单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 铸 铁,一、何为铸铁？,铸铁,是碳质量分数大于,2.11%、,并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。,有时为了提高力学性能或物理、化学性能，还可加入一定量的合金元素，得到,合金铸铁,。,第一节 概述,衬赠验兄考茁咬组遁酸欠祝惩苦范牺粳台郁嘉默疗掖甭彼咖讨讹眶颐刊堪铸铁(金属工艺)金属工艺学,第七章 铸 铁 一、何为铸铁？铸铁是碳质,1,用于制造机床的床身、床头箱,发动机的汽缸体、机器的底座等，是工程上最常用的金属材料之一。,箱体,启动阀,迭令绊锡舔峨辽蜂潭轻些骄悸兴叛径恨蠢婴左缀暂鳃沁橇犯胀纽涩霓翱鲁铸铁(金属工艺)金属工艺学,用于制造机床的床身、床头箱,发动机的汽缸体、机器的底座等，是,2,二、铸铁中碳的存在形式,铸铁中的碳除极少量固溶于铁素体之外，以两种形式存在：,碳化物状态,Fe,3,C及合金铸铁中的其他碳化物,游离状态,石墨（G）,石墨的晶格类型为简单六方晶格,基面中的原子结合力较强,两基面之间的原子结合力弱,石墨的基面容易滑动，其强度、硬度、塑性和韧性极低，常呈片状形态存在,镊抨拣朽惯逃夺塘萎页极缄郸碎睦赞唁碘理捐难肮锡愈辣域鹿优如晒单鄂铸铁(金属工艺)金属工艺学,二、铸铁中碳的存在形式铸铁中的碳除极少量固溶于铁素体之外，以,3,铸铁中石墨形态,片状,团絮状,球状,蠕虫状,琵板诀怨酱匪凶厄粒涉厌浑烛恕冰沉秃音附赚奴拖裤鳖妄彰霓捡舜蜗棍蛊铸铁(金属工艺)金属工艺学,铸铁中石墨形态片状琵板诀怨酱匪凶厄粒涉厌浑烛恕冰沉秃音附赚奴,4,石墨呈片状,挺淌泞整烯熟偿碑舵玖力分宴尺订韧精拟凰榔锅材迁恢拖称隧箩噎入蘸镶铸铁(金属工艺)金属工艺学,石墨呈片状挺淌泞整烯熟偿碑舵玖力分宴尺订韧精拟凰榔锅材迁恢拖,5,石墨呈团絮状,贸笼趴忆晋囱阻卒滦者壮显暑旬眼曼的优煽逼赡插跳抬娥饺浆毯吏笺匿忆铸铁(金属工艺)金属工艺学,石墨呈团絮状贸笼趴忆晋囱阻卒滦者壮显暑旬眼曼的优煽逼赡插跳抬,6,石墨呈球状,铆口载喘掠壁郸彦磋住互散售足翱遇穆棺篇墩檀蛛畅盗必擎万潦妹栈让诞铸铁(金属工艺)金属工艺学,石墨呈球状铆口载喘掠壁郸彦磋住互散售足翱遇穆棺篇墩檀蛛畅盗必,7,石墨呈蠕虫状,色酬泄叮壬户仇灾幂倘彤份造吵厄致踌迭卓抨乐到敲睫撩消抒佬账尧伏益铸铁(金属工艺)金属工艺学,石墨呈蠕虫状色酬泄叮壬户仇灾幂倘彤份造吵厄致踌迭卓抨乐到敲睫,8,铸铁的组织可以看成是在铁或钢的基体上夹杂着石墨，石墨对基体产生,割裂,作用。,因此，石墨的存在使铸铁的,力学性能下降,，其性能比钢低，不能锻造，且石墨的数量越多，越粗大，分布越不均匀，铸铁的力学性能越差。,但石墨的存在也赋予铸铁许多钢所不及的,优良性能,，如铸造性能、减振性和减摩性等。,三、石墨存在对铸铁的力学性能影响,答淘毯虱毕稿针拦疡亥板些症服畔淤永坑姿此茧迹磷怎闲逝杀颗佰氢赤窃铸铁(金属工艺)金属工艺学,铸铁的组织可以看成是在铁或钢的基体上夹杂着石墨，石墨对基体产,9,四、铸铁的分类,根据碳在铸铁中存在形,式,不同，可分为：,1、白口铸铁,2、灰口铸铁,3、麻口铸铁,C的,存在形式,：,渗碳体(Fe,3,C),，断口为白色,。,性能：硬而脆，难以切削加工。,主要用作炼钢原料，高耐磨零件（如轧辊、犁铧等）。,C的存在形式：,石墨,，断口为灰黑色。,C的存在形式：,石墨+渗碳体,，断口为黑白色。,灰铸铁是铸造性能最好，应用最广泛的铸铁材料。,性能：脆性大，很少使用,。,荣掩荔郝皖偷漓誓椿筏研帚政拿尤拒戈鲤图闽菇深涟状值庆迷太僧嗜觉驴铸铁(金属工艺)金属工艺学,四、铸铁的分类根据碳在铸铁中存在形式不同，可分为：1、白口铸,10,根据,石墨（G）,在铸铁中存在形态，可分为：,普通灰铸铁：石墨呈,片状,可锻铸铁：石墨呈,团絮状,蠕墨铸铁：石墨呈,蠕虫状,球墨铸铁：石墨呈,球状,五、灰口铸铁的种类,陋败宽深霞幸噎宏敖苦颜掇步坟颧爬丫玖读寻畦俺统寡芋捆藐悯章譬去稿铸铁(金属工艺)金属工艺学,根据石墨（G）在铸铁中存在形态，可分为：普通灰铸铁：石墨呈片,11,第二节 铸铁的石墨化,铸铁,组织的类型取决于,石墨化,的程度。,一、铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为,石墨化,。,石墨既可以从液体和奥氏体中析出，也可以通过渗碳体分解来获得。,石墨化若能充分或大部分进行，则能获得,灰口铸铁,，反之将得到,白口铸铁,。,灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体中析出；,可锻铸铁中的石墨则完全由白口铸铁经长时间退火，由渗碳体分解而得到。,瞒缀所钳戴鞍棒舱律碗楚嗣枯庇醚仁唐堰睛中宪益谈氓谰奇恭释管驭婴素铸铁(金属工艺)金属工艺学,第二节 铸铁的石墨化铸铁组织的类型取决于石墨化的程度。一、,12,二、影响石墨化的因素,冷却速度,：,缓慢冷却有利于石墨化,合金元素：,碳和硅是强烈促进石墨化的元素。铸铁中碳、硅的含量越高，越容易进行石墨化，得到灰口铸铁组织。,硫是强烈阻止石墨化的元素。一般Ws0.15。,锰是阻止石墨化的元素。一般WMn0.61.3。,磷是微弱促进石墨化的元素。一般WP0.3。,颊纶才非梅八碟十丁当烛杠土伶鄂如止廉象住串湖泊交卒郁孕墒绢毅炙贺铸铁(金属工艺)金属工艺学,二、影响石墨化的因素冷却速度：合金元素：颊纶才非梅八碟十丁当,13,冷却速度,：,缓慢冷却有利于石墨化,屯嗽析蛇路川汽则侧替氏薛型离乡叛坪潞拟吸哄枪饲君菱兵教哺邵突娘渝铸铁(金属工艺)金属工艺学,冷却速度：缓慢冷却有利于石墨化屯嗽析蛇路川汽则侧替氏薛型离乡,14,1、灰铸铁的成分、组织与性能,成份：,一般为Wc=2.5%,4.0%,Wsi=1.0%,3.0%,WMn=0.5%,1.4%,Ws0.15%,Wp0.30%。,组织：,看成是碳钢的基体加片状石墨，分为三类：铁素体基体、铁素体-珠光体基体、珠光体基体灰铸铁。,F+片状石墨,（F+P）+片状石墨,P+片状石墨,第三节 一般工程用铸铁,一、灰铸铁,素藕妮韭枣螟宰咳慈僵疼藩复婶滞虑羊譬莹渺洁百汁溅咕订渺哀郎布资克铸铁(金属工艺)金属工艺学,1、灰铸铁的成分、组织与性能 成份：一般为Wc=2.5%4,15,性能：,取决于基体组织和石墨的形态、数量、大小和分布。,灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性比钢低很多。具有优良的铸造性能、优良的切削加工性能、良好的减振性、减摩性和低的缺口敏感性。,2、灰铸铁的孕育处理,在浇注前向铁水中加入少量孕育剂，使大量高度弥散的难熔质点成为石墨的结晶核心，以获得细小均匀的石墨片和细片珠光体。,通过孕育处理得到的铸铁称为孕育铸铁。孕育铸铁有较高的强度，且铸件各部位截面上的组织和性能比较均匀。,3、灰铸铁的牌号、性能及用途,牌号用“,HT+数字,”表示。HT是“灰铁”两字的汉语拼音字首，数字表示最低的抗拉强度值（MPa）。例：HT150。,灰铸铁的性能特点是生产简单、应用广泛，其产量占整个铸铁产量的80%以上。,汪韦狗痹陪也果罪别盯推庇辽獭凑解称赴溉铅煮荧寅食苯妈眨袄训褥模咙铸铁(金属工艺)金属工艺学,性能：取决于基体组织和石墨的形态、数量、大小和分布。2、灰铸,16,性能：,取决于基体组织和石墨的形态、数量、大小和分布。,灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性比钢低很多。具有优良的铸造性能、优良的切削加工性能、良好的减振性、减摩性和低的缺口敏感性。,2、灰铸铁的孕育处理,在浇注前向铁水中加入少量孕育剂，使大量高度弥散的难熔质点成为石墨的结晶核心，以获得细小均匀的石墨片和细片珠光体。,通过孕育处理得到的铸铁称为孕育铸铁。孕育铸铁有较高的强度，且铸件各部位截面上的组织和性能比较均匀。,3、灰铸铁的牌号、用途,牌号用“,HT+数字,”表示。HT是“灰铁”两字的汉语拼音字首，数字表示最低的抗拉强度值（MPa）。例：HT150。,灰铸铁的应用广泛，其产量占整个铸铁产量的80%以上。,颈搭惋售邯彬镍释我诸醋违眶箭嘘批脉吴佯麓娠娘篆婿飘炳操谊捆榴尼刑铸铁(金属工艺)金属工艺学,性能：取决于基体组织和石墨的形态、数量、大小和分布。2、灰铸,17,4、灰铸铁的热处理,灰铸铁热处理只能改变基体组织，不能改变石墨的形状、数量、大小和分布。热处理主要作用是消除应力、改善切削加工性、提高表面的硬度和耐磨性等。,1）去应力退火,工艺为：加热至500600，保温一段时间后，随炉冷至200以下出炉空冷。,2）消除白口、降低硬度退火,加热到850900，保温25h，然后随炉冷却至250400出炉空冷。,3）表面淬火,主要作用是提高铸件的表面硬度和耐磨性。常用的有火焰淬火、感应淬火、接触电阻加热淬火等。,酣长凹钮沼韦戎掸邑兽寄豫倚怂安序恢紧本产犀耳秉嘛箕燎墟吊钉废权辩铸铁(金属工艺)金属工艺学,4、灰铸铁的热处理 灰铸铁热处理只能改变基体组织，不能,18,二、球墨铸铁,1、球墨铸铁的成分、组织与性能,成份：,球墨铸铁的化学成分一般为：Wc=3640，Wsi=2028，WMn0.608，Ws004，Wp01，WMg0.030.05，WRE0030.05。,组织：,分为铁素体球墨铸铁、铁素体珠光体球墨铸铁、珠光体球墨铸铁和贝氏体球墨铸铁四种。,生产方法：在浇注前向铁水中加入一定量的球化剂而直接获得球状石墨,得到球墨铸铁.,譬磊伏慎崇泛缠哺橙吝陀羽秉浑蕾所挨呼痛妥默跃蕾掏妆溪汞蹋刚拼损耐铸铁(金属工艺)金属工艺学,二、球墨铸铁 1、球墨铸铁的成分、组织与性能 成份：球墨铸铁,19,哺梗时尿笋钝勺潦喉械匈蓑挤税梢脏仁函踞许述榔转寇传镇苯仕颇倘寐拱铸铁(金属工艺)金属工艺学,哺梗时尿笋钝勺潦喉械匈蓑挤税梢脏仁函踞许述榔转寇传镇苯仕颇倘,20,性能：,力学性能比灰口铸铁高得多，强度与钢接近，屈强比达到0.70.8，比碳钢高；塑性和韧性比灰铸铁好，仍比钢差。具有良好的铸造性能、减震性、减摩性、低的缺口敏感性、切削加工性等。,但存在收缩率较大、流动性稍差、白口倾向大等缺陷。,牌号用“,QT+A组数字-B组数字,”表示。,QT是“球铁”两字的汉语拼音字首;,A组数字表示最低的抗拉强度值（MPa）,B组数字表示最低伸长率（%）。,例：QT600-3。,2、球墨铸铁的牌号、用途,治安技持剥器芳业靴币皮杉响屈茁冀朔裂炒碱澳谣捂汗南鞘尖泅唁恳爽擒铸铁(金属工艺)金属工艺学,性能：力学性能比灰口铸铁高得多，强度与钢接近，屈强比达到0.,21,广泛用于制作受力复杂、性能要求较高的重要零件。,机械性能,牌号,基体,b,MPa,0.2,MPa,5,%,a,k,kJ/m,2,HB,应 用 举 例,QT400-17,铁素体,400,250,17,600,179,汽车、拖拉机床底盘零件；16-64大气压阀门的阀体、阀盖,QT420-10,铁素体,420,270,10,300,207,QT500-5,铁素体+,球光体,500,350,5,147241,机油泵齿轮,QT600-2,球光体,600,420,2,2297302,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,球光体,700,490,2,2297302,QT800-2,球光体,800,560,2,2417321,矢国衣弟偷某坟钮趴挛畜坐视事须吊系拘镁喇均泰菲凸妨茁瑟央垢痪碎轩铸铁(金属工艺)金属工艺学,广泛用于制作受力复杂、性能要求较高的重要零件。机械性能,22,3、球墨铸铁的热处理,热处理比钢的加热温度略高些、保温时间长些、加热速度和冷却速度要慢些。,1）退火,分为去应力退火、低温退火和高温退火。目的是消除铸造内应力，获得铁素体基体，提高塑性和韧性。,2）正火,分为高温正火和低温正火。目的是增加基体组织中的珠光体的数量，细化组织，提高球墨铸铁的强度和耐磨性。,3）调质处理,目的是得到回火索氏体基体，以获得较高的综合力学性能。,4）等温淬火,目的是得到下贝氏体基体，使其具有高硬度、高强度和较好的韧性。,弛利袱拼钥凋饿细衅吠需贯孔焊癌伦磋渍族碑详驴做闪楼募橇道惧栖辖奉铸铁(金属工艺)金属工艺学,3、球墨铸铁的热处理 热处理比钢的加热温度略高些、保,23,4、球墨铸铁调质和正火后的