铸铁
铸铁
铸铁
一、
铸铁概述
二、
常用铸铁
铸铁
铸铁的概念
铸铁：铸铁是指一系列主要由铁、 碳和硅组成的合金的总称。
铸铁
铸铁的性能特点
铸铁具有优良的铸造性能、切削加 工性、减磨性及减振性。
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铸铁的应用
它是制造各种铸件最常用的材 料 ，在各类机械中，铸铁件约 占40%~70%，在机床和重型 机械中，则可达60%~90%。
• （1）去应力退火。 • 去应力退火通常是将铸件缓慢加热到500～560℃，
保温一段时间（每10mm厚度保温lh），然后随炉 冷至150～200℃后出炉。此时铸件内应力基本上已 消除。这种退火由于经常是在共析温度以下进行长 时间的加热，故又叫“时效处理”。
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• （2）消除铸件白口，改善切削加工性的退火。 • （石墨化退火）
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• 2．球墨铸铁的牌号和用途 • （1）牌号：如“QT400-18”，“QT”是“球铁”二
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•2.灰铸铁的牌号和应用
• 1.牌号：如“HT100”，“HT”是“灰铁”汉 语拼音的第一个字母，后面的三位数为单铸 φ30mm试棒的抗拉强度值。
• 2.应用 • 手轮、底座、变速箱、床身、轴承座、齿轮 • 凸轮、车床卡盘
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• 3.热处理 • 热处理只能改变铸铁的基体组织，不能改变
石墨片的形状。
• 第一种方式下，铸铁的石墨化过程由下面的三个阶段 完成：
• 第一阶段：它包括过共晶液体沿着液相线C′D′冷却时 拆出的一次石墨GⅠ，以及共晶转变时形成的共晶石 墨G共晶。
• 第二阶段：过饱和奥氏体沿着E′S′线冷却时析出的次 石墨GⅡ。
• 第三阶段：在共折转变阶段，由奥氏体转变为铁素体 和共折石墨G
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• 影响石墨化的因素 • 影响石墨化的因素很多，其中主要是
化学成分和冷却速度。 • 化学成分的影响 • 碳、硅含量越高石墨化程度越充分 • 冷却速度的影响 • 降低冷速有利于石墨化
铸铁常Biblioteka 铸铁一、灰铸铁 二、球墨铸铁 三、蠕墨铸铁 四、可锻铸铁 五、合金铸铁简介
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一、灰铸铁
• 1.灰铸铁的化学成分、组织和性能 • 2.灰铸铁的牌号和应用 • 3.灰铸铁的热处理
• （3）表面淬火。 • 为了提高灰铸铁件表面的硬度和耐磨性。方
法有感应加热表面淬火，火焰加热表面淬火 及接触电阻加热表面淬火。 • 下图为机床导轨面进行接触电阻加热表面淬 火的示意图
铸铁 接触电阻加热表面淬火示意图
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• 二、球墨铸铁
• 1．球墨铸铁的化学成分、组织和性能 • （1）球墨铸铁的化学成分。 • 球墨铸铁的化学成分范围一般为：
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• 在第二种方式中，铸铁的石墨化过程也可分为三个阶段。 • 第一阶段的石墨化为一次渗碳体和共晶渗碳体在高温下分
解而析出石墨。 • 第二阶段为二次渗碳体分解而析出石墨。 • 第三阶段为共折渗碳体分解而析出石墨。 • 石墨化的过程是一个原子扩散的过程，不仅需要碳原子的
扩散集聚，而且还需要铁原子在碳的集聚处扩散转移。石 墨化的温度愈低，原子扩散愈困难，因而愈不易石墨化。 铸铁石墨化程度的不同。将获得不同基体的组织。
体（Fe3C）和游离状态的石墨（常用G表示）。 • 碳在铸铁中以Fe3C形式存在的规律可用前述的Fe一
Fe3C相图表示，而碳以G形式存在的规律应该用Fe 一C石墨相图表示。为了便于比较和应用，习惯上把 这两个相图合画在一起，成为铁碳合金双重相图。
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• 铸铁的石墨化可有两种方式：一种是按照Fe－C相图 进行，由液态和固态中直接析出石墨；另一种是按照 Fe一Fe3C相图先结晶出渗碳体，随后渗碳体在一定 的条件下再分解出石墨。
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灰铸铁的显微组织
a）铁素体灰铸铁 b）铁素体+珠光体灰铸铁 c）珠光体灰铸铁
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• （3）灰铸铁的性能。 • 基体的利用率低（30％～50％），抗拉强度低，塑
性、韧性几乎为零，抗压强度、硬度和耐磨性取决 于基体。 • ①铸造性能优良。 • ②减摩性好。 • ③减振性强。 • ④切削加工件良好。 • ⑤缺口敏感性较低。
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1.灰铸铁的化学成分、组织和性能
• （1）灰铸铁的化学成分。灰铸铁的化学成 分范围一般为： Wc= 2.6％～ 3.6％，。Wsi= 1.2％～3.0％，WMn＝0.4％～1.2％，Wp＜ 0.2％，Ws＜0.15％。
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• （2）灰铸铁的组织。灰铸铁是第一阶段和 第二阶段石墨化都能充分进行时形成的铸铁。 它的显微组织特征是片状石墨分布在几种不 同的基体组织上。
• 退火方法是把铸件加热到850～950℃，保温1～3h，使 共晶渗碳体发生分解，即进行第一阶段的石墨化，然后 又在随炉冷却中进行第二和第三阶段石墨化，析出二次 石墨和共析石墨，到5O0～400℃再出炉空冷。最终形 成铁素体或铁素体十珠光体基体的灰铸铁，从而降低了 铸件的硬度，改善了切削加工性。
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Wc=3.6~4.0%,Wsi=2.0~3.2%,WMn=0.3~0.8,Wp＜ 0.1%,Ws＜0.07%并含有一定量的稀土与镁。与灰铸 铁相比，其特点为碳、硅含量高，锰含量较低、硫、 磷含量低，并有一定量的稀土与镁。
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• （2）球墨铸铁的组织。球墨铸铁的组织特 征是球状石墨分布在几种不同的基体上，通 过铸造和热处理的控制，生产中常见的有铁 素体球墨铸铁、铁索体十珠光体球墨铸铁、 珠光体球墨铸铁和贝氏体球墨铸铁。
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球墨铸铁的显微组织
a）铁素体球墨铸铁 b）铁素体+珠光体球墨铸铁 c）珠光体球墨铸铁
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• 球墨铸铁由于石墨的存在，也使它具有近似于灰铸铁的某些 优良性能，如铸造性能、减摩性、切削加工性等。但球墨铸 铁的白口倾向大，铸件容易产生缩松，其熔炼工艺和铸造工 艺都比灰铸铁要求高。
• 基体的利用率70％～90％，强度较高，有一定的塑性。
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铸铁的分类
根据碳在铸铁中存在的形式和形态不同，铸 铁可以分为： 白口铸铁 碳主要以渗碳体形式存在。 灰铸铁碳 主要以片状石墨形式存在。 球墨铸铁碳 主要以球状石墨形式存在。 蠕墨铸铁碳 主要以蠕虫状石墨形式存在。 可锻铸铁碳 主要以团絮状石墨形式存在。
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铸铁的石墨化
• 铸铁组织中石墨的形成过程称为铸铁的石墨化过程。 • 在铸铁中，碳的存在形式有两种，即化合状态的渗碳