第六章 铸铁课件.ppt

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1、第第 六六 章章铸铸 铁铁 铸铁是指碳含量大于2.11（一般为2.54）的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主要元素的合金。 碳在铸铁中的存在形式有两种：游离状态的石墨（G）或化合态的渗碳体形式。 铸铁的分类 （1）白口铸铁 铸铁中的碳除少量溶于铁素体外，其余的碳都以渗碳体的形式存在。其断口呈银白色。 (2)灰口铸铁 铸铁中的碳大部分或全部以石墨的形式存在，断口呈暗灰色。根据石墨形态的不同，灰口铸铁又可分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁。 (3)麻口铸铁 铸铁中的一部分碳以石墨形式存在，另一部分碳以渗碳体的形式存在，断口呈灰、白相间的麻点。 第一节 铸铁的石墨化 一、铁碳合金双重相图 二、铸铁

2、的石墨化铸铁中的碳原子以石墨形式析出的过程。 铸铁由高温液态冷却到室温过程中石墨的结晶及析出的三个阶段： 第一阶段：包括从过共晶铸铁液中结晶出的一次石墨（G）和在1154通过共晶转变所形成的共晶石墨G共晶：LLcG C1154AEG共晶 Lc 第二阶段：在1154738之间冷却时，从奥氏体中析出的二次石墨（G），其反应式为：C7381154AsG AE 第三阶段：在冷却至738时，通过共析转变从奥氏体中析出的共析石墨（G共析）：AS C738FPG共析 三、影响铸铁石墨化的因素 （一）化学成分的影响 1.促进石墨化的元素 如碳、硅、铝、铜等， 2.阻碍石墨化的元素，如硫、锰等 （二）冷却速度的

3、影响 冷却速度大，碳容易以渗碳体的形式存在；冷却速度较小，则有利于石墨化进程的进行。 第二节 常用的铸铁 一、灰铸铁 （一）灰铸铁的化学成分 （二）灰铸铁的组织 灰铸铁中的碳全部或大部分以片状石墨的形式分布在基体组织上。按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体灰铸铁；铁素体+珠光体灰铸铁；珠光体灰铸铁。 （三）灰铸铁的性能 1.力学性能 主要取决于基体组织和石墨的数量、形状、大小及分布状况。 灰铸铁的抗拉强度、疲劳强度、塑性、韧性远比相同基体的钢低得多。 2.其他性能 良好的铸造性能 良好的减振性能良好的减摩性能良好的切削加工性能缺口敏感性低 （四）灰铸铁的孕育处理 （五）灰铸铁的牌号及用途 灰

4、铸铁的牌号表示方法为“HT”。 （六）灰铸铁的热处理 1.消除内应力退火 将铸件加热到500600，保温后随炉缓冷至150200出炉空冷。 2.石墨化退火 低温石墨化退火 铸铁低温石墨化退火时将发生共析渗碳体的分解。 高温石墨化退火 有从液态铁液中结晶出的自由渗碳体，需要进行高温石墨化退火，使自由渗碳体分解。 3.表面热处理 通过表面淬火处理的方法提高其硬度和耐磨性， 二、球墨铸铁 （一）球墨铸铁的化学成分 球墨铸铁的组织由球状石墨和基体组成。 （二）球墨铸铁的组织（三）球墨铸铁的性能 石墨对基体的割裂作用和应力集中作用降到最低，因此球墨铸铁的力学性能是铸铁当中最高的 。（四）球墨铸铁的牌号和

5、应用表表6-2 球球墨墨铸铸铁铁的的牌牌号、号、性性能能（摘摘自自GB/T1348-88）及及应应用用牌号是用“QT-”表示， （五）球墨铸铁的热处理 1.消除内应力退火 加热温度一般控制在550650之间，保温一定时间后随炉缓慢冷却至200250出炉空冷。 2.石墨化退火 低温石墨化退火 当铸态组织中为铁素体+珠光体+石墨或珠光体+石墨，而没有自由渗碳体时，为了获得以铁素体基体的球墨铸铁，可进行低温退火。 高温石墨化退火 当铸态组织中不仅有珠光体，而且还有自由渗碳体时，为了使渗碳体分解，获得以铁素体为基体的球墨铸铁，需采用高温退火， 3.正火 低温正火 将工件加热到820860，保温一定时间

6、，使基体的一部分转变为奥氏体，另一部分铁素体未发生转变，然后出炉空冷，冷却后的组织为珠光体+少量铁素体+球状石墨。 高温正火 加热温度一般为880950，保温一定时间后出炉空冷。高温正火后可以获得珠光体+石墨的组织。 4.调质处理 球墨铸铁的调质处理是将铸件加热到880920，保温后油冷，然后在500600，回火26h，获得回火索氏体+球状石墨组织的热处理方法。 5.等温淬火 将球墨铸铁件加热到880920，保温一定时间，然后迅速放入到250250的盐浴炉中等温，使过冷奥氏体转变为下贝氏体后出炉空冷的工艺。 三、可锻铸铁（一）可锻铸铁的化学成分、生产过程及性能 由白口铸铁件，经过高温90096

7、0长时间保温进行石墨化退火，使白口组织中的渗碳体分解出团絮状石墨后得到的。 （二）可锻铸铁的牌号及应用表表6-3 可可锻锻铸铸铁铁的的牌牌号、号、力力学学性性能能（摘摘自自GB/T9440-1998）及及应应用用牌号用“KT-”表示的。 可锻铸铁中的碳、硅含量较低，化学成分要求较严。 四、蠕墨铸铁 （一）蠕墨铸铁的化学成分 （二）蠕墨铸铁的组织 铸铁的基体上分布着蠕虫状的石墨。 （三）蠕墨铸铁的性能 力学性能介于相同基体组织的灰铸铁和球墨铸铁之间。 （四）蠕墨铸铁的牌号及应用表表6-4 蠕蠕墨墨铸铸铁铁的的牌牌号、号、力力学学性性能能（摘摘自自JB/4403-87）和和应应用用牌号用“RuT”表示。 五、合金铸铁 （一）耐磨铸铁 根据工作条件不同耐磨铸铁可分为减摩铸铁和抗磨铸铁两类。 1.减摩铸铁 组织是在软基体上分布着硬的质点。一般用于在有润滑条件下工作的零件。 2.抗磨铸铁 组织一般具有较高的硬度，适用于在无润滑、受磨料磨损条件下工作零件。（二）耐蚀铸铁 指在酸、碱等介质中具有抗腐蚀能力的铸铁。 （三）耐热铸铁 在铸铁中加入硅、铝、铬等元素，使铸件表面形成一层致密的氧化膜，保护内部组织不继续被氧化并使临界点上升而不发生组织转变，提高铸铁的耐热性。