影响石墨化的因素—化学成分
化学成分：C是形成石墨的元素，Si是促进形成石墨 的元素，通常C%、 Si%越高，越容易石墨化。
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
影响石墨化的因素—冷却速度
冷却速度： 减小冷却速度可以促进石
墨化，易得到粗大的石墨片和 铁素体基体；
增大冷却速度则阻碍石墨化， 此时只有部分碳以细石墨片析 出，而另一部分碳则以渗碳体 析出， 得到珠光体基体。
球墨铸铁件 主要特点
石墨成球状，对基体的割裂作用已降到 最低，力学性能比灰铸铁有显著提高。
可通过热处理改善金属基体，进一步提 高性能。这一点与灰铸铁不同。
球墨铸铁较灰铸铁易产生缩孔、缩松、 皮下气孔、夹渣等缺陷。
石墨析出时，发生膨胀，应适当提高铸 型刚度。
球墨铸铁件生产 中应注意的问题
控制原铁液的化学成分，与一般灰铸铁基本 相同；具有高C高Si,中Mn,低S、P特点。
较高的铁液温度，以防止球化处理、孕育处 理后铁液温度过低，产生浇不足等缺陷
球化处理、孕育处理。
（1）铸铁件的生产：蠕墨铸铁
蠕墨铸铁的制造过程和球墨铸铁相同。
(1)铁水的化学成分 蠕墨铸铁铁水的化学
性能在孕育铸铁和球墨铸铁之间
成分和球墨铸铁基本相似： (2)蠕化处理和孕育处理
高C、Si，低Mn、P、S。
硅类合金②铝铜类合金③铝镁合金④铝锌合金
低的缺口敏感性能
石墨片越圆整、越细小、分布越均匀对基体割裂作用越小。
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
石墨形态对铸铁性能的影响
铸铁的石墨化： 碳以石墨的形式析出的过程。 通常视 石墨化过程充分与否，会得到不同基体的铸铁组织。 灰铸铁的基体通常有： *铁素体灰铸铁 *铁素体—珠光体灰铸铁 *珠光体灰铸铁
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
灰铸铁：石墨呈片状 球墨铸铁：石墨呈球状 可锻铸铁：石墨呈团絮状 蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
灰铸铁的性能
铸铁之所以用得如此广泛,是因为石墨的存在，石墨 的存在，使铸铁具有铸钢所不具备的性能。
良好的铸造性能，如流动性好、收缩小
良好的切削加工性能
铸铁的优点
高的耐磨性 良好的吸振缓冲性能
* 要求型砂的耐火度高，有良好的透气性和退让性。
* 应严格控制浇注温度，防止过高或过低。
* 铸钢件须热处理。
（3）铜、铝合金铸件的生产
铝、铜合金具有优良的物理、化学性能，良好的工艺性能和 独特的力学性能，也是铸造生产中常用的合金材料。
铸造铝合金的牌号、成分、性能和应用： 牌号：ZL101～ZL111，ZL201～ZL203，ZL301～ZL302，ZL401～ZL402。①铝
白口铸铁：莱氏体+二次渗碳体＋珠光体 灰口铸铁：基体+石墨 麻口铸铁: 莱氏体+二次渗碳体＋珠光体 +石墨
2.2.1 常用合金铸件的生产
（1）铸铁件的生产
灰口铸铁：可以看成是在钢的基体上分布着不同形态的石 墨。而石墨的形态、大小和分布直接影响着铸铁的性能。
根据铸铁中石墨形态的不同，灰口铸铁可以分为：
铸铁冷速跟铸型材料的导热能力及铸件壁厚等因素有关。 （P52.图2-15）
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
灰铸铁的孕育处理：灰铸铁的孕育处理是提高和改善
灰铸铁的性能途径的行之有效的方法。
目 改善基体组织 的 改变石墨形态、数量、
大小和分布
常用的孕育剂是含Si量为75%的硅铁。
灰铸铁的孕育处理方法
将熔炼出的铁水在 浇铸前加入 质量分数为 0.25%~0.60%的孕育剂， 孕育剂在铁水中形成大量弥散的石 墨结晶核心，使石墨化作用显著提 高，从而得到在细珠光体上均匀分 布着细片状石墨的组织。
采用冲入法把蠕化剂加入铁水中。
蠕化剂为镁合金或稀土合金，改变石墨形
状后，和球墨铸铁一样要进行孕育处理。
主要问题：生产中难以控制：蠕化剂少了，
石墨不变形，仍保持片状，由于含碳、硅量高，
铸铁强度很低，铁水只能报废；蠕化剂多了，
石墨又变成球状，原设计的铸型浇、冒口工艺
不适合，也会导致铸件报废。
（1）铸铁件的生产：可锻铸铁
（2）铸钢件的生产
按化学成分：
铸造碳钢：以铸造中碳钢用的最多；而 铸造低碳钢和铸造高碳钢用的少。
铸造合金钢：在碳钢的基础上加入少量的合金元素， 如锰、铬、钼、钒等。ZGMn13为铸造耐磨钢； ZG1Cr18Ni9为铸造不锈钢。
不锈钢
按用途分类： 耐磨钢
……
• 铸钢件的铸造工艺: 铸钢的熔点高，钢液易氧化，吸气，流动性差，收 缩大。因此，铸造困难，易产生浇不足、气孔、缩松缩孔、夹渣和粘砂 等缺陷。
可锻铸铁生产：将白口铸铁件经长时间的高温石墨化退火， 使白口铸铁中的渗碳体分解，获得在铁素体或珠光体的基体 分布着团絮状石墨的铸铁。
种类
黑心可锻铸铁(KTH, 铁素体基体) 珠光体可锻铸铁(KTZ) 白心可锻铸铁(KTB，很少用)
ห้องสมุดไป่ตู้
特点：强度高σb=300-400Mpa， 塑性（δ≤12%）和韧性（αk ≤30J/cm2)好。 石墨化退火周期长，40-70h, 铸件成本高。 适用于制造承受震动和冲击、形状复杂的薄壁小件。
金属工艺学
多媒体课件
华中农业大学《金属工艺学》课程组
2.2 铸造工艺设计
2.2.1 常用合金铸件的生产
主要内容：
重点内容：
（1）铸铁件的生产 （2）铸钢件的生产 （3）铜、铝等有色金属件的生产
灰 特点
口 铸
石墨化
铁 生产工艺
（1）铸铁件的生产（80%铸件）
铸铁通常是C%=2.5%~4.0%的铁碳合金。碳 在铁碳合金中的存在形式有：渗碳体和石墨根 据碳在铁碳合金中的存在形式，铸铁可以分为：
问题
1）灰铸铁牌号为什么不用含碳量多少表
示，而用力学性能表示？
2）铸件当其强度不够时，是否只能通过
增大截面解决？
（1）铸铁件的生产：球墨铸铁
向高温铁水中加入一定 量的球化剂和孕育剂，直接 得到球状石墨的铸造合金。
球化剂：金属镁或稀土镁 孕育剂：含Si量为75%或95%的硅铁
（1）铸铁件的生产：球墨铸铁
条件：选用碳、硅量低的铁水
原铁水含碳量越低，石墨越细小， 铸铁的强度、硬度就越高。
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
灰铸铁的牌号
基体：F、P、F+P 生产：铁水熔炼好后直接浇铸 牌号：HTXXX HT: 表示灰铸铁中文拼音的代号 XXX: 三位数字表示最抵抗拉强度(MPa)
石墨形态：粗片状
提高灰铸铁的性能