《材料知识铸铁》PPT课件.ppt

铸铁部分l铸铁是碳含量大于2.11的铁碳合金。除碳以外，铸铁还含有较多的Si、Mn和其他一些杂质元素。同钢相比，铸铁熔炼简便、成本低廉，虽然强度、塑性和韧性较低，但是具有优良的铸造性能，很高的减磨和耐磨性，良好的消震性能和切削加工性能以及缺口敏感性低等一系列优点。l按铸铁中是否有石墨存在，把铸铁分成灰铸铁和白口铸铁。按石墨形态的不同，可以分为（普通）灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁。此外，按铸铁中是否含有除常规元素以外的合金元素，还可把铸铁分成普通铸铁与合金铸铁（亦称为特种性能铸铁）。铸铁分类l灰铸铁l球墨铸铁l等温淬火球墨铸铁l蠕墨铸铁l可锻铸铁l合金铸铁1灰铸铁l灰铸铁是以铁为基体，碳主要以片状石墨形态存在的铸铁材料。灰铸铁也称为片状石墨铸铁，有时也称为薄片状石墨铸铁。1.1灰铸铁所涉及的标准lGB/T9439-1988 灰铸铁件lGB/T7216-1987 灰铸铁金相lCACJS-1-92 灰铸铁件技术条件lQ/CACJS-1-2008 灰铸铁件（2009.1.1实施）1.2灰铸铁牌号l根据直径30mm单铸试棒的抗拉强度，将灰铸铁分为HT150、HT200、HT225、HT250、HT275、HT300、HT350七个牌号。1.3灰铸铁的技术要求l1生产方式及化学成分l2力学性能l3金相组织l4缺陷生产方法和化学成分 l灰铸铁的生产方法和化学成分由供方决定，但必须达到本标准规定的灰铸铁牌号和相应的机械性能指标。l表1 不同牌号灰铸铁的化学成分参考 1.3.2力学性能l通常以抗拉强度作为铸件合格与否的力学性能检测的重要参数；如用户或图纸对硬度、金相组织等其它检验参数有要求时，则应对相应要求的指标进行检测。l单铸试棒的力学性能l铸件的力学性能单铸试棒的力学性能铸件的力学性能铸件的力学性能1.3.3金相组织l石墨:灰铸铁的石墨形态分为A、B、C、D、E五种（国际标准规定，国家标准中有F型石墨的规定），本标准规范的汽车零部件中的石墨形态应该以A型石墨为主。l在非过共晶成分条件下，灰铸铁基体组织中不会存在C型石墨；经常在显微镜下看到的团、块状石墨并不是C形石墨，而是片状石墨的不同剖面角度所致。l基体组织：主要为珠光体基体，允许有少量铁素体，碳化物和磷共晶总量不大于2%。l灰铸铁件金相组织的检测方法和检测项目应符合GB/T 7216。若需方对金相组织各检测项目的数量、分布、级别及取样位置有明确规定时，应按需方图纸、技术要求执行。金相组织块状石墨C型石墨铸件的外观质量l铸件尺寸、形状：应符合图纸要求，一般尺寸按铸件图和GB/T 6414铸铁尺寸公差和机械加工余量执行。供需双方根据具体情况可规定特殊要求，但应在图样上特殊注明。l尺寸公差、加工余量：一般灰铸件的壁厚尺寸公差，按该铸件选定的基本尺寸公差等级降低一级。l重量偏差按GB/T 11351 铸件重量公差执行，重量偏差不作为铸件最终验收标准，如产品有特殊要求按产品技术标准执行。l铸件表面凸瘤、毛刺、浇口残余要不影响加工定位、装配、夹紧和使用。各种壳体铸件其内表面不得有影响装配、传动的凸瘤、毛刺存在，也不可附着能脱落的杂物，其内腔杂物有特殊要求的按产品技术要求及有关标准执行。灰铸铁的缺陷l缺陷可分为三大类l孔眼类缺陷：气孔、砂眼、缩孔、渣孔等。l膨胀类缺陷：涨砂、鼠尾、夹砂、凸瘤、粘砂、烧结等。l不可修补类缺陷：冷隔、浇不足、裂纹等。允许存在的缺陷l铸件表面上允许有轻微的不影响使用性能和加工性能的缺肉、凹陷和孔眼，如（气孔、缩孔、砂眼、渣孔）等缺陷存在。l加工面上的铸造缺陷，如缺肉、气孔、缩孔、砂眼、渣孔等，其深度不超过加工余量的2/3。l非加工面上的铸造缺陷，如缺肉、气孔、缩孔、砂眼、渣孔、密集性孔眼等，应符合下表中规定。一个铸件上的缺陷总数：大型铸件不超过6处，中型铸件不超过5处，小型铸件不超过3处。铸件内外表面的孔眼缺陷不得重合。l铸件内部孔眼缺陷可采用解剖与无损两种方法进行检测。允许修补的缺陷l在不影响加工性能和使用性能的前提下，根据产品技术条件的要求，允许加工前对加工面进行修补，但是要保证加工后修补点不脱落。灰铸铁牌号对照2球墨铸铁l球墨铸铁是石墨呈球状的灰铸铁，简称球铁。球铁是用灰铁成分的铁液经球化处理和孕育处理得到的。球铁组织由金属基体和球状石墨组成。球铁的基体组织常用的有铁素体、铁素体加珠光体和珠光体三种。经过合金化和热处理，也可以获得下贝氏体、马氏体、屈氏体、索氏体和奥氏体等基体组织。2.1球墨铸铁所涉及的标准lGB/T1348-1988 球墨铸铁件lCAYJS-17-90 铁素体球墨铸铁铸件技术条件lQ/CAYJS-17-2008球墨铸铁件(2009.1.1)2.2球墨铸铁的牌号l铸件材料牌号通常是通过随件浇注的单铸试块，经加工成试样后测定的力学性能而确定的。本标准针对汽车零件的性能要求，按单铸试块的力学性能分为9个牌号。2.3球墨铸铁技术要求l1生产方式及化学成分l2力学性能和金相组织l3缺陷2.3.1生产方式及化学成分l1.1生产方式l根据铸件质量要求由供需双方协商决定。l1.2化学成分l化学成分由供方自行决定，化学成分的选取必须要保证铸件材料满足本标准所规定的性能指标。l球墨铸铁的化学成分通常不作为铸件验收的依据，但有特殊要求时，应以图纸或客户要求为准。化学成分的选取必须保证铸件材料满足本标准所规定的力学性能和金相组织要求。2.3.2力学性能及金相组织l单铸试棒的力学性能l铸件的力学性能单铸试棒的力学性能及金相组织2.3.2本体力学性能及金相组织2.3.2力学性能及金相组织2.3.2力学性能及金相组织l石墨主要以球状为主，通常石墨球化等级要符合GB/T 9441中的1-4级,石墨大小5-8级。如有疲劳强度等特殊要求的，球化率由供需双方商定。l基体组织参照上表执行。l碳化物和磷共晶既影响铸件的性能，又会导致加工困难，所以在珠光体和混合基体的铸件中总量应小于3%，而在铁素体基体中则不希望存在这些组织。l金相组织的检验次数和取样位置由供需双方商定。l球化级别和基体组织主要通过金相显微镜检查裁定。如供需双方认同，也可以采用无损检测的方法进行检验。2.3.3缺陷l与灰铸铁的缺陷规定相类似，请参照。牌号对照3等温淬火球墨铸铁l等淬球铁：等淬球铁：l 一种以铁、碳为基，碳主要以球状石墨存在，并通过等温淬火热处理得到以奥铁体为主要基体的强韧性兼备的铸造合金材料。等淬球铁也称为奥铁体球铁（以前曾称为奥贝球铁或贝氏体球铁等）。l球墨铸铁的等温淬火热处理：球墨铸铁的等温淬火热处理：l 将球铁加热到Ac1（奥氏体开始形成温度）以上保持充分时间，然后以避免产生珠光体的方式快速冷却至一定温度（马氏体开始转变温度以上）并保温充分时间，使球铁得到由针状铁素体和富碳奥氏体组成的奥铁体基体的一种热处理工艺。3.1等淬球铁所涉及的标准lQ/CAYJS-25-1998奥氏体-贝氏体球墨铸铁铸件技术条件lGB等温淬火球墨铸铁件讨论稿3.2牌号l根据主要壁厚相当于12.5mmt30mm，砂型或类似导热性铸型铸造的单铸或附铸试块经过加工的试样，测得的最低力学性能来确定材料的牌号。l本标准根据单铸或附铸试块经加工的试样测定的力学性能分级，将等淬球铁分为5个牌号。3.3生产方法和化学成分l等淬球铁的生产方法，其化学成份、铸造和热处理工艺由供方确定，但要保证铸造和热处理工艺采用与已验收认可过的第一批次试块同样的工艺参数，若需方有特殊要求时，可由双方商定。l本标准规定的等淬球铁的力学性能是铸件验收的主要指标。3.4技术要求l力学性能单铸、附铸试块的力学性能本体的力学性能l金相组织本体的力学性能硬度金相组织l石墨为球状，石墨球化级别应符合GB/T 9441球墨铸铁金相标准中的1级和2级，不低于3级，石墨球数不低于100个/mm2。更精确的球化率由供需双方在订货时商定。l球化级别可以通过金相检测或者无损检测的方法进行检验，如有争议时，用金相显微镜检查裁定。l基体组织主要为由针状铁素体和富碳奥氏体组成的奥铁体允许少量其它组成物（如马氏体、碳化物）的存在，以不影响所要求的力学性能为原则。l铸件某些断面的冷却速度可能不足以避免珠光体或其它高温转变物的形成，在这种情况下，铸件内哪些部位允许存在这些微量组织的最大值，以及这些部位的力学性能可由供需双方商定。l如果需要了解热处理后得到的显微组织情况，一种间接的方法是进行无缺口试样的冲击试验，通过断口形态分析和冲击值来加以判断。牌号对照4蠕墨铸铁l蠕墨铸铁是指其石墨大部分呈蠕虫状，部分呈球状的一种铸铁。蠕墨铸铁中的石墨是一种介于片状石墨和球状石墨之间的一种过渡型石墨。其石墨片短而厚，头部较钝、较圆，形似蠕虫状，故有蠕墨之称。蠕墨铸铁按照基体组织的不同，可以分为铁素体蠕墨铸铁和铁素体珠光体蠕墨铸铁。蠕墨铸铁的基体组织在铸态时铁素体体积分数高，约为50或更高。4.1蠕墨铸铁所涉及的标准lJB/T4403-1999 蠕墨铸铁件lJB/T3829-1999 蠕墨铸铁金相 4.2蠕墨铸铁牌号及技术要求l根据单铸试块的抗拉强度分为五个牌号；l铸件材质的力学性能以单铸试块的抗拉强度为验收依据。l金相组织需满足下表要求。