这表现为铸铁抗拉强度比碳钢低得多，气为（120~250）MPa，塑性、韧性较差，并且几乎没有延伸率皆0），使普通灰口铸铁成为脆性材料，故常把灰口铸铁看成具有大量微小裂纹或孔洞的碳钢。但石墨对基体的割裂作用和造成的应力集中对压应力的有害影响较小，所以灰口铸铁的抗压强度远大于抗拉强度，如图所示。石墨数量愈多，愈粗大，分布愈不均匀，对基体的割裂就愈严重，其机械性能愈差。工艺性能由于铸铁很脆，因此不能进行锻造和冲压，焊接时易于产生裂纹，并出现白口组织，使切削加工增加困难，所以说焊接性能差。灰口铸铁接近共晶成分，铸造时流动性好，又由于石墨膨胀可使收缩减小，铸造性能最好，能够铸造形状复杂的零件。由于石墨具有割裂基体连续性的作用，从而使铸件的切削屑易脆断成碎片，具有良好的切削加工性。减振性铸铁中的石墨对振动能起缓冲作用，阻止晶粒间振动能的传递，并将振动能量转变为热能。所以，灰口铸铁具有很好的减振性。并且，粗大片状石墨的减振能力大于球状石墨，因此对于承受振动较大的零件，在强度允许时应先采用具有片状石墨的普通灰口铸铁。耐磨性石墨对铸铁耐磨性的影响主要表现在储油与润滑两个方面。铸铁摩擦面上的石墨构成大量的显微凹坑，起储油作用，可维持油膜的连续性，同时石墨本身又是良好的润滑剂，脱落在摩擦面上也起润滑作用。所以灰口铸铁具有良好的耐磨性。5・缺口敏感性小石墨在铸铁中形成大量的小切口，从而减少了它对外来切口的敏感性。因此，表面加工质量不高对铸铁疲劳强度的不利影响要比对钢的影响小得多。由于灰口铸铁具有以上一系列的特点，故被广泛地用来制造各种承受压力和要求消振性好的床身、机架、箱体、壳体和经受摩擦的导轨、缸体、活塞环等。二、 灰口铸铁的孕育处理为了改善灰口铸铁的组织和力学性能，生产中常采用孕育处理的方法。它是把作为孕育剂的硅铁或硅钙合金(加入量一般为铁水总质量的0.4%左右)冲入到C、Si含量稍低的铁水中，经搅拌去渣后进行浇注，以获得大量的人工晶核，从而得到石墨片极为细小且均匀分布的珠光体灰口铸铁，这种铸铁又常称为“孕育铸铁七其强度、硬度比普通灰口铸铁有显著提高。孕育铸铁具有较高的强度和硬度，可用来制造力学性能要求较高的铸件，如汽缸、曲轴、凸轮、机床床身等，尤其是截面尺寸变化较大的铸件。另外，工厂里常用去应力退火和软化退火来消除铸件内应力和白口组织。三、 灰口铸铁的牌号和应用灰口铸铁的牌号由“灰铁”汉语拼音的字首“HT”和后面的三位数字组成。后续数字表示最低抗拉强度(MPa)的数值。一、球墨铸铁的组织和性能球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，目前已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁与灰口铸铁相比，C、Si含量较高，而Mn较低，对S、P的限制较严。其化学成分一般为：(3・5~3・8)%C，(2.0~3.0)%Si，(0.5-0.7)%Mn，＜0.08%P，＜0.02%S，(0.0