金属材料与热处理 第2版 课件 第九单元 铸铁

第九单元铸铁

铸铁是碳含量大于2.11%，并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。普通铸铁的化学成分一般为2%～4％碳，1%～3％硅，0.02%～0.25％硫，0.05%～1.0％磷。铸铁的铸造性能优良，因而通常采用铸造的方法制造成铸件使用，故称之为铸铁。铸铁是人类使用最早的金属材料之一。到目前为止，铸铁仍是一种被广泛使用的金属材料。从整个工业生产中使用金属材料的数量来看，铸铁的使用量仅次于钢材。广泛地应用于机械制造、冶金、矿山、石油化工、交通运输、建筑和国防生产部门。模块一铸铁的分类与石墨化一、铸铁的分类

碳在铸铁中主要有三种分布形式：

①溶于铁晶格的间隙中，形成间隙固溶体，如铁素体和奥氏体；②与Fe作用形成Fe3C；③以游离态石墨（G）形式存在并析出。

共晶白口铸铁球墨铸铁根据铸铁中的碳在结晶过程中的析出状态以及凝固后断口颜色的不同，可分为三大类：白口铸铁：碳除少量溶于铁素体外，其余全部以化合物状态的渗碳体析出，凝固后断口呈白亮的颜色；

麻口铸铁：碳既以化合状态的渗碳体析出，又以游离状态的石墨析出，凝固后断口夹杂着白亮的渗碳体和暗灰色的石墨；灰口铸铁：碳全部或大部分以游离状态的石墨析出，凝固后断口呈灰色。1.根据碳在铸铁中存在形式分类石墨呈片状铸铁,称灰铸铁；石墨呈球状的铸铁称球墨铸铁；石墨呈团絮状的铸铁称可锻铸铁；石墨呈蠕虫状的铸铁称蠕墨铸铁。按石墨的形状和生产工艺，铸铁分类二、铁碳合金双重相图铸铁中的碳部分或全部以游离的石墨形式存在。渗碳体为亚稳相，具有复杂的斜方结构。在一定条件下Fe3C能分解为铁和石墨:Fe3C→3Fe+C（石墨）石墨为稳定相，具有特殊的简单六方晶格，其底面原子呈六方网格排列，原子间距小（1.42×10-10m），结合力很强；而底面之间的间距较大（3.04×10-10m）。依靠较弱的金属键结合，故石墨具有不太明显的金属性能（如导电性）。由于层与层间的结合力弱，易滑移，故石墨的强度、塑性和韧度较低，硬度仅为3～5HBW。1.石墨的晶体结构2.铁－碳合金双重状态图

Fe3C是一个亚稳定的相，石墨是稳定相。反映铁-碳合金结晶过程和组织转变规律的状态图有两种：即Fe-Fe3C状态图(亦称为铁－碳合金亚稳定系状态图)和Fe-C状态图(亦称为铁－碳合金稳定系状态图)。研究铸铁时，通常把两者叠加在一起，得到铁－碳合金双重状态图。2.铁－碳合金双重状态图铸铁自液态冷却到固态时，若按Fe-Fe3C相图结晶，就得到白口铸铁；若是按Fe-C相图结晶，就析出和形成石墨，就得到灰口铸铁。若是铸铁自液态冷却到室温，既按Fe-Fe3C相图，同时又按Fe-C相图进行，则固态由铁素体、渗碳体及石墨三相组成。铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程称为石墨化。铸铁中的石墨可以在结晶过程中直接析出，也可以由渗碳体加热时分解得到。现以共晶成分的铁液为例,以极缓慢的速度冷却并全部按照Fe－G相图结晶时，可将铸铁的石墨化过程分为如下三个阶段：三、铸铁的石墨化过程●第一阶段石墨化

在1154℃（E'C'F'线）通过共晶反应形成共晶石墨。

LC‘→AE’+G(共晶）

●中间阶段石墨化

在1154℃～738℃温度范围内奥氏体沿E'S'线析出二次石墨。

●第二阶段石墨化

在738℃（P'S'K'线）通过共析反应析出共析石墨。

AS'→FP'+G(共析）

P’铸铁在高温冷却的过程中，由于具有较高的原子扩散能力，故其第一和第中间阶段的石墨化较易进行，即通常都能按照Fe－G相图进行结晶，凝固后得到(A+G)的组织；随后在较低温度下的第二阶段的石墨化，则常因铸铁的成分及冷却速度等条件的不同，而被全部或部分的抑制，从而会得到三种不同的组织。铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系

（以共晶铸铁为例）

石墨化进行程度铸铁的显微组织铸铁类型第一、中间阶段石墨化第二阶段石墨化

完全进行完全进行F+G

灰口铸铁部分进行F+P+G未进行P+G部分进行未进行Ld’+P+G麻口铸铁未进行未进行Ld’白口铸铁常用各类铸铁的组织是两部分组成的，一部分是石墨，另一部分是基体。基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，相当于工业纯铁或钢的组织。所以，铸铁的组织可以看成是“纯铁或钢的组织基体上分布着石墨夹杂”。

影响铸铁石墨化的因素可分为内因和外因两个方面，内因是化学成分，外因是冷却速度。

四、影响石墨化的因素按对石墨化的作用，可分为促进石墨化的元素和阻碍石墨化的元素两大类。C、Si、Ti、Ni、Cu、P、Nb、Mn、Mo、S、Cr、V、Fe、MgNb为中性元素，Nb之前为促进石墨化元素，之后为阻碍石墨化元素，各元素位置离Nb越远，其作用越强。内因---化学成分

1、C、Si为强烈促进石墨化的元素。石墨本身就是碳，所以碳含量越高，石墨化越容易，石墨越多；硅能减弱碳和铁的亲合力，不利于渗碳体的析出，从而促进了石墨化；在铸铁中，1%Si对石墨化的作用相当于1/3%C，所以有：生产中，调整碳、硅含量，是控制铸铁组织和性能的基本措施之一。SiC白口铸铁灰口铸铁麻口铸铁共晶碳、硅含量对铸铁石墨化的影响内因---化学成分磷是一个促进石墨化不十分强烈的元素。当P含量大于0.2%后，就会出现化合物Fe3P，它常以二元磷共晶(F+Fe3P)或三元磷共晶(F+Fe3P+Fe3C)的形态存在。磷共晶的性质硬而脆，在铸铁组织中呈孤立、细小、均匀分布时，可以提高铸铁件的耐磨性。反之，若以粗大连续网状分布时，将降低铸件的强度，增加铸件的脆性。要求铸铁有较高强度时，要限制磷含量（一般在0.12%以下），而耐磨铸铁则要求有一定的磷含量（可达0.3%以上）。内因---化学成分S是阻碍石墨化的元素。硫强烈促进白口化，并使铸铁的铸造性能和力学性能恶化。少量硫即可生成FeS(或MnS)。FeS与铁形成低熔点(约980℃)共晶体，沿晶界分布。因此限定硫的含量在0.15%以下。锰是阻碍石墨化的元素，能溶于铁素体和渗碳体中，增强铁、碳原子间的结合力，扩大奥氏体区，阻止共析转变时的石墨化，促进珠光体基体的形成。锰还能与硫生成MnS，减少硫的有害作用。锰含量一般为0.5%～1.4%。外因---冷却速度在生产过程中，铸铁的冷却速度越缓慢，或在高温下长时间保温，均有利于石墨化。在其它条件一定的情况下，冷却速度与铸件的壁厚有关，壁厚越大，冷却速度越小，越有利于石墨化，反之亦然；在生产，铸件的表面和薄壁处常形成白口组织，使切削加工困难，就是由于这个原因造成的。模块二灰铸铁灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁，其断面呈暗灰色，简称灰铁。由于普通灰铸铁铸造性能、切削性能、耐磨性能和减振性能都优于其他铸铁，而且生产工艺简单，成本低廉，在工业中应用极广，在铸铁的总产量中约占80%以上。常用来制造机器的底座、机架、工作台、机床床身、箱体、阀体、内燃机的汽缸体、汽缸盖等。一、灰铸铁的化学成分及显微组织1、灰铸铁的化学成分

主要化学元素有C、Si、Mn、P、S等，其中C、Si、Mn是调节组织的元素，P是控制使用的元素，S是应该限制的元素。灰铸铁的化学成分范围一般为：wC=2.7%～3.6%，wSi=1.0%～2.5%，wMn=0.5%～1.3%，wP≤0.3%，wS≤0.15%。灰铸铁的组织由片状石墨和钢组织基体组成。

从灰铸铁金相照片中看到的片状石墨，实际上是一个立体的多枝石墨团。由于石墨各分枝都长成翘曲的薄片，在金相磨片上所看到的仅是这种多枝石墨团的某一截面，因此呈孤立的长短不等的片状（或细条状）石墨。2.灰铸铁的显微组织

石墨片的三维形貌灰铸铁的组织由片状石墨和钢组织基体组成。根据石墨化进行的程度，金属基体可以得到铁素体、铁素体加珠光体和珠光体三种。铁素体灰铸铁珠光体灰铸铁铁素体加珠光体灰铸铁栏杆组织二、灰铸铁的力学性能铸铁的性能“来源于基体，受制于石墨”，即在基体组织一定后，其性能与石墨的形状、大小和分布有密切关系。①抗拉强度灰铸铁的抗拉强度比同样基体的钢要低得多。一般说来，石墨数量越多，石墨“共晶团”越粗大，石墨片的长度越长，石墨的两端越尖锐，则抗拉强度降低的数值越大。石墨强度、韧性极低，相当于钢基体上的裂纹或空洞，它减小基体的有效截面，并引起应力集中。石墨越多，越大，对基体的割裂作用越严重，其抗拉强度越低。1.灰铸铁的力学性能铸铁与铸钢的强度比较②抗压强度

抗压强度约为抗拉强度的2.5-4.0倍。灰铸铁的抗压强度显著地大于抗拉强度，这是灰铸铁的一种特性。因此，灰铸铁广泛地被用作机床底座、床身和支柱等耐压零件。③硬度

灰铸铁的硬度随其成分和组织的变化而变化，一般在HB130～270范围内变化，随着共晶度增加，铸铁的硬度降低。④冲击韧性铸铁是一种脆性材料，冲击韧性很差，对于缺口试样，冲击值为2～8J/cm2。灰铸铁中碳、硅总量越低，石墨数量越少，石墨片愈细小，冲击韧性值越高；反之，冲击韧性值越低。⑤耐磨性铸铁的耐磨性比钢好。这是因为铸铁件中有石墨的存在，也就是说铸件工作表面的石墨易脱落而成为滑动面的润滑剂，从而能起减磨作用。此外，石墨脱落后所形成的显微孔洞能贮存润滑油，而且显微孔洞还是磨耗后所产生的微小磨粒的收容所。所以铸铁的耐磨性比钢好。2.灰铸铁的工艺性能石墨的存在，使铸铁具备某些优良的工艺性能：因石墨的存在，造成脆性切屑，铸铁的切削加工性能优异。灰铸铁的铸造性能良好，具有熔点低(约为1200℃)、流动性好、铸件凝固时形成石墨产生的膨胀，减少了铸件体积的收缩，降低了铸件中的内应力。易于铸造成型等特点。石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油，使铸件有很好的耐磨性能。物体吸收振动能的能力称为减振性。石墨对振动的传递起削弱作用，灰铸铁的减振性比钢约大6～10倍。抗拉强度越低，减振性越好。所以，灰铸铁适宜用作减振材料，用于机床床身有利于提高被加工零件的精度。大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感。3.基体组织对灰口铸铁力学性能的影响

铁素体基体灰铸铁由于石墨片割裂金属基体，致使强度、硬度、塑性和冲击韧性均很低。珠光体基体灰口铸铁的强度、硬度和耐磨性均优于铁素体基体灰口铸铁，而塑性、韧性相差无几，所以珠光体基体灰口铸铁获得了广泛的使用。灰铸铁的金属基体中珠光体数量越多，珠光体中Fe3C片层越细密，则抗拉强度值越高。在实际生产中，获得百分之百珠光体基体组织的灰口铸铁是比较困难的，通常灰口铸铁的基体组织都是珠光体加铁素体组织。普通灰铸铁组织中的石墨片比较粗大，因而力学性能较低。为了提高铸铁的力学性能，减小铸铁中的石墨片尺寸，在生产上常采用孕育处理。所谓孕育处理孕育处理就是在铸铁浇注前向铁液中加入一种物质（孕育剂）促进外来晶核的形成或激发自身晶核的产生，使晶核数目大量增加的一种处理工艺。生产上常用的孕育剂为硅铁（含75％的硅）和硅钙合金，硅铁的粒度一般为3～10mm。三、灰铸铁的孕育处理经孕育处理后的铸铁的组织为细珠光体基体加上细小均匀分布的片状石墨，这种铸铁又称为孕育铸铁。孕育铸铁具有较高的强度和硬度，可用来制造机械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。孕育处理前孕育处理后四、灰铸铁的牌号和应用1.灰铸铁的牌号

灰铸铁的牌号以“灰铁”的汉语拼音字头“HT”为标志符号，后面三位数字表示直径为30mm单铸试棒测得的最低抗拉强度值（MPa）。铸铁名称石墨形态基体组织编号方法牌号实例

灰铸铁片状FHT+一组数字“HT”表示灰铁。数字表示最低抗拉强度值，单位MPa。HT100F+PHT150PHT200

制造承受压力和震动的零件,如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。2.灰铸铁的应用大型船用柴油机汽缸体(HT300)重型机床床身(HT250)变速箱体牌号显微组织应用举例基体石墨HT100F粗片状

手工铸造用砂箱、盖、下水管、底座、外罩、手轮、手把等HT150F+P较粗片状机械制造业中一般铸件，如底座、手轮、刀等；冶金业中流渣箱、渣缸、轧钢机托辊等；机车用一般铸件，如水泵壳、阀体、阀盖等；动力机械中拉钩、框架、阀门、油泵壳等HT200P中等片状一般运输机械中的汽缸体、缸盖、飞轮等；一般机床中的床身、机床等；通用机械承受中等压力的泵体阀体；动力机械中的外壳、轴承座、水套筒等HT250细P较细片状运输机械中薄壁缸体、缸盖、线排气歧管；机床中立柱、横梁、床身、滑板、箱体等；冶金矿山机械中的轨道板、齿轮；动力机械中的缸体、缸套、活塞HT300细P细小片状机床导轨、受力较大的机床床身、立柱机座等；通用机械的水泵出口管、吸入盖等；动力机械中的液压阀体、蜗轮、气轮机隔板、泵壳、大型发动机缸体、缸盖HT350细P细小片状大型发动机汽缸体、缸盖、衬套；水泵缸体、阀体、凸轮等；机床导轨、工作台等摩擦件；需经表面淬火的铸件五、灰铸铁的热处理

热处理只改变基体组织，不改变石墨形态。灰铸铁强度只有碳钢的30%～50%，热处理强化效果不大。灰铸铁常用的热处理有：①消除内应力退火(又称人工时效)②消除白口组织退火改善切削加工性能③表面淬火提高表面耐磨性等消除内应力退火（又称人工时效）。一些形状复杂和尺寸稳定性要求较高的重要铸件，如机床床身、柴油机汽缸等，为了防止变形和开裂，须进行500℃消除内应力退火。除铸件白口、降低硬度的退火灰口铸铁件表层和薄壁处产生向口组织难以切削加工，需要退火以降低硬度。退火在共析温度以上进行，使渗碳体分解成石墨，所以又称高温退火。900-950℃，2-5h，使共晶Fe3C－A＋G表面淬火有些铸件如机床导轨、缸体内壁等，因需要提高硬度和耐磨性，可进行表面淬火处理，如高频表面淬火，火焰表面淬火和激光加热表面淬火等。淬火后表面硬度可达50HRC～55HRC。模块三球墨铸铁

第二节球墨铸铁石墨呈球状分布的铸铁，称为球墨铸铁，简称球铁。

球状石墨则是最为理想的一种石墨形态。球墨铸铁在国外是由英国人莫洛于１９４７年发明，并用于工业生产的。我国于1950年开始生产。球墨铸铁是一种高强度铸铁材料，其综合力学性能接近于钢，因其铸造性能好，成本低廉，生产方便，在工业中得到了广泛的应用，所谓“以铁代钢”，主要是指球墨铸铁。一、球墨铸铁的化学成分

球墨铸铁的成分要求比较严格，有“两高三低”之说,一般范围是：

3.6%～3.9%C,2.2%～2.8%Si,0.6%～0.8%Mn,<0.07%S,<0.1%P。

二、球墨铸铁的的球化处理球墨铸铁的的球化处理必须伴随着孕育处理，通常是在铁水中同时加入一定量的球化剂和孕育剂。我国普遍使用稀土镁球化剂。镁是强烈阻碍石墨化的元素，为了避免白口，并使石墨球细小、均匀分布、一定要加入孕育剂。常用的孕育剂为75%硅铁和硅钙合金等。

稀土镁三、球墨铸铁的显微组织

球墨铸铁的显微组织由基体和球状石墨组成的，铸态下的基体组织有铁素体、铁素体加珠光体和珠光体三种。如果将铸件进行调质或等温淬火，则基体组织可转变为回火索氏体或下贝氏体组织。球墨铸铁中的石墨球

珠光体球墨铸铁

四、球铁牌号表示方法铸铁名称石墨形态基体组织编号方法牌号实例球墨铸铁球状FQT+两组数字“QT”表示球墨铸铁代号第一组数字表示最低抗拉强度值，MPa；第二组数字表示最低伸长率值，%。

QT400-18F+PQT500-7PQT600-2

球墨铸铁是一种具有优良力学性能的灰口铸铁，球铁的强度和韧性比其他铸铁高。

与灰铸铁相比，球墨铸铁具有较高的抗拉强度和弯曲疲劳极限，也具有相当良好的塑性及韧性。这是由于球形石墨对金属基体截面削弱作用较小，使得基体比较连续，且在拉伸时引起应力集中的效应明显减弱，从而使基体的有效承载面积可以从灰铸铁的30%～50%提高到70%～90%。五、球墨铸铁的性能及用途①抗拉强度、屈服强度球墨铸铁与其它铸铁相比，不仅具有高的抗拉强度，而且其屈服强度也高。球墨铸铁的屈强比(ReL/Rm)为0.7-0.8，远高于碳钢的0.50左右。在一般机械设计中，材料的许用应力是根据材料的屈服强度来确定的，因此，对于承受静负荷的零件，用球墨铸铁代替铸钢，可以减轻机器的重量。五、球墨铸铁的性能及用途②塑性与韧性球墨铸铁因组织中有石墨存在，且呈球状，故其塑性与韧性虽低于钢，但却高于其它各类铸铁。用球墨铸铁制造发动机曲轴，当其冲击值ak达8～15J/cm2时已能获得良好的使用性能。当铁素体球墨铸铁的延伸率达10%～15％时，可用于零下30～375℃温度范围内，代替25铸钢制造中压阀门。球墨铸铁在一定范围内可以代替铸钢，制造塑性和韧性要求较高的铸件。③疲劳强度铸铁的疲劳强度在很大程度上取决于石墨的形状。球状的疲劳强度最高，团絮状的次之，片状的最低，且随石墨数量增多，铸铁的疲劳强度降低。

力学性能

牌号基体Rm

MPaRp0.2

MPaA%HB应用举例QT400-18铁素体40025018130～180汽车、拖拉机床底盘零件；16-64大气压阀门的阀体、阀盖QT400-15铁素体40025015130～180QT450-10铁素体45031010160～210QT500-7铁素体+珠光体5003207

170～230

机油泵齿轮QT600-3珠光体+铁素体6003703190～270

柴油机、汽油机曲轴；磨床、铣床、车床的主轴；空压机、冷冻机缸体、缸套QT700-2珠光体7004202225～305QT800-2珠光体8004802245～335QT900-2下贝氏体9006002

280～360汽车、拖拉机传动齿轮球墨铸铁以可以代替部分锻钢、铸钢、某些合金钢及可锻铸铁等，用来制造一些受力复杂，强度、韧性和耐磨性要求较高的零件；具有高强度与高耐磨性的球墨铸铁常用来制造拖拉机或柴油机中的曲轴、连杆、凸轮轴、各种齿轮、机床的主轴、蜗杆、蜗轮、轧钢机的轧辊、大齿轮及大型水压机的工作钢、缸套、活塞等；具有高韧性和一定塑性的铁素体球墨铸铁常用来制造受压阀门、机器底座、汽车的后桥壳等。

六、球墨铸铁的热处理球墨铸铁可以通过热处理改善基体组织，从而提高其性能，凡是对钢有效的热处理都适用于球墨铸铁。球墨铸铁可进行各种热处理,如退火、正火、淬火加回火、等温淬火等。球墨铸铁的热处理特点是：①奥氏体化温度比碳钢高，由于硅含量高;②淬透性比碳钢高;③奥氏体中碳含量可控。退火900℃～950℃、2h～5h目的在于获得铁素体基体。球化剂增大铸件的白口化倾向，当铸件薄壁处出现自由渗碳体和珠光体时，为了获得塑性好的铁素体基体，并改善切削性能，消除铸造应力。正火880℃～920℃，空冷。目的在于得到珠光体基体（占基体75%以上），并细化组织，提高强度和耐磨性。1.退火与正火调质要求综合机械性能较高的球墨铸铁零件，如连杆、曲轴等，可采用调质处理。其工艺为：加热到850℃～900℃，使基体转变为奥氏体，在油中淬火得到马氏体，然后经550℃～600℃回火，空冷，获得回火索氏体+球状石墨。回火索氏体基体不仅强度高，而且塑性、韧性比正火得到的珠光体基体好。2.调质等温淬火球墨铸铁经等温淬火后可获得高的强度，同时具有良好的塑性和韧性。工艺为：加热到奥氏体区（840～900℃左右），保温后在300℃左右的等温盐溶中冷却并保温，使基体在此温度下转变为下贝氏体+球状石墨。表面强化处理可进行高频淬火，渗N，渗B等，与钢类似。3.等温淬火模块四蠕墨铸铁

蠕墨铸铁是20世纪60年代发展起来的一种新型铸铁.蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂而炼成的，其方法与程序与球墨铸铁基本相同。蠕化剂目前主要采用镁钛合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金等。一、蠕墨铸铁的化学成分化学成分要求与球墨铸铁相似，即要求高碳、高硅、低硫、低磷，并含有一定量的稀土与镁。蠕墨铸铁的成分范围一般为：wC=3.5%～3.9%，wSi=2.1%～2.8%，wMn=0.6%～0.8%，wP≤0.1%，wS≤0.1%。在上述成分的铁液中加入适量的蠕化剂进行蠕化处理和孕育剂进行孕育处理。二、蠕墨铸铁的组织由钢基体和蠕虫状石墨组成。蠕墨铸铁的石墨具有介于片状和球状之间的中间形态，在光学显微镜下为互不相连的短片，蠕虫状石墨的长／宽比值一般为2～10，有分叉，侧面高低不平，端部较钝、较圆。

铸铁名称石墨形态基体组织编号方法牌号实例蠕墨铸铁蠕虫状FRuT+一组数字数字表示最低抗拉强度值,MPa。“RuT”表示蠕墨铸铁代号

RuT260F+PRuT300PRuT420用“RuT”表示蠕墨铸铁，后面三位数字表示其最小抗拉强度值。如RuT420表示最小抗拉强度为420MPa的蠕墨铸铁三、蠕墨铸铁的牌号蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。力学性能介于相同基体组织的灰铸铁和球墨铸铁之间。其强度、韧性、疲劳极限、耐磨性及抗热疲劳性能都比灰铸铁高，而且对断面的敏感性也较小。但由于蠕虫状石墨大都是相互连接的，因此其塑性、韧性和强度都比球墨铸铁低。铸造性能、减振性、导热性及切削加工性等均优于球墨铸铁，并与灰铸铁相近。因此蠕墨铸铁是一种具有良好综合性能的铸铁。四、蠕墨铸铁的性能

由于蠕墨铸铁的综合性能好，组织致密，所以它主要应用在一些经受热循环载荷的铸件（如钢锭模、玻璃模具、柴油机缸盖、排气管、刹车件等）和组织致密零件（如一些液压阀的阀体、各种耐压泵的泵体等）以及一些结构复杂而设计又要求高强度的零件。模块五可锻铸铁

可锻铸铁又称为玛铁、玛钢；是由白口铸铁通过石墨化退火处理得到的，一种石墨呈团絮状的高强铸铁。有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。可锻铸铁不可锻！

一、可锻铸铁的生产可锻铸铁生产分两个步骤。第一步，先铸造纯白口铸铁，不允许有石墨出现，否则在随后的退火中，碳在已有的石墨上沉淀，得不到团絮状石墨；第二步，进行长时间的石墨化退火处理。

将白口铸铁加热到900℃～960℃，长时间保温，使共晶渗碳体分解为团絮状石墨，完成第一阶段的石墨化过程。随后以较快的速度（100℃/h）冷却通过共析转变温度区，得到珠光体基体的可锻铸铁。若第一阶段石墨化保温后慢冷，使奥氏体中的碳充分析出，完成中间阶段石墨化，并在冷至720℃～760℃后继续保温，使共析渗碳体充分分解，完成第二阶段石墨化，在650℃～700℃出炉冷却至室温，可以得到铁素体基体的可锻铸铁。二、可锻铸铁的化学成分较低的含碳量和含硅量。若含碳量和含硅量过高，由于它们都是强烈促进石墨化元素，所以铸铁的铸态组织中就有片状石墨形成，并在随后的石墨化退火过程中，从渗碳体分解出的石墨将会附着在片状石墨上析出而得不到团絮状石墨；同时石墨数量也增多，使铸铁的力学性能下降。如果含碳量和含硅量太低，则不仅使石墨