第2章 第3、4节.ppt

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1、制制作作：周周宗宗明明第二章 铁 碳 合 金本节要求：本节要求：1.1.掌掌握握铁铁碳碳合合金金是是由由哪哪些些基基本本组组织织组组成成的的。各各种种基基本本组织有什么特点？组织有什么特点？2.2.掌握铁碳合金状态图中重要线、点的含义。掌握铁碳合金状态图中重要线、点的含义。3.3.铁碳合金状态图有什么用途？铁碳合金状态图有什么用途？重点分析：重点分析：铁碳合金状态图铁碳合金状态图第三节 铁碳合金状态图制制作作：周周宗宗明明 钢和铸铁，是工业中应用广泛的金属材料。虽钢和铸铁，是工业中应用广泛的金属材料。虽然钢和铸铁的牌号很多，性能和用途各异。但都是然钢和铸铁的牌号很多，性能和用途各异。但都是以铁

2、和碳为主要元素组成的合金。统称为铁碳合金。以铁和碳为主要元素组成的合金。统称为铁碳合金。不同成份的铁碳合金在不同温度下具有不同的组织。不同成份的铁碳合金在不同温度下具有不同的组织。因而表现出不同的性能。因而表现出不同的性能。铁碳合金状态图是研究铁碳合金的铁碳合金状态图是研究铁碳合金的成份、温成份、温度度和和组织组织三者之间的关系的图形。三者之间的关系的图形。一、铁碳合金的基本组织一、铁碳合金的基本组织 1 1铁素体（铁素体（F F）碳溶解于碳溶解于-Fe-Fe中形成的间隙固溶体，称为铁中形成的间隙固溶体，称为铁素体。其特点是：晶粒在显微镜下呈现均匀明亮、素体。其特点是：晶粒在显微镜下呈现均匀明

3、亮、边界平缓的多边形。在室温下边界平缓的多边形。在室温下,性能与纯铁相近，性能与纯铁相近，就是强度、硬度较低；而塑性、韧性较好。以铁素就是强度、硬度较低；而塑性、韧性较好。以铁素体为基体的合金适用于变形加工。体为基体的合金适用于变形加工。第二章 铁 碳 合 金制制作作：周周宗宗明明 2 2奥氏体（奥氏体（A A）是碳溶解于是碳溶解于 FeFe中形成的间隙固溶体。其特点是显中形成的间隙固溶体。其特点是显微组织为边界比较平直的多边形晶粒。微组织为边界比较平直的多边形晶粒。奥氏体的性能是：奥氏体的性能是：强度强度 、硬度较高，塑性、韧性也较好。在生产中，钢材大、硬度较高，塑性、韧性也较好。在生产中，

4、钢材大多数要加热多数要加热 至高温奥氏体状态进行压力加工，因其塑性好至高温奥氏体状态进行压力加工，因其塑性好而便于成形。而便于成形。3 3渗碳体（渗碳体（FeFe3 3C C）铁与碳形成的金属化合物，称为渗碳体铁与碳形成的金属化合物，称为渗碳体 。其性能特点其性能特点是：脆性很大，几乎没有塑性，不能单独使用。通常以片是：脆性很大，几乎没有塑性，不能单独使用。通常以片状、粒状、网状、带状等形态分布于铁碳合金中，对铁碳状、粒状、网状、带状等形态分布于铁碳合金中，对铁碳合金性能有很大影响。合金性能有很大影响。4 4珠光体（珠光体（P P）由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，称为珠光体。由铁素体和渗碳体

5、组成的机械混合物，称为珠光体。其显微组织为铁素体与渗碳体层片相间。其显微组织为铁素体与渗碳体层片相间。其性能特点是：其性能特点是：介于渗碳体与铁素体之间，强度、硬度较高，具有一定的介于渗碳体与铁素体之间，强度、硬度较高，具有一定的塑性和韧性，是一种综合力学性能较好的组织。塑性和韧性，是一种综合力学性能较好的组织。第二章 铁 碳 合 金制制作作：周周宗宗明明 5 5莱氏体（莱氏体（LdLd）它是铁碳合金中共晶混合物它是铁碳合金中共晶混合物。其性能特点：与渗碳体其性能特点：与渗碳体相似，硬度很高，塑性、韧性极差。相似，硬度很高，塑性、韧性极差。即：铁碳合金由：即：铁碳合金由：铁素体（铁素体（F F

6、）；）；奥氏体（奥氏体（A A）；）；渗碳渗碳体（体（Fe3CFe3C）；）；珠光体（珠光体（P P）；）；莱氏体（莱氏体（LdLd）五种组织组成。五种组织组成。二、二、简化后的简化后的Fe FeFe Fe3 3C C相相图图三三、Fe FeFe Fe3 3C C相图相图分析分析1.1.坐标坐标 2.2.特性点特性点 3.3.特性线特性线第二章 铁 碳 合 金制制作作：周周宗宗明明 五、典型铁碳合金的结晶过程五、典型铁碳合金的结晶过程1.1.共析钢结晶过程共析钢结晶过程 如图如图第二章 铁 碳 合 金四、铁碳合金的分类四、铁碳合金的分类 1.1.工业纯铁工业纯铁cc0.0218%0.0218%

7、2.2.钢钢 cc（0.02180.02182.112.11）%(亚共析、共析、过共亚共析、共析、过共析钢）析钢）3.3.白口铁白口铁cc=（2.112.116.696.69）%（亚共晶、共晶、过共晶（亚共晶、共晶、过共晶白口铁）白口铁）如图如图制制作作：周周宗宗明明2.2.亚共析钢的结晶过程亚共析钢的结晶过程 如图如图3.3.过共析钢的结晶过程过共析钢的结晶过程 如图如图第二章 铁 碳 合 金制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金液液相相线线相相线线固固共共析析线线制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金六六、含含碳碳量量对对铁铁碳碳合合金金平平衡衡组组织织和和机机械械性性能能

8、的的影影响响ak/(J/cm2)制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金七、七、Fe Fe3CFe Fe3C相相图图在工业上用途在工业上用途 1.1.在材料选用方面的应用在材料选用方面的应用 铁碳合金状态图总结了铁碳合金组织随温度和成分变铁碳合金状态图总结了铁碳合金组织随温度和成分变化的规律。由组织的变化可推断出合金性能的变化，为选化的规律。由组织的变化可推断出合金性能的变化，为选材提供了依据材提供了依据。2.2.在铸造方面的应用在铸造方面的应用可以确定合金的浇注温度。可以确定合金的浇注温度。3.3.在锻压方面的应用在锻压方面的应用可以确定始锻和终锻温度可以确定始锻和终锻温度。4.在焊接

9、生产上的应用在焊接生产上的应用焊接时焊接时,通过此图分析焊接接头温度及其组织性能。并决定通过此图分析焊接接头温度及其组织性能。并决定焊后是否须要采用热处理来调整和改善。焊后是否须要采用热处理来调整和改善。5.在热处理方面的应用在热处理方面的应用热处理的加热温度都是从状态图上的临界点为依据热处理的加热温度都是从状态图上的临界点为依据。制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金本节要求：本节要求：1.1.掌握常存杂质对碳钢性能的影响。掌握常存杂质对碳钢性能的影响。2.2.了解碳钢、铸铁的分类、牌号含义。了解碳钢、铸铁的分类、牌号含义。3.3.掌握各种钢材和铸铁的用途？掌握各种钢材和铸铁的用途？

10、重点分析：重点分析：碳钢、铸铁的特性和用途碳钢、铸铁的特性和用途第四节 碳钢、铸铁制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金 碳钢和铸铁，因易于加工，故在机器制造中得碳钢和铸铁，因易于加工，故在机器制造中得到期广泛的应用。为了合理选择和正确使用各种碳到期广泛的应用。为了合理选择和正确使用各种碳钢和铸铁，必须了解它们的种类、牌号、性能及用钢和铸铁，必须了解它们的种类、牌号、性能及用途，以及有关基本知识。途，以及有关基本知识。一、常存杂质对碳钢性能的影响一、常存杂质对碳钢性能的影响 1.1.硅硅的的影影响响 （硅硅的的脱脱氧氧能能力力很很强强,在在室室温温下下能能溶入铁素体溶入铁素体,提高钢的

11、强度和硬度）所以提高钢的强度和硬度）所以,是是有益的有益的。2.2.锰锰的的影影响响 （锰锰脱脱氧氧能能力力强强，并并与与形形成成硫硫化化锰减轻硫的危害）所以锰减轻硫的危害）所以,也是也是有益的有益的。3.3.硫的影响硫的影响 (硫在钢中与铁形成化合物硫在钢中与铁形成化合物FeSFeS,而而FeSFeS与铁会形成低熔点的共晶体分布在奥氏体晶与铁会形成低熔点的共晶体分布在奥氏体晶界上界上,造成钢材在锻压加工时开裂，这种现象称为造成钢材在锻压加工时开裂，这种现象称为“热脆热脆”)”)所以，是所以，是有害的有害的。制制作作：周周宗宗明明 4.4.磷磷的的影影响响 （磷磷可可全全部部溶溶于于铁铁素素体

12、体，产产生生强强烈烈的的固固溶溶强强化化，使使钢钢的的强强度度、硬硬度度增增加加，但但塑塑性性显显著著降降低低这这种种现现象象低低温温时时更更严严重重。故故称称为为“冷冷脆脆”）所所以以，也也是是有有害害的的。但但含含硫硫、磷磷较较多多时时，可可以以改改善善钢材的切削加工性，这又是硫、磷有利的一面。钢材的切削加工性，这又是硫、磷有利的一面。5.5.氧氧、氮氮的的影影响响，氧氧使使钢钢的的强强度度削削弱弱；氮氮使使钢钢铁脆性增加。这也是铁脆性增加。这也是有害的有害的。总总之之，钢钢中中的的杂杂质质对对钢钢材材的的性性能能影影响响较较大大，必必须须控控制制在在规规定定的的范范围围内内。尤尤其其是是

13、硫硫、磷磷的的含含量量必必须须严格控制。严格控制。第二 章 铁 碳 合 金制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金二、碳钢的分类二、碳钢的分类1.1.按钢中含碳量分有：按钢中含碳量分有：1 1）低碳钢）低碳钢 ；2 2）中碳钢）中碳钢 ；3 3）高碳钢。）高碳钢。2.2.按冶金性质分有：按冶金性质分有：1 1）普通质量钢；）普通质量钢；2 2）优质钢；）优质钢；3 3）高级优质；）高级优质；4 4）特级质量钢。）特级质量钢。3.3.按用途分有：按用途分有：1)1)碳素结构钢碳素结构钢;2);2)碳素工具钢。（属高碳钢）碳素工具钢。（属高碳钢）三、碳钢的牌号与应用三、碳钢的牌号与应用1.1

14、.碳素结构钢；碳素结构钢；牌号牌号 如：如：Q235AF Q235AF“屈屈”字汉字汉语拼音首字语拼音首字母母s=235MPaA级级“沸沸”腾腾钢钢制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金 用途：由于这类钢中有害杂质相对较多，用途：由于这类钢中有害杂质相对较多，但价格便宜。属于低碳钢和中碳钢，主要用于但价格便宜。属于低碳钢和中碳钢，主要用于制制造各种工程构件造各种工程构件。（如；桥梁、船舶建筑构件等。（如；桥梁、船舶建筑构件等和要求不高的机械零件）和要求不高的机械零件）碳素结构钢的牌号、成份、性能和用途碳素结构钢的牌号、成份、性能和用途见教材见教材P36表表23。注意表中钢材厚度与强度的

15、关系。注意表中钢材厚度与强度的关系。见教材见教材P37 2.优质碳素结构钢；优质碳素结构钢；牌号牌号 如：表如：表24中中 08、10、45等数字，表示钢中含碳质量份数的万倍。上等数字，表示钢中含碳质量份数的万倍。上面牌号即表示钢中含碳量分别为面牌号即表示钢中含碳量分别为0.08%、0.10%、0.45%等，含锰较高一组则在数字后面等，含锰较高一组则在数字后面“Mn”；若若是沸腾钢则加是沸腾钢则加“F”。用途：这类钢杂质较少，其强度、硬度、韧用途：这类钢杂质较少，其强度、硬度、韧性都比碳素结构钢好。主要用于性都比碳素结构钢好。主要用于制造重要的机械零制造重要的机械零件件。制制作作：周周宗宗明明

16、 优质碳素结构钢的牌号、成份、性能和用途优质碳素结构钢的牌号、成份、性能和用途见教材见教材P37表表24。3.碳素工具钢碳素工具钢;牌号牌号 用字母用字母“T”(“碳碳”的汉语拼音首字母的汉语拼音首字母)+数字数字(数字表示钢中含碳量的千倍数字表示钢中含碳量的千倍)。如。如T8,表示含表示含碳质量分数为碳质量分数为0.8%的的“碳碳”素工具钢。后面的字母素工具钢。后面的字母与上述意义相同。与上述意义相同。用途：主要用于制造各种低速的用途：主要用于制造各种低速的刀具、工具、刀具、工具、量具和模具。量具和模具。碳素工具钢的牌号、成份、性能和用途碳素工具钢的牌号、成份、性能和用途见教材见教材P39表

17、表25。第二 章 铁 碳 合 金制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金 4.铸造碳钢铸造碳钢 在生产中有的零件形状复杂、力学性能要求高，在生产中有的零件形状复杂、力学性能要求高，难以用锻压或切削加工方法来制成。通常采用碳钢难以用锻压或切削加工方法来制成。通常采用碳钢铸造。铸造。牌号牌号 如：如：ZG270-500“铸钢铸钢”字汉字汉语拼音首字母语拼音首字母s=270MPa 用途：由于铸钢中含碳量在（用途：由于铸钢中含碳量在（0.150.6）%范范围内。碳含量过高，塑性差，铸造时易产生裂纹。围内。碳含量过高，塑性差，铸造时易产生裂纹。尤其是熔化温度高，流动性差，收缩率大铸态时晶尤其是熔化

18、温度高，流动性差，收缩率大铸态时晶粒粗大，因此，铸钢件需要进行热处理。主要用于粒粗大，因此，铸钢件需要进行热处理。主要用于制造制造承载大的重要零件承载大的重要零件。b=500MPa制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金四、铸铁四、铸铁 1.概述概述 铸铁是指由铁、碳、硅组成的合金系的总称。铸铁是指由铁、碳、硅组成的合金系的总称。其含碳量超过了在共晶温度时奥氏体的饱和含碳量。其含碳量超过了在共晶温度时奥氏体的饱和含碳量。铸铁与钢的主要区别在于铸铁比碳钢含碳和硅更高，铸铁与钢的主要区别在于铸铁比碳钢含碳和硅更高，且硫、磷等杂质含量也较高。常用铸铁具有优良的且硫、磷等杂质含量也较高。常用铸铁

19、具有优良的铸造性能，生产工艺简便，成本低，所以得到广泛铸造性能，生产工艺简便，成本低，所以得到广泛应用，通常机器按重量计的应用，通常机器按重量计的50%以上是铸铁制成。以上是铸铁制成。2.铸铁的分类铸铁的分类 铸铁中的碳除少量可熔于我素体外铸铁中的碳除少量可熔于我素体外,其余部分因其余部分因结晶条件不同可以形成渗碳体或石墨。结晶条件不同可以形成渗碳体或石墨。根据碳在铸铁中存在的形式，铸铁分三类根据碳在铸铁中存在的形式，铸铁分三类：制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金 2）白口铸铁）白口铸铁 碳主要以渗体存在，断口呈白碳主要以渗体存在，断口呈白亮色，其性能硬而脆，切削加工困难，很少直接

20、使亮色，其性能硬而脆，切削加工困难，很少直接使用。但可以用途表面要求高耐磨性的零件，如气门用。但可以用途表面要求高耐磨性的零件，如气门挺杆、球磨机的磨球、轧辊等。挺杆、球磨机的磨球、轧辊等。3）麻口铸铁碳一部分以石墨存在，另一部分以）麻口铸铁碳一部分以石墨存在，另一部分以渗碳体存在，断口呈黑白相间这类铸铁脆性较大，渗碳体存在，断口呈黑白相间这类铸铁脆性较大，所以很少使用。所以很少使用。1）灰口铸铁）灰口铸铁 碳全部或大部分以石墨存在于碳全部或大部分以石墨存在于铸铁中，断口呈灰黑色。是工业上最常用的铸铁，铸铁中，断口呈灰黑色。是工业上最常用的铸铁，按石黑存在的形式又分灰铸铁；球墨铸铁；可锻铸按石

21、黑存在的形式又分灰铸铁；球墨铸铁；可锻铸和里蠕墨铸铁。和里蠕墨铸铁。制制作作：周周宗宗明明 3.3.石墨在铸铁中的作用石墨在铸铁中的作用 铸铁性能和使用价值与碳的存在形式有着铸铁性能和使用价值与碳的存在形式有着密切联系。常用铸铁中碳主要以石墨的形式存在，密切联系。常用铸铁中碳主要以石墨的形式存在，用符号用符号“G”G”表示，其强度（表示，其强度（b b=20MPa=20MPa）、）、硬度硬度（HBS=3HBS=35 5）、）、塑性（塑性（00）、）、韧性都很低，石墨韧性都很低，石墨具有不明显的金属特性（如导电性）具有不明显的金属特性（如导电性）常用铸铁的性能与其组织具有密切关系，其组常用铸铁的

22、性能与其组织具有密切关系，其组织可以看成是由钢的基体与不同形状、数量、大小织可以看成是由钢的基体与不同形状、数量、大小及分布的石墨组成，铸铁中石墨的存使力学性能下及分布的石墨组成，铸铁中石墨的存使力学性能下降，一般铸铁的的抗拉强度、硬度、屈服点、塑性、降，一般铸铁的的抗拉强度、硬度、屈服点、塑性、韧性很低，（但抗强度与钢相当）不能锻造，石墨韧性很低，（但抗强度与钢相当）不能锻造，石墨的含量越多，越粗大分布越不均匀，力学性能越差。的含量越多，越粗大分布越不均匀，力学性能越差。但是它的存在也赋予铸铁许多钢所不及的优良性能，但是它的存在也赋予铸铁许多钢所不及的优良性能，如良好的铸造性能、切削加工性能

23、、良好的减振性如良好的铸造性能、切削加工性能、良好的减振性和减磨性等以及缺口敏感性和减磨性等以及缺口敏感性。第二 章 铁 碳 合 金制制作作：周周宗宗明明4.铸铁的石墨化及影响因素铸铁的石墨化及影响因素 1)石墨化过程石墨化过程 铸铁中石墨的形成过程铸铁中石墨的形成过程,称为称为石墨化石墨化。铸铁结。铸铁结晶过程中，石墨化若能充分进行或大部分进行，则晶过程中，石墨化若能充分进行或大部分进行，则能获得灰口铸，反之将会得到白口铸铁。能获得灰口铸，反之将会得到白口铸铁。铁碳合金结晶时，碳更易形成渗碳体，但在具铁碳合金结晶时，碳更易形成渗碳体，但在具有足够扩散时间的条件下，碳也会以石墨析出。石有足够扩

24、散时间的条件下，碳也会以石墨析出。石墨还可以通过渗碳体在高温下分解获得。墨还可以通过渗碳体在高温下分解获得。石墨化过程分三阶段石墨化过程分三阶段高浊石墨化，从液相中高浊石墨化，从液相中析出石墨析出石墨。（G+G共晶共晶）；）；中温石墨化，指共中温石墨化，指共晶和共析温度之间从奥氏体中析出的二次石墨。晶和共析温度之间从奥氏体中析出的二次石墨。（G）；）；低温石墨化，是指共析转变及以后析出低温石墨化，是指共析转变及以后析出的石墨。的石墨。（G）。）。第二 章 铁 碳 合 金制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金 石墨化过程是原子的扩散过程。在实际生产中，上述石墨化过程是原子的扩散过程。在实

25、际生产中，上述三个阶段不一定都充分进行，其中三个阶段不一定都充分进行，其中 阶段温度较高，碳阶段温度较高，碳原子的扩散能力强，石墨化容易进行。按这三个阶段石墨原子的扩散能力强，石墨化容易进行。按这三个阶段石墨化程度不同灰口铸铁的基体组织会不同，如有化程度不同灰口铸铁的基体组织会不同，如有F、F+P、P 除上述三个阶段石墨化外，生产中将白口铸铁在高温下除上述三个阶段石墨化外，生产中将白口铸铁在高温下退火，也能使渗碳体分解获得石墨。这也是生产可锻铸铁的退火，也能使渗碳体分解获得石墨。这也是生产可锻铸铁的方法。方法。2)影响石墨化的因素影响石墨化的因素 化学成分化学成分 碳和硅是碳和硅是强烈促进强烈

26、促进石墨化的元素，而硫、石墨化的元素，而硫、锰是锰是阻碍阻碍石墨化的元素。磷是微弱促进石墨化的元素。但石墨化的元素。磷是微弱促进石墨化的元素。但会使铸铁脆性增大，要严格控制磷的含量。会使铸铁脆性增大，要严格控制磷的含量。冷却速度冷却速度 缓慢冷却时碳原子扩散充分，易形成稳定缓慢冷却时碳原子扩散充分，易形成稳定的石墨。即有利于石墨化。铸造的石墨。即有利于石墨化。铸造 生产中凡影响冷却速度的生产中凡影响冷却速度的因素均对石墨化有影响。如铸件壁越厚，铸型材料的导热因素均对石墨化有影响。如铸件壁越厚，铸型材料的导热性越差，越有利于石墨化。性越差，越有利于石墨化。制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳

27、合 金 5.灰铸铁灰铸铁 1 1）化学成分、组织和性能化学成分、组织和性能 灰铸铁的生产工灰铸铁的生产工艺简单，铸造艺简单，铸造 性能优良，是生产中应用最广泛的性能优良，是生产中应用最广泛的一种铸铁。约占铸铁总量的一种铸铁。约占铸铁总量的80%80%以上。以上。化学成分一般为化学成分一般为 c c=（2.72.73.63.6）%；sisi =(1.0=(1.02.52.5 )%；MnMn =(0.5=(0.51.3)%1.3)%；p p 0.3%0.3%；s 0.15%s 0.15%。组织特征组织特征是片状石墨分布于钢的基体上。有以是片状石墨分布于钢的基体上。有以下三种：下三种：F+G片片；P

28、+F+G片片；P+G片片；制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金 力学性能主要取决于石墨的形状、大小及分布状态，力学性能主要取决于石墨的形状、大小及分布状态，同时也与基体组织有关同时也与基体组织有关。由于石墨的力学性能几乎等于零，。由于石墨的力学性能几乎等于零，所以灰铸铁的力学性能明显低于钢，也低于其它铸铁件。所以灰铸铁的力学性能明显低于钢，也低于其它铸铁件。又因其性能与基体组织有关。具有珠光体基体的灰铸铁强又因其性能与基体组织有关。具有珠光体基体的灰铸铁强度较高。然而其度较高。然而其抗压强度较高抗压强度较高，约为抗拉强度的，约为抗拉强度的34倍，所倍，所以灰铸铁适宜制造承受简单压力的

29、构件。如以灰铸铁适宜制造承受简单压力的构件。如机床床身、底机床床身、底座、支柱等。座、支柱等。2）灰铸铁的）灰铸铁的孕育铸铁孕育铸铁的处理的处理 在铸铁液中在铸铁液中加入加入少量的少量的孕育剂孕育剂（即加入含质量（即加入含质量4%的硅的硅铁或硅钙合金）以形成大量的晶核，获得极为细小的片状石铁或硅钙合金）以形成大量的晶核，获得极为细小的片状石墨和珠光体基体。经过这样墨和珠光体基体。经过这样处理后处理后的铸铁称为的铸铁称为孕育铸铁孕育铸铁。3）灰铸铁的牌号）灰铸铁的牌号 如：如：HT200“灰铁灰铁”字汉字汉语拼音首字母语拼音首字母bmin=200MPa制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合

30、金 6.球墨铸铁球墨铸铁 球墨铸铁球墨铸铁 是指铸铁液经过是指铸铁液经过球化处理球化处理，使石墨全部或大部分呈球状，使石墨全部或大部分呈球状分布的铸铁。分布的铸铁。球化方法是在浇注前的铸铁液中加入一定量的球化剂（主要是稀土镁合球化方法是在浇注前的铸铁液中加入一定量的球化剂（主要是稀土镁合金）金），以改变石黑的结晶条件促使石墨形成球状。，以改变石黑的结晶条件促使石墨形成球状。1）化学成分、组织和性能化学成分、组织和性能 为保证获得数量较多、形状圆整、分面为保证获得数量较多、形状圆整、分面均匀的球状石墨，球墨铸铁中碳和硅的含量高于灰铸铁，均匀的球状石墨，球墨铸铁中碳和硅的含量高于灰铸铁，其中其中c

31、 c=（3.6 3.6 3.9 ）%；sisi =(2.0=(2.03.13.1 )%；MnMn =(0.6=(0.60.3)%0.3)%；p p 0.1%0.1%；s 0.07%s 0.07%。组织特证组织特证是钢的基体分布着球状石墨，铸态下基体是由是钢的基体分布着球状石墨，铸态下基体是由铁素体和珠光体组成的。通过热处理可获得以下不同组织：铁素体和珠光体组成的。通过热处理可获得以下不同组织：F+G球球；F+P+G球球；P+G球球；B下下+G球球。力学性能和用途力学性能和用途 球墨铸铁的力学性能明显优于灰铸铁，球墨铸铁的力学性能明显优于灰铸铁，也与基体有关，珠光体、贝氏体球墨铸铁的力学性能可与

32、也与基体有关，珠光体、贝氏体球墨铸铁的力学性能可与钢媲美，钢媲美，可用于制造曲轴、连杆、凸轮、齿轮、机床主轴、可用于制造曲轴、连杆、凸轮、齿轮、机床主轴、蜗杆、蜗轮等。铁素体基体球墨铸铁因其塑必和韧性高，蜗杆、蜗轮等。铁素体基体球墨铸铁因其塑必和韧性高，常用常用 于制作受压阀门、机器底座、汽车后桥壳等。于制作受压阀门、机器底座、汽车后桥壳等。制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金2）球墨铸铁的牌号）球墨铸铁的牌号 如如QT600-3“球铁球铁”字汉字汉语拼音首字母语拼音首字母bmin=600MPamin=3%7.可锻铸铁可锻铸铁 1）可锻铸铁的生产）可锻铸铁的生产 一般是先浇注成白口铸

33、铁，然后一般是先浇注成白口铸铁，然后通过高温石墨化退火使渗碳体分解得到团絮状石墨。根据退通过高温石墨化退火使渗碳体分解得到团絮状石墨。根据退火工艺不同可得铁素体基体可锻铸铁和珠光体基体可锻铸铁。火工艺不同可得铁素体基体可锻铸铁和珠光体基体可锻铸铁。2 2）可锻铸铁的）可锻铸铁的化学成分、组织和性能化学成分、组织和性能 为保证浇注后为保证浇注后获得全部白口组织可锻铸铁的含碳和硅量一般较低获得全部白口组织可锻铸铁的含碳和硅量一般较低c c=（2.22.22.82.8）%；sisi =(1.0=(1.01.81.8 )%；MnMn =(0.4=(0.41.2)%1.2)%；p p 0.2%0.2%；

34、ss 0.18%0.18%。根据石墨化退火工艺不同，可分铁素体基体和珠光基体根据石墨化退火工艺不同，可分铁素体基体和珠光基体的可锻铸铁，铁素体基体可锻铸铁具有较好的塑性和韧性；的可锻铸铁，铁素体基体可锻铸铁具有较好的塑性和韧性；而珠光体基体可锻铸铁具有较高的强度。但由于石墨化退火而珠光体基体可锻铸铁具有较高的强度。但由于石墨化退火工艺复杂，生产效率低，所以其应用受到限制。工艺复杂，生产效率低，所以其应用受到限制。制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金 3 3）可锻铸铁的牌号可锻铸铁的牌号及及应用应用 如：如：“KTH”KTH”表示表示“黑黑”心心“可可”锻铸锻铸“铁铁”；“KTZ”KT

35、Z”表示表示“珠珠”光体光体“可可”锻铸锻铸“铁铁”；“KTZ5504”KTZ5504”“珠珠”光体光体“可可”锻铸锻铸“铁铁”字汉语拼音首字字汉语拼音首字母母bmin=550MPamin=4%适用于制造薄壁、形状复杂且要求有一定韧性的小型铸适用于制造薄壁、形状复杂且要求有一定韧性的小型铸件。如水管接头、汽车后桥壳、轮毂、减速器壳、散热器进件。如水管接头、汽车后桥壳、轮毂、减速器壳、散热器进水管等。水管等。8.蠕墨铸铁蠕墨铸铁 石墨呈蠕虫状存在铸铁中石墨呈蠕虫状存在铸铁中,这时的铸铁称为蠕墨铸铁。这时的铸铁称为蠕墨铸铁。蠕墨铸铁生产需要进行蠕化处理，即在铸铁液中加入少量蠕墨铸铁生产需要进行蠕化

36、处理，即在铸铁液中加入少量蠕化剂（稀土镁铁、稀土镁铁合金、稀土硅铁合金、稀土蠕化剂（稀土镁铁、稀土镁铁合金、稀土硅铁合金、稀土钙硅铁合金）同时加入孕育剂进行孕育处理。钙硅铁合金）同时加入孕育剂进行孕育处理。制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金 蠕墨铸铁的力学性能蠕墨铸铁的力学性能 介于灰铸铁与球墨铸铁之间。而介于灰铸铁与球墨铸铁之间。而铸造性能优于球墨铸铁，与灰铸铁相近。它是一种新型铸铸造性能优于球墨铸铁，与灰铸铁相近。它是一种新型铸铁，目前已较广泛地铁，目前已较广泛地应用于结构复杂、强度和疲劳强度要应用于结构复杂、强度和疲劳强度要求高的铸件。如大功率柴油机排气管、气缸盖、钢锭模、求

37、高的铸件。如大功率柴油机排气管、气缸盖、钢锭模、阀体、汽车和拖拉机底盘零件、玻璃模具等。阀体、汽车和拖拉机底盘零件、玻璃模具等。蠕墨铸铁的牌号蠕墨铸铁的牌号 如如 RuT420“蠕铁蠕铁”字汉字汉语拼音首字母语拼音首字母bmin=420MPa作业：作业：P44 3、7T第二章内容完。第二章内容完。谢谢大家！制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金返 回制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金液液相相线线固固相相线线AcmA3返 回0.218制制作作：周周宗宗明明液液相相线线固固相相线线AcmA3工工业业纯纯铁铁共共析析钢钢亚共析钢亚共析钢过共析钢过共析钢共共晶晶生生铁铁亚共晶白口铁亚共晶白口铁过共晶白口铁过共晶白口铁第二 章 铁 碳 合 金返 回制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金返 回制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金返 回制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金返 回制制作作：周周宗宗明明第二 章 铁 碳 合 金液液相相线线相相线线固固共共析析线线返 回制制作作：周周宗宗明明 本次课内容完毕。本次课内容完毕。谢谢大家！谢谢大家！制作：周宗明制作：周宗明 老师老师 第二 章 铁 碳 合 金