工程材料第八章.ppt

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1、第八章第八章 铸铁铸铁铸铁概念铸铁概念 铸铁是碳质量分数大于铸铁是碳质量分数大于2.11%2.11%、含、含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。合金。特点特点：生产设备和工艺简单，价格便宜生产设备和工艺简单，价格便宜;具有许多优良的使用性能和工艺性能，具有许多优良的使用性能和工艺性能，应用广泛。应用广泛。一、铸铁的石墨化过程和特点 1.1.铸铁的石墨化过程铸铁的石墨化过程 在铁碳合金中，碳能以三种形式存在铁碳合金中，碳能以三种形式存在：在：固溶在固溶在F F、A A中，中，化合物态化合物态渗碳体渗碳体(Fe(Fe3 3C)C)，游离态游离态石墨（石墨（G

2、G）（晶体）。）（晶体）。在啥条件下，在啥条件下，铁、碳合金中析出铁、碳合金中析出石墨？石墨？渗碳体渗碳体是一种亚稳定状态，是一种亚稳定状态，在在一定条件下能分解为铁和石墨。一定条件下能分解为铁和石墨。铁、碳合金铁、碳合金在其其缓慢冷却（在其其缓慢冷却（C C扩散时间足够），或含有可促进扩散时间足够），或含有可促进石墨石墨（G）形成元素（）形成元素（如如Si）时，就）时，就可可直接自直接自液体或液体或A中析出（中析出（G)。注意：在此条件下，注意：在此条件下，铁、碳合金相图铁、碳合金相图 Fe-GFe-G相图相图铁碳合金双重相图铁碳合金双重相图 Fe-Fe Fe-Fe3 3C C相图和相图和F

3、e-GFe-G相图。相图。按按Fe-GFe-G相图相图结晶，含（结晶，含（2.54.0%C2.54.0%C）的铁碳合金的的铁碳合金的石墨化的过程可分为三个石墨化的过程可分为三个阶段：阶段：(1)(1)从液体中析出。从液体中析出。(2)(2)奥氏体中分解出。奥氏体中分解出。共析反应共析反应析出。析出。石墨的晶体结构石墨的晶体结构石墨石墨(G)(G)稳定相，简单六方晶格。稳定相，简单六方晶格。底面上原子呈六方网格排底面上原子呈六方网格排列，原子间距小（列，原子间距小（1.421.421010-10-10 m m），结合力很强；），结合力很强；两底面间的间距较大两底面间的间距较大（3.043.041

4、010-10-10 m m），结合力较弱。），结合力较弱。石墨的强度、硬度和塑性很差。石墨的强度、硬度和塑性很差。石墨的作用：石墨的作用：（1 1）石墨提高铸铁的切削加工性能。）石墨提高铸铁的切削加工性能。（2 2）铸件凝固时石墨膨胀，减少铸件体）铸件凝固时石墨膨胀，减少铸件体积收缩，降低内应力。铸铁铸造性能良好。积收缩，降低内应力。铸铁铸造性能良好。（3 3）石墨有良好的润滑作用，并能储存）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。润滑油，使铸件有很好的耐磨性能。（4 4）石墨对振动的传递起削弱作用，使）石墨对振动的传递起削弱作用，使铸铁有很好的抗振性能。铸铁有很好的抗振

5、性能。（5 5）石墨强度、韧性极低，相当于裂）石墨强度、韧性极低，相当于裂纹或空洞。石墨越多，越大，对基体的割纹或空洞。石墨越多，越大，对基体的割裂作用越严重，铸铁抗拉强度越低。裂作用越严重，铸铁抗拉强度越低。铁碳合金双重相图铁碳合金双重相图 Fe-Fe Fe-Fe3 3C C相图和相图和Fe-GFe-G相图。相图。铸铁的石墨化过程：铸铁的石墨化过程：第一阶段石墨化第一阶段石墨化 形成一次石墨和共晶形成一次石墨和共晶石墨。石墨。LL LC C+G+G(一次一次）L LC C A AE E +G+G(共晶）共晶）第二阶段石第二阶段石墨化墨化 A A析出二次石墨析出二次石墨A GA G(二二次次）

6、11547381154738 第三阶段石第三阶段石墨化墨化 共析反应共析反应A As sFFP P+G+G(共析）共析）738738一下一下 F G F G(三三次次）影响石墨化的主要因素：影响石墨化的主要因素：(1)(1)温度和冷却速度温度和冷却速度 在生产过程中，铸铁在高温下长时间保在生产过程中，铸铁在高温下长时间保温，或缓慢冷却，有利于石墨化。温，或缓慢冷却，有利于石墨化。老师提示老师提示 :生产中，调整碳、硅含量，是生产中，调整碳、硅含量，是控制铸铁组织和性能的基本措施。控制铸铁组织和性能的基本措施。(2)(2)合金元素合金元素 C C、SiSi、AlAl、CuCu、NiNi、CoCo

7、等非碳化物形等非碳化物形成元素促进石墨化，碳和硅最强烈。成元素促进石墨化，碳和硅最强烈。CrCr、W W、MoMo、V V、MnMn、S S等碳化物形成元等碳化物形成元素阻碍石墨化。素阻碍石墨化。铸铁分类铸铁分类 铸铁铸铁第第1 1阶段阶段石墨化石墨化第第2 2阶段阶段石墨化石墨化第第3 3阶段阶段石墨化石墨化组织组织特征特征组织组织白口铸铁白口铸铁 断口呈银断口呈银白色，硬脆白色，硬脆不进行不进行有有LeLe无无G G不进行不进行 有有LeLe无无G G不进行不进行有有LeLe无无G GLeLe+P+Fe+P+Fe3 3C C LeLeLeLe+Fe+Fe3 3C C麻口铸铁麻口铸铁 硬脆硬

8、脆充分进行充分进行有有G G部分进行部分进行有有LeLe有有G G不进行不进行有有LeLe无无G GLeLe+P+G+P+G灰口铸铁灰口铸铁 断口呈断口呈暗灰色暗灰色充分进行充分进行有有G G无无LeLe充分进行充分进行 无无LeLe有有G G不进行不进行 无无G G部分进行部分进行有有G G充分进行充分进行有有G GFeFe3 3C CFeFe3 3C CP+GP+GF+P+GF+P+GF+GF+G 2.2.灰口铸铁的组织特征和分类灰口铸铁的组织特征和分类 铸铁组织：由基体和石墨组成。铸铁组织：由基体和石墨组成。基体：铁素体、珠光体或铁素体加珠光体基体：铁素体、珠光体或铁素体加珠光体 石墨：

9、片状、球状、蠕虫状、团絮状石墨：片状、球状、蠕虫状、团絮状灰口铸铁的分类灰口铸铁的分类灰口铸铁灰口铸铁石墨形态石墨形态灰铸铁、孕育铸铁灰铸铁、孕育铸铁片状、细片状片状、细片状球墨铸铁球墨铸铁球状球状蠕墨铸铁蠕墨铸铁蠕虫状蠕虫状可锻铸铁可锻铸铁团絮状团絮状 二、常用铸铁 1.1.灰铸铁灰铸铁 价格便宜、应用最广。价格便宜、应用最广。（1 1）灰铸铁的牌号）灰铸铁的牌号 HT150HT150、HT250HT250、HT400 HT400 “HTHT”表示表示“灰铁灰铁”，数字表示最低抗拉，数字表示最低抗拉强度。灰铸铁有铁素体、珠光体和铁素体加强度。灰铸铁有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种基体。珠

10、光体三种基体。灰铸铁中的碳、硅质量分数一般控制在灰铸铁中的碳、硅质量分数一般控制在以下范围：以下范围：2.5%2.5%4.0%C;1.0%4.0%C;1.0%2.0%Si2.0%Si。灰铸铁的显微组织灰铸铁的显微组织F+G片片F+P+G片片P+G片片 （2 2）影响灰铸铁组织和性能的因素）影响灰铸铁组织和性能的因素 成分的影响成分的影响 锰：锰：阻碍石墨化，促进珠光体基体形成。阻碍石墨化，促进珠光体基体形成。提高铸铁强度。与硫生成提高铸铁强度。与硫生成MnSMnS，减少硫有害作用。，减少硫有害作用。锰质量分数一般为锰质量分数一般为0.5%0.5%1.4%1.4%。硫：硫：有害元素，强烈促进白口

11、化，使铸造性有害元素，强烈促进白口化，使铸造性能和机械性能恶化。硫的质量分数在能和机械性能恶化。硫的质量分数在0.15%0.15%以下。以下。磷：磷：促进石墨化。提高铁水流动性。量大促进石墨化。提高铁水流动性。量大时形成磷共晶体，硬而脆，降低铸铁强度，但提时形成磷共晶体，硬而脆，降低铸铁强度，但提高耐磨性。要求铸铁有较高强度时，磷质量分数高耐磨性。要求铸铁有较高强度时，磷质量分数 0.3%0.3%。冷却速度的影响冷却速度的影响 铸件的冷却速度对石墨化程度影响很大。铸件的冷却速度对石墨化程度影响很大。随着铸件壁厚增加，冷却速度减慢，依次出随着铸件壁厚增加，冷却速度减慢，依次出现珠光体灰口铁、珠光

12、体加铁素体灰口铁和铁素现珠光体灰口铁、珠光体加铁素体灰口铁和铁素体灰口铁。体灰口铁。不同不同C+Si含量，不同壁厚（冷却速度）含量，不同壁厚（冷却速度）铸件的组织铸件的组织 （3 3）灰铸铁的热处理及应用）灰铸铁的热处理及应用 热处理不能改变石墨的形态和分布。热处理不能改变石墨的形态和分布。消除内应力退火消除内应力退火 形状复杂和尺寸稳定性要求较高的铸件形状复杂和尺寸稳定性要求较高的铸件（机床床身、柴油机汽缸）（机床床身、柴油机汽缸），为防止变形和开，为防止变形和开裂，须进行裂，须进行500 500 550 550 消除内应力退火。消除内应力退火。消除铸件白口、降低硬度的退火消除铸件白口、降低

13、硬度的退火 灰铸铁件表层和薄壁处产生白口组织难以灰铸铁件表层和薄壁处产生白口组织难以切削加工，需要退火切削加工，需要退火(850(850 900 900 保温保温2 25 h)5 h)，使渗碳体分解成石墨，降低硬度。，使渗碳体分解成石墨，降低硬度。表面淬火表面淬火 机床导轨、缸体内壁等，需要提高硬度和耐机床导轨、缸体内壁等，需要提高硬度和耐磨性，进行表面淬火。淬火后表面硬度可达磨性，进行表面淬火。淬火后表面硬度可达50 50 HRCHRC55 HRC55 HRC。灰铸铁的应用灰铸铁的应用叶轮叶轮发动机飞轮发动机飞轮箱体箱体启动阀启动阀 灰铸铁铸造性能优良、灰铸铁铸造性能优良、价格便宜，但强度较

14、价格便宜，但强度较低、韧性差。制造机床床身、床头箱、阀体、叶低、韧性差。制造机床床身、床头箱、阀体、叶轮、飞轮等。轮、飞轮等。注意注意：灰铸铁获得方法灰铸铁获得方法 液态金属石墨化液态金属石墨化+孕育处理孕育处理原因原因：C、Si促进石墨化促进石墨化,但但C、Si石墨片多、粗大石墨片多、粗大灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理通常在碳、硅含量较低的灰铸铁液中加入孕通常在碳、硅含量较低的灰铸铁液中加入孕育剂进行孕育处理，经过孕育处理的灰铸铁叫孕育剂进行孕育处理，经过孕育处理的灰铸铁叫孕育铸铁或变质铸铁。育铸铁或变质铸铁。细化灰铸铁组织，提高铸铁的力学性能；细化灰铸铁组织，提高铸铁的力学性能；孕育剂（

15、变质剂）孕育剂（变质剂）硅铁和硅钙合金，加硅铁和硅钙合金，加入重量为铁水总重量的入重量为铁水总重量的0.40%.孕育铸铁的金相组织：孕育铸铁的金相组织：细密的珠光体基体上，均匀分布细小的石墨片。细密的珠光体基体上，均匀分布细小的石墨片。故其强度高于普通的灰铸铁。故其强度高于普通的灰铸铁。应用：应用：孕育铸铁用来制造力学性能要求高，截面尺寸孕育铸铁用来制造力学性能要求高，截面尺寸变化较大的大型铸件，如变化较大的大型铸件，如:箱体箱体,重型机床的床身、重型机床的床身、液压件、齿轮和导轨液压件、齿轮和导轨,缸体等。缸体等。原理：大量人工晶核原理：大量人工晶核结晶均匀结晶均匀截面上组织均匀截面上组织均

16、匀性能均匀性能均匀断面敏感性小断面敏感性小 2.2.球墨铸铁球墨铸铁 球墨铸铁的石墨呈球状。球墨铸铁的石墨呈球状。具有很高的强度，良好的塑性和韧性。综合具有很高的强度，良好的塑性和韧性。综合机械性能接近于钢，铸造性能好，成本较低，生机械性能接近于钢，铸造性能好，成本较低，生产方便，得到广泛应用。产方便，得到广泛应用。F+GF+G球球 F+P+GF+P+G球球 P+GP+G球球 (1)(1)球墨铸铁的成分和球化处理球墨铸铁的成分和球化处理 成分：成分：要求比较严格。要求比较严格。3.6%3.6%3.9%C,2.2%3.9%C,2.2%2.8%Si,0.6%2.8%Si,0.6%0.8%Mn,0.

17、07%S,0.1%P0.8%Mn,0.07%S,0.1%P。获得方法获得方法液态金属石墨化液态金属石墨化+球化处理球化处理+孕育处理孕育处理 在铁水中加入一定量的在铁水中加入一定量的稀土镁稀土镁球化剂和孕球化剂和孕育剂，获得细小、均匀分布的球状石墨。育剂，获得细小、均匀分布的球状石墨。镁强烈阻碍石墨化。为了避免白口，并使镁强烈阻碍石墨化。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。石墨球细小、均匀分布、一定要加入孕育剂。常用的孕育剂为硅铁和硅钙合金等。常用的孕育剂为硅铁和硅钙合金等。(2)(2)球墨铸铁的牌号、组织和性能球墨铸铁的牌号、组织和性能 QT400-15QT400-15

18、、QT600-3QT600-3、QT800-2QT800-2 球墨铸铁牌号用球墨铸铁牌号用“QTQT”标明，其后两组标明，其后两组数值表示最低抗拉强度和延伸率。数值表示最低抗拉强度和延伸率。不同基体的球墨铸铁，性能差别很大。不同基体的球墨铸铁，性能差别很大。珠光体球墨铸铁的抗拉强度比铁素体基珠光体球墨铸铁的抗拉强度比铁素体基体高体高50%50%以上。以上。铁素体球墨铸铁的延伸率为珠光体基的铁素体球墨铸铁的延伸率为珠光体基的3 3 5 5倍。倍。(3)(3)球墨铸铁的热处理球墨铸铁的热处理 退火退火 900 900 950 950、2h5h。当铸件薄壁处出现渗碳体和珠光体时，当铸件薄壁处出现渗碳

19、体和珠光体时，退火可获得塑性好的铁素体基体，改善切削退火可获得塑性好的铁素体基体，改善切削性能，消除铸造应力。性能，消除铸造应力。正火正火 880 880 920 920，空冷。，空冷。得到珠光体基体（占基体得到珠光体基体（占基体75%75%以上），以上），并细化组织，提高强度和耐磨性。并细化组织，提高强度和耐磨性。调质调质 加热到加热到850 850 900 900，使基体转变为奥，使基体转变为奥氏体，在油中淬火得到马氏体，然后经氏体，在油中淬火得到马氏体，然后经550 550 600 600 回火，空冷。回火，空冷。组织：组织：回火索氏体回火索氏体+球状石墨球状石墨 调质后强度高，塑性、韧

20、性好。调质后强度高，塑性、韧性好。用于要求综合机械性能较高的球墨铸铁零用于要求综合机械性能较高的球墨铸铁零件，如连杆、曲轴等，件，如连杆、曲轴等，表面要求耐磨的零件可以再进行表面淬火表面要求耐磨的零件可以再进行表面淬火及低温回火。及低温回火。等温淬火等温淬火 加热到奥氏体区（加热到奥氏体区（840 840 900 900 左右），左右），保温后在保温后在300 300 左右的等温盐浴中冷却并保温，左右的等温盐浴中冷却并保温，使基体在此温度转变为使基体在此温度转变为下贝氏体。下贝氏体。组织：组织：下贝氏体下贝氏体+球状石墨球状石墨。性能：性能：获得高的强度，具有良好的塑性和获得高的强度，具有良好

21、的塑性和韧性。强度韧性。强度1200 MPa1200 MPa1450 MPa,1450 MPa,冲击韧性冲击韧性300300 kJ/m kJ/m2 2360 kJ/m360 kJ/m2 2,硬度硬度38HRC38HRC51HRC51HRC。等温盐浴的冷却能力有限，一般只能用于等温盐浴的冷却能力有限，一般只能用于截面不大的零件，例如受力复杂的齿轮、曲轴、截面不大的零件，例如受力复杂的齿轮、曲轴、凸轮轴等。凸轮轴等。球墨铸铁的应用：球墨铸铁的应用：用球墨铸铁来代替钢制造某些重要零件。用球墨铸铁来代替钢制造某些重要零件。如如曲轴、连杆、凸轮轴曲轴、连杆、凸轮轴等。等。曲轴曲轴 管道接口管道接口 3.

22、3.蠕墨铸铁蠕墨铸铁 RuT300RuT300、RuT420 RuT420 蠕墨铸铁以蠕墨铸铁以“RuTRuT”表示，表示，数字表示最低抗拉强度。数字表示最低抗拉强度。蠕墨铸铁组织蠕墨铸铁组织 蠕墨铸铁是新型高强铸铁。强度接近于球蠕墨铸铁是新型高强铸铁。强度接近于球墨铸铁，有一定的韧性、较高的耐磨性；又有墨铸铁，有一定的韧性、较高的耐磨性；又有和灰铸铁一样良好的铸造性能和导热性。和灰铸铁一样良好的铸造性能和导热性。蠕墨铸铁的石墨在光学显微镜下为蠕虫蠕墨铸铁的石墨在光学显微镜下为蠕虫状，长厚比小，端部较钝。状，长厚比小，端部较钝。蠕墨铸铁的生产：蠕墨铸铁的生产：在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂

23、在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂形成。蠕化剂主要采用镁钛合金、稀土镁钛形成。蠕化剂主要采用镁钛合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金等。合金或稀土镁钙合金等。排气管排气管进气管进气管 应用：应用：用于高层建筑中高压热交换器、用于高层建筑中高压热交换器、内燃机汽缸、缸盖、内燃机汽缸、缸盖、排气管、进气管、排气管、进气管、汽缸汽缸套、钢锭模、液压阀等铸件。套、钢锭模、液压阀等铸件。4.4.可锻铸铁可锻铸铁 可锻铸铁是由白口铸铁通过退火处理得到可锻铸铁是由白口铸铁通过退火处理得到的一种高强铸铁。的一种高强铸铁。有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。可锻铸铁依

24、靠石墨化退火获得。分代替碳钢。可锻铸铁依靠石墨化退火获得。可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。铁素体可锻铸铁铁素体可锻铸铁 珠光体可锻铸铁珠光体可锻铸铁 (1)(1)可锻铸铁的牌号可锻铸铁的牌号 KT350-10KT350-10、KTZ600-3KTZ600-3 铁素体可锻铸铁以铁素体可锻铸铁以“KTKT”表示。表示。珠光体可锻铸铁以珠光体可锻铸铁以“KTZKTZ”表示。表示。两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。(2)(2)可锻铸铁的生产和热处理可锻铸铁的生产和热处理 第一步第一步 先铸造成白口铸铁。先铸造成白口铸铁。不允许有石墨

25、出现，否则在随后的退火中，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；碳在已有的石墨上沉淀，得不到团絮状石墨；第二步第二步 石墨化退火处理。石墨化退火处理。将白口铸铁加热到将白口铸铁加热到900 900 960 960，长时间，长时间保温，使共晶渗碳体分解为团絮状石墨，完成第保温，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。一阶段的石墨化过程。若第一阶段石墨化后慢冷，完成第二阶段、若第一阶段石墨化后慢冷，完成第二阶段、第三阶段石墨化，在第三阶段石墨化，在650 650 700 700 出炉冷却至出炉冷却至室温，得到室温，得到铁素体基体可锻铸铁。铁素

26、体基体可锻铸铁。若第一阶段石墨化后以较快的速度若第一阶段石墨化后以较快的速度（100/h100/h）冷却通过共析转变温度区，得到）冷却通过共析转变温度区，得到珠珠光体基体可锻铸铁。光体基体可锻铸铁。可锻化退火时间要几十小时，为缩短时间，可锻化退火时间要几十小时，为缩短时间，并细化组织，提高机械性能，可在铸造时采取孕并细化组织，提高机械性能，可在铸造时采取孕育处理。育处理。孕育剂能强烈阻碍凝固时形成石墨，退火时孕育剂能强烈阻碍凝固时形成石墨，退火时促进石墨化。促进石墨化。可锻铸铁应用：可锻铸铁应用：制造形状复杂、承受冲击和振动载荷的零制造形状复杂、承受冲击和振动载荷的零件，如汽车拖拉机的后桥外壳

27、、管接头、低压件，如汽车拖拉机的后桥外壳、管接头、低压阀门等。阀门等。与球墨铸铁比，可锻铸铁成本低、质量稳与球墨铸铁比，可锻铸铁成本低、质量稳定、铁水处理简单、容易组织流水生产。尤其定、铁水处理简单、容易组织流水生产。尤其对于薄壁件，若采用球墨铸铁易生成白口，需对于薄壁件，若采用球墨铸铁易生成白口，需要进行高温退火，采用可锻铸铁更为适宜。要进行高温退火，采用可锻铸铁更为适宜。5.5.特殊性能铸铁特殊性能铸铁 铸铁中加入合金元素，得到具有特殊性能的铸铁中加入合金元素，得到具有特殊性能的合金铸铁。合金铸铁。(1)(1)耐磨铸铁耐磨铸铁 激冷铸铁激冷铸铁 白口铸铁耐磨。采用激冷的办法使铸件表面白口铸

28、铁耐磨。采用激冷的办法使铸件表面获得白口铸铁。获得白口铸铁。用金属型铸造铸件的耐磨表面，其它部位采用金属型铸造铸件的耐磨表面，其它部位采用砂型。调整铁水化学成分（高碳、低硅），保用砂型。调整铁水化学成分（高碳、低硅），保证白口层的深度。表面为白口铸铁，心部为灰口证白口层的深度。表面为白口铸铁，心部为灰口铸铁组织，有一定的强度。铸铁组织，有一定的强度。应用：应用：制造轧辊、车轮等。制造轧辊、车轮等。高磷铸铁高磷铸铁 磷的质量分数提高到磷的质量分数提高到0.4%0.4%0.6%0.6%，生成磷共，生成磷共晶，呈断续网状形态分布在珠光体基体上。磷共晶，呈断续网状形态分布在珠光体基体上。磷共晶硬度高，

29、改善珠光体灰口铸铁的耐磨性。晶硬度高，改善珠光体灰口铸铁的耐磨性。高铬耐磨铸铁、奥贝球墨铸铁高铬耐磨铸铁、奥贝球墨铸铁 加入加入CrCr、MoMo、W W、CuCu等合金元素，提高基体等合金元素，提高基体强度和韧性，铸铁的耐磨性能等得到更大提高。强度和韧性，铸铁的耐磨性能等得到更大提高。弯管弯管衬板衬板 (2)(2)耐热铸铁耐热铸铁 制造制造高温下工作的炉底板、换热器、坩埚、高温下工作的炉底板、换热器、坩埚、热处理炉内的运输链条。热处理炉内的运输链条。加入加入AlAl、SiSi、CrCr，铸件表面形成致密的氧化，铸件表面形成致密的氧化膜，阻碍继续氧化改善铸铁的耐热性。膜，阻碍继续氧化改善铸铁的

30、耐热性。球墨铸铁中，石墨为孤立分布，互不相连，球墨铸铁中，石墨为孤立分布，互不相连，不形成气体渗入通道，耐热性更好。不形成气体渗入通道，耐热性更好。扇形扩散器扇形扩散器托架托架 (3)(3)耐蚀铸铁耐蚀铸铁 耐蚀铸铁主要用于化工部件，如阀门、耐蚀铸铁主要用于化工部件，如阀门、管道、泵、容器等。管道、泵、容器等。普通铸铁的耐蚀性差。普通铸铁的耐蚀性差。加入加入SiSi、CrCr、AlAl、MoMo、CuCu、NiNi等合金元等合金元素形成保护膜，或使基体电极电位升高，可素形成保护膜，或使基体电极电位升高，可以提高铸铁的耐蚀性能。以提高铸铁的耐蚀性能。常用耐蚀铸铁有高硅、高硅钼、高铝、常用耐蚀铸铁

31、有高硅、高硅钼、高铝、高铬等耐蚀铸铁。高铬等耐蚀铸铁。本节小结本节小结常用铸铁常用铸铁 HT150HT150、HT250 HT250 数字表示最低抗拉强度。数字表示最低抗拉强度。QT420-10 QT420-10、QT800-2QT800-2 后两组数值表示最后两组数值表示最低抗拉强度和延伸率。低抗拉强度和延伸率。KT350-10KT350-10、KT450-5 KT450-5 两组数字表示最低两组数字表示最低抗拉强度和延伸率抗拉强度和延伸率 灰铸铁灰铸铁 获得方法获得方法 液态金属石墨化液态金属石墨化+孕育处理孕育处理原因原因：C、Si促进石墨化促进石墨化,但但C、Si石墨片多、粗大石墨片多

32、、粗大灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理通常在碳、硅含量较低的灰铸铁液中加入孕通常在碳、硅含量较低的灰铸铁液中加入孕育剂进行孕育处理，经过孕育处理的灰铸铁叫孕育剂进行孕育处理，经过孕育处理的灰铸铁叫孕育铸铁或变质铸铁。育铸铁或变质铸铁。细化灰铸铁组织，提高铸铁的力学性能；细化灰铸铁组织，提高铸铁的力学性能；孕育剂（变质剂）孕育剂（变质剂）硅铁和硅钙合金，加硅铁和硅钙合金，加入重量为铁水总重量的入重量为铁水总重量的0.40%.孕育铸铁的金相组织：孕育铸铁的金相组织：细密的珠光体基体上，均匀分布细小的石墨片。细密的珠光体基体上，均匀分布细小的石墨片。故其强度高于普通的灰铸铁。故其强度高于普通的灰铸铁

33、。应用：应用：孕育铸铁用来制造力学性能要求高，截面尺寸孕育铸铁用来制造力学性能要求高，截面尺寸变化较大的大型铸件，如变化较大的大型铸件，如:箱体箱体,重型机床的床身、重型机床的床身、液压件、齿轮和导轨液压件、齿轮和导轨,缸体等。缸体等。原理：大量人工晶核原理：大量人工晶核结晶均匀结晶均匀截面上组织均匀截面上组织均匀性能均匀性能均匀断面敏感性小断面敏感性小组织组织 基体基体(F(F、P P、F+P)+F+P)+片状石墨片状石墨热处理热处理 去应力，消除白口，表面淬火去应力，消除白口，表面淬火用途用途 机床床身机床床身球墨铸铁球墨铸铁 成分：成分：要求比较严格。要求比较严格。3.6%3.6%3.9

34、%C,2.2%3.9%C,2.2%2.8%Si,0.6%2.8%Si,0.6%0.8%Mn,0.07%S,0.1%P0.8%Mn,0.07%S,0.1%P。获得方法获得方法液态金属石墨化液态金属石墨化+球化处理球化处理+孕育处理孕育处理 在铁水中加入一定量的在铁水中加入一定量的稀土镁稀土镁球化剂和孕球化剂和孕育剂，获得细小、均匀分布的球状石墨。育剂，获得细小、均匀分布的球状石墨。镁强烈阻碍石墨化。为了避免白口，并使镁强烈阻碍石墨化。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。石墨球细小、均匀分布、一定要加入孕育剂。常用的孕育剂为硅铁和硅钙合金等。常用的孕育剂为硅铁和硅钙合金等。球

35、墨铸铁组织和性能球墨铸铁组织和性能 基体基体(F、P、F+P)+球状石墨球状石墨 热处理热处理 可进行各种热处理可进行各种热处理用途用途 柴油机曲轴，缸体等柴油机曲轴，缸体等注意注意：不同基体的球墨铸铁，性能差别很大。不同基体的球墨铸铁，性能差别很大。P P球墨铸铁的抗拉强度比球墨铸铁的抗拉强度比F F基体高基体高50%50%以上。以上。F F球墨铸铁的延伸率为球墨铸铁的延伸率为P P基的基的3 3 5 5倍。倍。可锻铸铁可锻铸铁 获得方法获得方法先得先得白口铁白口铁（可采取孕育处理）（可采取孕育处理）+石墨化退火石墨化退火组织组织 基体基体(F(F、P)+P)+团絮状石墨团絮状石墨热处理热处理 石墨化退火石墨化退火用途：用途：车轮壳，管接头车轮壳，管接头注意注意：与与球铁球铁比，比，成本低成本低、质量稳定质量稳定、铁水处铁水处理简单理简单、容易组织流水生产。、容易组织流水生产。