五、铸铁.ppt

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1、机械基础罗田理工中专第五讲：铸铁材料秦后登机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料铸铁：铸铁：是指一系列主要由铁、碳和硅组成的是指一系列主要由铁、碳和硅组成的合金总称，含碳量大于合金总称，含碳量大于2.11%。铸铁的分类：铸铁的分类：1白口铸铁白口铸铁：指碳主要以游离碳化铁形式出现的铸铁，断指碳主要以游离碳化铁形式出现的铸铁，断口呈银白色。口呈银白色。 2灰口铸铁灰口铸铁：指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色。它是工业中应用最广的铸铁。灰色。它是工业中应用最广的铸铁。 3麻口铸铁麻口铸铁：指碳部分以游离碳化铁形式出现，部分以石墨指碳部分以游离碳化铁形

2、式出现，部分以石墨形式出现，断口灰白相间。形式出现，断口灰白相间。（1）灰铸铁）灰铸铁 碳主要以片状石墨形式出现的铸铁；碳主要以片状石墨形式出现的铸铁；（2）可锻铸铁）可锻铸铁 碳主要以团絮状石墨形式出现的铸铁；碳主要以团絮状石墨形式出现的铸铁；（3）球墨铸铁）球墨铸铁 碳主要以球状石墨形式出现的铸铁；碳主要以球状石墨形式出现的铸铁；（4）蠕墨铸铁）蠕墨铸铁 碳主要以蠕虫状石墨形式出现的铸铁。碳主要以蠕虫状石墨形式出现的铸铁。机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料铸铁的石墨化：铸铁的石墨化：铸铁中石墨的形成过程称为铸铁的石墨化。铸铁中石墨的形成过程称为铸铁的石墨化。石墨化的主要因素：石墨化的主要

3、因素：1化学成分的影响：化学成分的影响：碳和硅都是强烈促进石墨化的元素；磷也是促进石墨化的元素，碳和硅都是强烈促进石墨化的元素；磷也是促进石墨化的元素，但其作用较弱；硫是强烈阻碍石墨化的元素但其作用较弱；硫是强烈阻碍石墨化的元素2冷却速度的影响：冷却速度的影响：冷却速度快，铸铁容易产生白口铸铁组织；冷却速度快，铸铁容易产生白口铸铁组织；冷却速度慢，碳原子扩散充分，有利于石墨化过程充分进行，冷却速度慢，碳原子扩散充分，有利于石墨化过程充分进行，铸铁容易获得灰口铸铁组织。铸铁容易获得灰口铸铁组织。 机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料白口铸铁：白口铸铁：指碳主要以游离碳化铁形式出现的铸铁，断口指碳

4、主要以游离碳化铁形式出现的铸铁，断口呈银白色。呈银白色。 用途：用途：1、工业上一般不直接使用，往往作为炼钢的原、工业上一般不直接使用，往往作为炼钢的原料。料。2、白口铸铁生产简便，价格低廉，但脆性大，适、白口铸铁生产简便，价格低廉，但脆性大，适用于冲击载荷不大的犁铧等抗磨铸件和清理抛丸机用于冲击载荷不大的犁铧等抗磨铸件和清理抛丸机中的铁丸等。中的铁丸等。机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料灰口铸铁：灰口铸铁：1灰铸铁的化学成分、组织和性能灰铸铁的化学成分、组织和性能（1）化学成分：）化学成分：灰铸铁的化学成分一般为：灰铸铁的化学成分一般为：wC=2.5% 40%，wSi=1.0% 25%，w

5、Mn=O5% 1.4%，wSO.15%，wP0.3%。(2)组织：组织：由于石墨化程度的不同，由于石墨化程度的不同，灰铸铁的组织有三种类型：灰铸铁的组织有三种类型：铁素体铁素体(F)+片状石墨片状石墨(G)；铁素体铁素体(F)珠光体珠光体(P)+片片状石墨状石墨(G)；珠光体；珠光体(P)+片片状石墨状石墨(G)。 机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料灰口铸铁：灰口铸铁：（3）性能：）性能：力学性能：力学性能： 石墨虽然降低了灰铸铁的力学性能，但却使灰石墨虽然降低了灰铸铁的力学性能，但却使灰铸铁获得了许多钢所不及的优良性能铸铁获得了许多钢所不及的优良性能 优良的性能：优良的性能：良好的铸造性能

6、良好的铸造性能 良好的减震性良好的减震性较低的缺口敏感性较低的缺口敏感性良好的切削加工性良好的切削加工性良好的减摩性良好的减摩性良好的抗压性能良好的抗压性能机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料（4）灰口铸铁的牌号和用途：）灰口铸铁的牌号和用途：类类 别别牌号牌号用用 途途 举举 例例铁素体铁素体灰铸铁灰铸铁HTl00HTl00低载荷和不重要零件，如盖、外罩、手轮、支架等低载荷和不重要零件，如盖、外罩、手轮、支架等铁索体铁索体珠光体珠光体灰铸铁灰铸铁HT150HT150承受中等应力的零件，如底座、床身、工作台、阀承受中等应力的零件，如底座、床身、工作台、阀体、管路附件及一般工作条件要求的零件体、

7、管路附件及一般工作条件要求的零件珠光体珠光体灰铸铁灰铸铁HT200HT200承受较大应力和较重要的零件，如汽缸体、齿轮、承受较大应力和较重要的零件，如汽缸体、齿轮、机座、床身、活塞、齿轮箱、油缸等机座、床身、活塞、齿轮箱、油缸等HT250HT250孕育铸铁孕育铸铁HT300HT300床身导轨，车床、冲床等受力较大的床身、机座、床身导轨，车床、冲床等受力较大的床身、机座、主轴箱、卡盘、齿轮等，高压油缸、泵体、阀体、主轴箱、卡盘、齿轮等，高压油缸、泵体、阀体、衬套、凸轮，大型发动机的曲轴、汽缸体、汽缸盖衬套、凸轮，大型发动机的曲轴、汽缸体、汽缸盖等等HT350HT350最低抗拉强度最低抗拉强度机械

8、基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料球墨铸铁：球墨铸铁： 是是20世纪世纪50年代发展起来的一种新型铸铁，它是经过年代发展起来的一种新型铸铁，它是经过球化处理后得到的。球化处理的方法是在铁液出炉后、球化处理后得到的。球化处理的方法是在铁液出炉后、浇注前加入一定量的球化剂浇注前加入一定量的球化剂(稀土镁合金等稀土镁合金等)和孕育剂，和孕育剂，使石墨呈球状析出。使石墨呈球状析出。 1球墨铸铁的化学成分、组织和性能：球墨铸铁的化学成分、组织和性能：球墨铸铁的化学成分是：球墨铸铁的化学成分是：wC=3.6%3.9%，wSi=2.0%2.8%，wMn=0.6%0.8%，wS0.04%，wP0.1%, wMg

9、=0.03%0.05%机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料球墨铸铁：球墨铸铁：2、组织：、组织：球墨铸铁的组织可分为四种类型球墨铸铁的组织可分为四种类型铁素体铁素体(F)+球状石墨球状石墨(G)，铁索体铁索体(F)-珠光体珠光体(P)+球状石墨球状石墨(G)，珠光体珠光体(P)+球状石墨球状石墨(G)，下贝氏体下贝氏体(B下下)+球状石墨球状石墨(G)。为铁素体球墨铸铁的显微组织为铁素体球墨铸铁的显微组织机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料球墨铸铁：球墨铸铁：3、性能：、性能：球墨铸铁的力学性能与基体的类型以及球状石墨的大小、球墨铸铁的力学性能与基体的类型以及球状石墨的大小、形状及分布状况有关

10、。由于球状石墨对基体的割裂作用形状及分布状况有关。由于球状石墨对基体的割裂作用最小，又无应力集中作用，球墨铸铁基体的强度、塑性最小，又无应力集中作用，球墨铸铁基体的强度、塑性和韧性可以充分发挥，所以，球墨铸铁与灰铸铁相比，和韧性可以充分发挥，所以，球墨铸铁与灰铸铁相比，有高的强度和良好的塑性与韧性。它的某些性能可以与有高的强度和良好的塑性与韧性。它的某些性能可以与钢相媲美，如屈服点比碳素结构钢高，疲劳强度接近中钢相媲美，如屈服点比碳素结构钢高，疲劳强度接近中碳钢。同时，它还具有灰铸铁的减震性、减磨性和小的碳钢。同时，它还具有灰铸铁的减震性、减磨性和小的缺口敏感性等优良性能。球墨铸铁中的石墨球的

11、圆整度缺口敏感性等优良性能。球墨铸铁中的石墨球的圆整度越好，球径越小，分布越均匀，则球墨铸铁的力学性能越好，球径越小，分布越均匀，则球墨铸铁的力学性能就越好。就越好。机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料4、球墨铸铁的牌号和用途：、球墨铸铁的牌号和用途：基体类型基体类型牌号牌号用途举例用途举例铁素体铁素体QT400-15QT400-15QT400-10QT400-10阀体，汽车、内燃机车零件，机阀体，汽车、内燃机车零件，机床零件，减谴器壳床零件，减谴器壳铁素体铁素体+ +珠光体珠光体QT500-7QT500-7机油泵齿轮，机车、车辆轴瓦机油泵齿轮，机车、车辆轴瓦珠光体珠光体QT700-2QT70

12、0-2QT800-2QT800-2柴油机曲轴、凸轮轴汽缸体、柴油机曲轴、凸轮轴汽缸体、缸套，活塞环，部分磨床、铣缸套，活塞环，部分磨床、铣床、车床的主轴等床、车床的主轴等下贝氏体下贝氏体QT900-2QT900-2汽车的螺旋锥齿轮，拖拉机减速汽车的螺旋锥齿轮，拖拉机减速齿轮柴油机凸轮轴齿轮柴油机凸轮轴最低伸长率最低伸长率最低抗拉强度最低抗拉强度机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料可锻铸铁：可锻铸铁：俗称玛钢、马铁。蠕墨铸铁的生产过程。俗称玛钢、马铁。蠕墨铸铁的生产过程。首先浇注成白口铸铁件，然后经可锻化退火（可锻化退首先浇注成白口铸铁件，然后经可锻化退火（可锻化退火使渗碳体分解为团絮状石墨）而

13、获得可锻铸铁件。火使渗碳体分解为团絮状石墨）而获得可锻铸铁件。机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料可锻铸铁：可锻铸铁：1、可锻铸铁的化学成分是、可锻铸铁的化学成分是:wC=2.2%2.8%，wSi=1.0%1.8%，wMn=0.3%0.8%，wS0.2%，wP0.1%。 2、可锻铸铁的组织有二种类型：、可锻铸铁的组织有二种类型：铁素体铁素体(F)+团絮状状石墨团絮状状石墨(G)；珠光体；珠光体(P)+团絮状石墨团絮状石墨(G)。3、性能：、性能： 由于可锻铸铁中的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小，由于可锻铸铁中的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小，因此它的力学性能比灰铸铁高，塑性和韧性好，但

14、可锻铸铁并不因此它的力学性能比灰铸铁高，塑性和韧性好，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。可锻铸铁的基体组织不同，其性能也不一样，能进行锻压加工。可锻铸铁的基体组织不同，其性能也不一样，其中黑心可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，而珠光体可锻铸铁具其中黑心可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，而珠光体可锻铸铁具有较高的强度、硬度和耐磨性。有较高的强度、硬度和耐磨性。 机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料4、可锻铸铁的牌号和用途：、可锻铸铁的牌号和用途：类类 别别牌号牌号应用举例应用举例铁素体铁素体（黑心）（黑心）可可锻铸铁锻铸铁KTH300-06KTH330-08KTH35010KTH37012汽车、拖拉机的后桥

15、外壳、转向机汽车、拖拉机的后桥外壳、转向机构、弹簧钢板支座等，机床上用的构、弹簧钢板支座等，机床上用的扳手，低压阀门，管接头，铁道扣扳手，低压阀门，管接头，铁道扣板和农具等板和农具等珠光体珠光体（白心）（白心）可锻铸铁可锻铸铁KTZ550-04KTZ700-02曲轴，连杆，齿轮，凸轮轴，播臂，曲轴，连杆，齿轮，凸轮轴，播臂，活塞环等活塞环等最低伸长率最低伸长率最低抗拉强度最低抗拉强度机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料学习指导学习指导基本要求：基本要求：主要介绍铸铁的分类、组织、性能和应用等内容。通过学习，要主要介绍铸铁的分类、组织、性能和应用等内容。通过学习，要求掌握铸铁的分类；理解铸铁的组

16、织与性能的关系，特别要理解求掌握铸铁的分类；理解铸铁的组织与性能的关系，特别要理解铸铁中的石墨对铸铁性能的影响；熟悉常用铸铁的牌号、性能特铸铁中的石墨对铸铁性能的影响；熟悉常用铸铁的牌号、性能特点及应用范围。点及应用范围。学习要点：学习要点：1铸铁分类：白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铸铁分类：白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁和合金铸铁铁和合金铸铁2影响石墨化的因素：化学成分和冷却速度影响石墨化的因素：化学成分和冷却速度3灰铸铁的孕育处理：在浇注前向铁水中加入少量的孕育剂（如灰铸铁的孕育处理：在浇注前向铁水中加入少量的孕育剂（如硅铁、硅钙合金等），改变铁水的结晶条件，

17、从而得到细小均匀分硅铁、硅钙合金等），改变铁水的结晶条件，从而得到细小均匀分布的片状石墨和细小的珠光体组织。目的是提高灰铸铁的强度。布的片状石墨和细小的珠光体组织。目的是提高灰铸铁的强度。4常用铸铁（灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁）的牌号、常用铸铁（灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁）的牌号、组织特征及用途。组织特征及用途。铁金属材料罗田理工中专结束谢谢大家！机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料机械基础罗田理工中专铸铁材料铸铁材料