第六铸 铁学习.pptx

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1、根据碳碳在铸铁中存在形式不同，可分三大类：1 1、白口铸铁、白口铸铁2 2、灰口铸铁、灰口铸铁3 3、麻口铸铁、麻口铸铁C C C C的存在形式：的存在形式：渗碳体渗碳体(Fe3C)(Fe3C)(Fe3C)(Fe3C)，断口为白色，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）。耐磨零件（如轧辊、犁铧等）。C C C C的存在形式：的存在形式：石墨石墨，断口为灰黑色。，断口为灰黑色。C C C C的存在形式：的存在形式：石墨石墨+渗碳体渗碳体，断口为黑白色。，断口为黑白色。灰铸铁是铸造性能最好，应用最广泛的铸铁

2、材料。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，很少使用性能：脆性大，很少使用。第六章第六章 铸铸 铁铁第一节第一节第一节第一节 概概概概 述述述述一、铸铁分类一、铸铁分类第1页/共49页普通灰铸铁：石墨呈普通灰铸铁：石墨呈片状片状，见图，见图6-1a可锻铸铁：石墨呈可锻铸铁：石墨呈团絮状团絮状，见图，见图6-1c蠕墨铸铁：石墨呈蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状蠕虫状，见图，见图6-1d球墨铸铁：石墨呈球墨铸铁：石墨呈球状球状，见图，见图6-1b工业上最常用的是工业上最常用的是灰口铸铁灰口铸铁，根据其，根据其石墨存在（石墨存在（G G）形式）形式不同，不同，灰口铸铁的种类分为四种：的种类

3、分为四种：第六章第六章 铸铸 铁铁第2页/共49页二、石墨在铸铁中的作用二、石墨在铸铁中的作用第六章第六章 铸铸 铁铁n n同钢一样，铸铁也是同钢一样，铸铁也是以以FeFe、C C元素为主的铁基材料元素为主的铁基材料，其含，其含碳量碳量Wc 2.11%Wc 2.11%。铸铁成形只能用铸造方法，不能用锻或。铸铁成形只能用铸造方法，不能用锻或轧制方法。与钢相比，铸铁的强度低、塑性、韧性差，但轧制方法。与钢相比，铸铁的强度低、塑性、韧性差，但具有优良的铸造和切削加工性能。具有优良的铸造和切削加工性能。n n按碳元素在铸铁中存在的方式不同，可将铸铁分为两大类：按碳元素在铸铁中存在的方式不同，可将铸铁分

4、为两大类：白口铸铁白口铸铁和和灰口铸铁灰口铸铁。n n在白口铸铁中，碳以在白口铸铁中，碳以渗碳体的形式渗碳体的形式存在；而灰口铸铁中，存在；而灰口铸铁中，渗以游离渗以游离石墨形式石墨形式存在。白口铸铁硬且脆，很少用来制造存在。白口铸铁硬且脆，很少用来制造机械零件，主要用作炼钢的原料，故通常称它为生铁。机械零件，主要用作炼钢的原料，故通常称它为生铁。第3页/共49页三、铸铁的石墨化以及影响因素三、铸铁的石墨化以及影响因素第六章第六章 铸铸 铁铁1 1、石墨化过程石墨化过程n铸铁组织中石墨的形成叫做“石墨化”过程。n在铁碳合金中，碳可能以两种形式存在，即化合状态的渗碳体和游离状态的石墨。n石墨的晶

5、格形式为简单六方，因其面 间距较大，结合力弱，故其结晶形态 易发展成片状，且强度、塑性和韧性 极低，接近于零。第4页/共49页n铁碳合金中，渗碳体并是一种不稳定的相，而石墨是一种稳定的相。n在铁碳合金结晶的过程中，因为渗碳体的含碳量较石墨的含碳量更接近合金成分的含碳量，故易形成渗碳体晶核。但在极其缓慢冷却条件下，或在合金中含有促进石墨化的元素时，在铁碳合金的结晶过程中，便会直接自液体或奥氏体中析出石墨相。n因此，对铁碳合金的结晶过程来说，实际存在两种相图，即亚稳定的Fe-Fe3C相图和稳定的Fe-G相图(如图6-2)。第六章第六章 铸铸 铁铁三、铸铁的石墨化以及影响因素三、铸铁的石墨化以及影响

6、因素1 1、石墨化过程石墨化过程第5页/共49页第六章第六章 铸铸 铁铁Fe-G相图第6页/共49页n n铁碳合金按照铁碳合金按照Fe-GFe-G相图进行结晶，则铸铁的石墨化过程可相图进行结晶，则铸铁的石墨化过程可分为如下三个阶段：分为如下三个阶段：n n第一阶段：第一阶段：即在即在11531153时通过共晶反应而形成石墨时通过共晶反应而形成石墨n n第二阶段：第二阶段：即在范围内冷却过程中自奥氏体中不断析出二即在范围内冷却过程中自奥氏体中不断析出二次石墨。次石墨。n n第三阶段：第三阶段：即在时通过共析反应而形成石墨即在时通过共析反应而形成石墨第六章第六章 铸铸 铁铁n n特点：特点：n n

7、一般，铸铁在高温冷却过程中，由于具有较高的原子扩散一般，铸铁在高温冷却过程中，由于具有较高的原子扩散能力，故其能力，故其第一和第二阶段的石墨化是较容易进行第一和第二阶段的石墨化是较容易进行的，而的，而在较低温度下的第三阶段的石墨化，则常因铸铁的成分及在较低温度下的第三阶段的石墨化，则常因铸铁的成分及冷却速度等条件的不同，遭遇被部分或全部抑制，从而得冷却速度等条件的不同，遭遇被部分或全部抑制，从而得到三种不同的组织，即：到三种不同的组织，即：F+GF+G，F+P+GF+P+G，P+GP+Gn n铸铁组织与石墨化进行程度之间的关系见下表铸铁组织与石墨化进行程度之间的关系见下表第7页/共49页第六章

8、第六章 铸铸 铁铁第8页/共49页2 2、影响石墨化过程的因素、影响石墨化过程的因素第六章第六章 铸铸 铁铁（1）化学成分的影响n铸铁中的碳、硅、锰、硫、磷等元素对石墨化有不同影响n其中碳、硅、磷是促进石墨化的元素，锰和硫是阻碍石墨化的元素n在一般铸造条件下，铸铁中较高的含碳量是石墨化的必要条件，而一定的含硅量是石墨化的充分条件，碳与硅含量越高越易石墨化；若碳、硅含量过低则易出现白口；如果碳、硅含量过高，将导致石墨数量多且粗大，基体内铁素体量多，铸铁的力学性能下降第9页/共49页（2）温度及冷却速度的影响n铸件的冷却速度对石墨化的影响也很大，即冷却愈慢，愈有利于扩散，对石墨化便愈有利，而快冷则

9、阻止石墨化n在铸造时，除了造型材料和铸造工艺影响冷却速度以外，铸件的壁厚不同也会具有不同的冷却速度，也会得到不同的组织。如图所示 第六章第六章 铸铸 铁铁2 2、影响石墨化过程的因素、影响石墨化过程的因素第10页/共49页 在生产中，为使铸铁浇注后得到灰口，且不至含有过多和粗大的片状石墨，通常把铸铁的成分控制在：wC=2.5%4.0%，wSi=1.0%3.0%，wMn=0.25%1.0%，wS=0.02%0.2%，wP=0.05%0.5%。具有上述成分范围的铁液在进行缓慢冷却凝固时，将发生石墨化，析出片状石墨。其断口呈黑灰色。若铁水中的碳、硅含量低，铸件容易出现白口组织，白口组织往往出现在铸件

10、的表面层和薄壁处。普通灰口铸铁的组织是由片状石墨和钢的基体两部分组成的。根据不同阶段石墨化程度的不同，灰口铸铁有三种不同的基体组织，如图所示 第二节第二节 普通灰铸铁普通灰铸铁一、灰铸铁的成分、组织、性能一、灰铸铁的成分、组织、性能一、灰铸铁的成分、组织、性能一、灰铸铁的成分、组织、性能第六章第六章 铸铸 铁铁第11页/共49页一、灰铸铁的成分、组织、性能一、灰铸铁的成分、组织、性能一、灰铸铁的成分、组织、性能一、灰铸铁的成分、组织、性能 灰铸铁有铁素体、珠光体、(铁素体+珠光体)+石墨三种基本组织。F+F+F+F+片状石墨片状石墨片状石墨片状石墨（F+PF+PF+PF+P）+片状石墨片状石墨

11、片状石墨片状石墨P+P+P+P+片状石墨片状石墨片状石墨片状石墨第六章第六章 铸铸 铁铁第12页/共49页二、灰铸铁的孕育处理二、灰铸铁的孕育处理二、灰铸铁的孕育处理二、灰铸铁的孕育处理第六章第六章 铸铸 铁铁 铸铁变质剂或孕育剂铸铁变质剂或孕育剂:一般为硅铁合金或硅钙合金小颗粒或粉，加入量为铁水总量的一般为硅铁合金或硅钙合金小颗粒或粉，加入量为铁水总量的0.4%0.4%，当变质剂加入铸铁液内后立即形成，当变质剂加入铸铁液内后立即形成SiOSiO2 2的固体小质点，的固体小质点，铸铁中的碳以这些小质点为核心形成细小的片状石墨。铸铁中的碳以这些小质点为核心形成细小的片状石墨。孕育处理:在铸造之前

12、向铁液中加入了孕育剂（或称变质剂），因此在铸造之前向铁液中加入了孕育剂（或称变质剂），因此结晶时石墨晶核数目增多，石墨片尺寸变小，均匀地分布结晶时石墨晶核数目增多，石墨片尺寸变小，均匀地分布在基体中。其在基体中。其显微组织显微组织是在细珠光体基体上分布着细小片是在细珠光体基体上分布着细小片状石墨。状石墨。第13页/共49页 性能特点：性能特点：铸铁经孕育处理后不仅强度有较大提高，而且塑性和韧性铸铁经孕育处理后不仅强度有较大提高，而且塑性和韧性 也有所改善。也有所改善。同时，由于孕育剂的加入，还可使铸铁对冷却速度的敏感同时，由于孕育剂的加入，还可使铸铁对冷却速度的敏感 性显著减少，使各部位都能得

13、到均匀一致的组织。性显著减少，使各部位都能得到均匀一致的组织。因而孕育铸铁常用来制造力学性能要求较高、截面尺寸变因而孕育铸铁常用来制造力学性能要求较高、截面尺寸变 化较大的铸件化较大的铸件 举例：举例：HT250HT250、HT300HT300、HT350HT350属于较高强度的属于较高强度的孕育铸铁孕育铸铁（也称（也称变质铸铁），这是普通铸铁通过孕育处理而得到的。变质铸铁），这是普通铸铁通过孕育处理而得到的。第六章第六章 铸铸 铁铁第14页/共49页三、灰铸铁的牌号和应用三、灰铸铁的牌号和应用三、灰铸铁的牌号和应用三、灰铸铁的牌号和应用第六章第六章 铸铸 铁铁HTHT+三位数字，数字表示最低

14、抗拉强度。如：HT150，HT200，HT250第15页/共49页n n从表从表6-16-1可以看出，在同一牌号中，随铸件壁厚的增加，可以看出，在同一牌号中，随铸件壁厚的增加，其抗拉强度降低。因此，根据零件的性能要求选择铸铁牌其抗拉强度降低。因此，根据零件的性能要求选择铸铁牌号时，必须同时注意到零件的壁厚尺寸。号时，必须同时注意到零件的壁厚尺寸。第16页/共49页n n灰口铸铁的性能与碳钢相比，具有如下特点：灰口铸铁的性能与碳钢相比，具有如下特点：n n（1 1）力学性能低）力学性能低 n n其抗拉强度和塑性、韧性都远远低于钢其抗拉强度和塑性、韧性都远远低于钢。这是由于灰口铸。这是由于灰口铸铁

15、中片状石墨的存在，不仅在其尖端处引起应力集中，而铁中片状石墨的存在，不仅在其尖端处引起应力集中，而且破坏了基体的连续性。石墨片的量愈多，尺寸愈大其影且破坏了基体的连续性。石墨片的量愈多，尺寸愈大其影响也愈大。但是，石墨的存在对抗压强度影响不大，其响也愈大。但是，石墨的存在对抗压强度影响不大，其抗抗压强度是抗拉强度的压强度是抗拉强度的2.542.54倍倍。所以常用灰口铸铁制造机床。所以常用灰口铸铁制造机床床身、底座等耐压零部件。床身、底座等耐压零部件。第六章第六章 铸铸 铁铁三、灰铸铁的牌号和应用三、灰铸铁的牌号和应用三、灰铸铁的牌号和应用三、灰铸铁的牌号和应用第17页/共49页（2 2）耐磨性

16、与减振性好）耐磨性与减振性好由于铸铁中石墨有利于润滑及贮油，所以耐磨性好。同样，由于铸铁中石墨有利于润滑及贮油，所以耐磨性好。同样，由于石墨的存在，灰铸铁的减振性优于钢。由于石墨的存在，灰铸铁的减振性优于钢。（3 3）工艺性能好）工艺性能好由于灰铸铁含碳量高，由于灰铸铁含碳量高，接近于共晶成分，故熔点比较低接近于共晶成分，故熔点比较低，流流动性良好，收缩率小动性良好，收缩率小，因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外，由于石墨使切削加工时易断屑。所以灰铸铁的可另外，由于石墨使切削加工时易断屑。所以灰铸铁的可切削切削加工性优于钢加工性优于钢 。第六章第六章 铸铸

17、铁铁三、灰铸铁的牌号和应用三、灰铸铁的牌号和应用三、灰铸铁的牌号和应用三、灰铸铁的牌号和应用第18页/共49页 热处理只能改变基体组织，不能改变石墨的形态和分布，对提高性能效果不大。通常对其进行热处理的方法和平共处目的是：1 1、消除内应力退火：、消除内应力退火：2 2、高温退火：消除白口组织、高温退火：消除白口组织3 3、表面淬火：提高表面硬度、耐磨性和疲劳强度。、表面淬火：提高表面硬度、耐磨性和疲劳强度。四、灰铸铁的热处理四、灰铸铁的热处理四、灰铸铁的热处理四、灰铸铁的热处理第六章第六章 铸铸 铁铁灰铸铁的常用热处理是消除内应力退火。第19页/共49页四、灰铸铁的热处理四、灰铸铁的热处理四

18、、灰铸铁的热处理四、灰铸铁的热处理第六章第六章 铸铸 铁铁灰铸铁的常用热处理是消除内应力退火。原因：铸件在冷却过程中会产生铸造内应力，导致铸件在加工和使用过程中产生变形。因此，有些形状复杂的铸件需进行消除内应力退火。退火工艺为：加热温度500550，保温后缓冷至200出炉。这种退火又称为人工时效。对于一些不急用的铸铁件，可在露天放置数月乃至更长时间，使内应力随气温的反复变化而逐渐消除，称为自然时效。第20页/共49页第21页/共49页n n球墨铸铁的大致化学球墨铸铁的大致化学成分范围成分范围是：是：w wC C=3.6%3.9%=3.6%3.9%，w wSiSi=2.0%3.0%=2.0%3.

19、0%，w wMnMn=0.3%0.8%=0.3%0.8%，w wP P0.1%0.1%，w wS S0.07%0.07%，w wMgMg=0.03%0.08%=0.03%0.08%n n球墨铸铁的球墨铸铁的成分特点成分特点是：是：碳当量较高（一般在碳当量较高（一般在4.34.6%4.34.6%），含硫量较低。），含硫量较低。高碳当量高碳当量是是为了使它得到共晶左右的成分，具有良好的流动性；为了使它得到共晶左右的成分，具有良好的流动性；低硫低硫则是因为硫与球化剂（则是因为硫与球化剂（MgMg及及RERE）具有很强的亲和力，会）具有很强的亲和力，会消耗球化剂，从而造成球化不良。由于球化剂的加入将阻

20、碍消耗球化剂，从而造成球化不良。由于球化剂的加入将阻碍石墨化，并使共晶点右移造成流动性下降，所以必须严格控石墨化，并使共晶点右移造成流动性下降，所以必须严格控制其含量。制其含量。第三节第三节 球墨铸铁球墨铸铁第六章第六章 铸铸 铁铁一、球墨铸铁的成分、组织、性能一、球墨铸铁的成分、组织、性能生产方法：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.第22页/共49页一、球墨铸铁的成分、组织、性能一、球墨铸铁的成分、组织、性能第六章第六章 铸铸 铁铁n n球墨铸铁的球墨铸铁的显微组织显微组织由由球形石墨球形石墨和和金属基体金属基体两部分组成。两部分组成。随着成分和冷

21、却速度的不同球墨铸铁在铸态下的随着成分和冷却速度的不同球墨铸铁在铸态下的金属基体金属基体可分为可分为铁素体、铁素体铁素体、铁素体+珠光体、珠光体珠光体、珠光体三种，见下图：三种，见下图：第23页/共49页二、球墨铸铁的牌号和应用二、球墨铸铁的牌号和应用第六章第六章 铸铸 铁铁 用“QT”QT”标明，其后两组数值表示最低抗拉强度和延伸率。QT420-10、QT600-2、QT800-2，见表6-2如:第24页/共49页n n在球墨铸铁中，由于球形石墨对金属基截面削弱作用较小，在球墨铸铁中，由于球形石墨对金属基截面削弱作用较小，使得基体比较连续。而且，在拉伸时，应力集中明显减弱，使得基体比较连续。

22、而且，在拉伸时，应力集中明显减弱，从而使基体强度利用率可达从而使基体强度利用率可达7090%7090%，而在灰口铸铁中基，而在灰口铸铁中基本的强度利用率仅为本的强度利用率仅为3050%3050%，故，故球墨铸铁的强度、塑性球墨铸铁的强度、塑性和韧性都超过灰口铸铁，球铁的刚性也比灰口铸铁好和韧性都超过灰口铸铁，球铁的刚性也比灰口铸铁好。n n球墨铸铁不仅具有远远超过灰口铸铁的机械性能，而且同球墨铸铁不仅具有远远超过灰口铸铁的机械性能，而且同样样也具有灰口铸铁的一系列优点也具有灰口铸铁的一系列优点，如良好的铸造性，减摩，如良好的铸造性，减摩性，切削加工性及低的缺口敏感性等；性，切削加工性及低的缺口

23、敏感性等；n n甚至在某些性能方面可甚至在某些性能方面可与锻钢相媲美与锻钢相媲美，如疲劳强度大致与，如疲劳强度大致与中碳钢相近，耐磨性优于表面淬火钢等。但球铁的减振能中碳钢相近，耐磨性优于表面淬火钢等。但球铁的减振能力比灰铸铁低很多。力比灰铸铁低很多。第六章第六章 铸铸 铁铁二、球墨铸铁的牌号和二、球墨铸铁的牌号和应用应用第25页/共49页三、球墨铸铁的热处理三、球墨铸铁的热处理第六章第六章 铸铸 铁铁常用热处理：球墨铸铁常用的热处理有退火、正火、调质、等温淬火。力学性能见下表：由于球铁中由于球铁中金属基体是决定球铁力学性能的主要因素金属基体是决定球铁力学性能的主要因素，所以，所以球铁可通过合

24、金化和热处理强化的方法进一步提高它的力学球铁可通过合金化和热处理强化的方法进一步提高它的力学性能。因此，球铁可以在一定条件下代替铸钢、锻钢等，用性能。因此，球铁可以在一定条件下代替铸钢、锻钢等，用以制造受力复杂、负荷较大和要求耐磨的铸件以制造受力复杂、负荷较大和要求耐磨的铸件第26页/共49页第27页/共49页机械性能 热处理工艺 显微组织 b MPa 5%ak kJ/m2 HB 调质:980退火后,900油淬+580回火 回火索氏体+石墨 8001000 1.72.7 260320 240340 正火:980退火后,900正火+580去应力退火 珠光体+5%铁素体+石墨 700 2.5 10

25、0 317321 球墨铸铁球墨铸铁调质和正火调质和正火后的组织性能后的组织性能 第六章第六章 铸铸 铁铁第28页/共49页第四节第四节 可锻铸铁可锻铸铁一、生产方法：一、生产方法：先将铸铁浇注成白口铸铁,然后进行高温石墨化退火,使渗碳体分解得到团絮状石墨。二、可锻铸铁的成分、组织、性能二、可锻铸铁的成分、组织、性能可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。第六章第六章 铸铸 铁铁第29页/共49页三、可锻铸铁的牌号三、可锻铸铁的牌号四、可锻铸铁的性能及应用四、可锻铸铁的性能及应用 可锻铸铁较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。可锻铸铁不可锻。铁素体可锻铸铁以“KTKT”表示，珠光体可锻铸铁以“

26、KTZKTZ”表示。其后的两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。如：KT350-10KT350-10、KTZ600-3KTZ600-36-2 6-2 可锻铸铁可锻铸铁第30页/共49页可锻铸铁的牌号和机械性能 6-2 6-2 可锻铸铁可锻铸铁第31页/共49页第五节第五节 蠕墨铸铁蠕墨铸铁 一、生产方法：一、生产方法：在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂而炼成的，其方法与程序与球墨铸铁基本相同。二、二、蠕墨铸铁的组织铸铁的组织 蠕墨铸铁的石墨具有介于片状和球状之间的中间形态，其石墨片的长厚比较小，端部较钝。呈蠕虫状。第六章第六章 铸铸 铁铁第32页/共49页 蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。它的强度

27、接近于球墨铸铁，并且有一定的韧性、较高的耐磨性；同时又有和灰口铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。三、蠕墨铸铁的牌号、性能和应用三、蠕墨铸铁的牌号、性能和应用 蠕墨铸铁以“RuTRuT”表示，其后的数字表示最低抗拉强度如：如：RuT300、RuT420 蠕墨铸铁已成功地用于高层建筑中高压热交换器、内燃机汽缸和缸盖、汽缸套、钢锭模、液压阀等铸件。牌号：性能：应用：排气管 进气管 6-4 6-4 蠕墨铸铁蠕墨铸铁第33页/共49页第六节第六节 合金铸铁 在铸铁中加入某些合金元素，得到一些具有各种特殊性能的合金铸铁。1 1、耐磨铸铁（加铬）、耐磨铸铁（加铬）2 2、耐热铸铁（加（加 AlAl、SiSi

28、、CrCr）扇形扩散器托托架架 衬板弯管第六章第六章 铸铸 铁铁3 3耐蚀铸铁（加耐蚀铸铁（加 Si,AL,Cr,Mo,Cu,NiSi,AL,Cr,Mo,Cu,Ni）第34页/共49页1耐磨铸铁 有些零件如机床的导轨、托板，发动机的缸套，球磨机的衬板、磨球等，要求更高的耐磨性，一般铸铁满足不了工作条件的要求，应当选用耐磨铸铁。耐磨铸铁根据组织可分为下面几类：第六章第六章 铸铸 铁铁应应 用：用：分分 类：类：第35页/共49页 灰铸铁中加入少量合金元素（如铬、磷、钒、钼、锑、稀土）灰铸铁中加入少量合金元素（如铬、磷、钒、钼、锑、稀土）使金属基体中珠光体细化，同时也细化了石墨。使金属基体中珠光体

29、细化，同时也细化了石墨。铸铁的强度和硬度升高，显微组织得到改善，使得这种灰铸铁铸铁的强度和硬度升高，显微组织得到改善，使得这种灰铸铁 具有良好的润滑性和抗咬合、抗擦伤的能力。具有良好的润滑性和抗咬合、抗擦伤的能力。应用：应用：耐磨灰铸铁广泛用于制造机床导轨、气缸套、活塞环、凸轮轴耐磨灰铸铁广泛用于制造机床导轨、气缸套、活塞环、凸轮轴等零件。等零件。第六章第六章 铸铸 铁铁 合金作用：合金作用：（1 1）耐磨灰铸铁）耐磨灰铸铁第36页/共49页在在稀土稀土镁球铁中镁球铁中加入质量分数为加入质量分数为5.0%9.5%5.0%9.5%的的锰锰，控制，控制硅硅的的质量分数在质量分数在3.3%5.0%3

30、.3%5.0%范围内，其组织为马氏体范围内，其组织为马氏体+奥氏体奥氏体+渗碳渗碳体体+贝氏体贝氏体+球墨石墨。球墨石墨。具有较高的冲击韧度和强度，适用于同时承受冲击和磨损的条具有较高的冲击韧度和强度，适用于同时承受冲击和磨损的条件下使用，可代替部分高锰钢和锻钢。件下使用，可代替部分高锰钢和锻钢。第六章第六章 铸铸 铁铁（2 2）中锰球墨铸铁）中锰球墨铸铁应用：应用：中锰球铁常用于农机具耙片、犁铧、球磨机磨球等零件。中锰球铁常用于农机具耙片、犁铧、球磨机磨球等零件。合金作用：合金作用：第37页/共49页2耐热铸铁n n普通灰铸铁的耐热性较差，只能在低于400左右的温度下工作。n n耐热铸铁是指

31、在高温下具有良好的抗氧化和抗生长能力的铸铁。n n所谓热生长是指氧化性气氛沿石墨片边界和裂纹渗入铸铁内部，形成内氧化以及因渗碳体分解成石墨而引起体积的不可逆膨胀。结果将使铸件失去精度和产生显微裂纹。第六章第六章 铸铸 铁铁第38页/共49页合金作用：合金作用：在铸铁中加入硅、铝、铬等合金元素，使之在高温下形成在铸铁中加入硅、铝、铬等合金元素，使之在高温下形成一层致密的一层致密的氧化膜氧化膜：SiOSiO2 2、AlAl2 2OO3 3、CrCr2 2OO3 3等，使其内部不等，使其内部不再继续氧化。再继续氧化。此外，这些元素还会此外，这些元素还会提高铸铁的临界点提高铸铁的临界点，使其在所使用的

32、，使其在所使用的温度范围内不发生固态相变，以减少由此造成的体积变化，温度范围内不发生固态相变，以减少由此造成的体积变化，防止显微裂纹的产生。防止显微裂纹的产生。第六章第六章 铸铸 铁铁分类：分类：耐热铸铁按其成分可分为耐热铸铁按其成分可分为硅系、铝系、硅铝系硅系、铝系、硅铝系及及铬系铬系等。等。其中铝系耐热铸铁脆性较大，而铬系耐热铸铁的价格较贵，其中铝系耐热铸铁脆性较大，而铬系耐热铸铁的价格较贵，所以我国多采用硅系和硅铝系耐热铸铁所以我国多采用硅系和硅铝系耐热铸铁 。第39页/共49页3耐蚀铸铁合金作用：合金作用：在铸铁中加入硅、铝、铬等合金元素，能在铸铁表面形成在铸铁中加入硅、铝、铬等合金元

33、素，能在铸铁表面形成一层连续致密的一层连续致密的保护膜保护膜，可有效地提高铸铁的耐蚀性。，可有效地提高铸铁的耐蚀性。在铸铁中加入铬、硅、钼、镍、磷等合金元素，可在铸铁中加入铬、硅、钼、镍、磷等合金元素，可提高铁提高铁素体电极电位，以提高耐蚀性素体电极电位，以提高耐蚀性。另外，通过合金化，还可。另外，通过合金化，还可获得单相金属基体组织，减少铸铁中的微电池，从而提高获得单相金属基体组织，减少铸铁中的微电池，从而提高其耐蚀性。其耐蚀性。分类：分类：n n目前应用较多的耐蚀铸铁有高硅铸铁（目前应用较多的耐蚀铸铁有高硅铸铁（STSi15RESTSi15RE）、高）、高硅钼铸铁（硅钼铸铁（STSi15M

34、o3RESTSi15Mo3RE）、铝铸铁（）、铝铸铁（STAl5STAl5）、铬铸铁）、铬铸铁（STCr28STCr28）、抗碱球铁（）、抗碱球铁（STQNiCrRESTQNiCrRE）等）等 第六章第六章 铸铸 铁铁第40页/共49页石石 墨墨 形形 式式第41页/共49页石墨呈片状石墨形式石墨形式第42页/共49页石墨呈团絮状石墨形式石墨形式第43页/共49页石墨呈球状石墨形式石墨形式第44页/共49页石墨呈蠕虫状石墨形式石墨形式第45页/共49页何为何为何为何为石墨？石墨？石墨？石墨？石墨是游离状态的碳，其强度、硬度、塑性、韧性很低，硬度仅为35HBS35HBS，伸长率近于零。铸铁的组织

35、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。石墨形式石墨形式第46页/共49页铸铁的石墨化铸铁的石墨化铸铁组织的类型取决于组织的类型取决于石墨化石墨化的程度。的程度。（1 1）铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。石墨化若能充分或大部分进行，则能获得石墨化若能充分或大部分进行，则能获得灰口铸铁灰口铸铁，反之，反之将得到将得到白口铸铁白口铸铁。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。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。石墨形式石墨形式第47页/共49页（2 2 2 2）影响石墨化的因素影响石墨化的因素影响石墨化的因素影响石墨化的因素冷却速度：缓慢冷却有利于石墨化；缓慢冷却有利于石墨化；合金元素：C C和SiSi强烈促进，S S强烈阻碍，MnMn阻碍，P P微弱促进。石墨形式石墨形式第48页/共49页感谢您的观看！第49页/共49页