第七章
铸铁
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 灰铸铁 球墨铸铁 其他常用铸铁
第七章
第一节
铸铁
概述
一、铸铁的石墨化
1. 石墨化的概念
铸铁中的碳主要以渗碳体和石墨两种形式存在，铸铁中
的碳以石墨形态析出的过程称为石墨化。
2. 影响石墨化的因素
（1）化学成分的影响 （2）冷却速度的影响
第七章
铸铁
二、铸铁的组织与性能的关系
球墨铸铁显微组织
a）铁素体球墨铸铁（150×） b）铁素体—珠光体球墨铸铁（200 ×） c）珠光体球墨铸铁（200×）
第七章
铸铁
球墨铸铁的强度和塑性显著提高，已超过灰铸铁和可锻铸铁，
接近钢。
球墨铸铁同样具有灰铸铁的某些优良性能，如较好的铸造性
能、减振性、减摩性、切削加工性及较低的缺口敏感性等。
二、球墨铸铁的牌号及用途
二、蠕墨铸铁和合金铸铁
球墨铸铁的牌号是由“QT”（“球铁”两字汉语拼音首字
母）加两组数字组成，两组数字分别表示最低抗拉强度和最低 断后伸长率。
球墨铸铁的牌号及用途
第七章
铸铁
三、球墨铸铁的热处理
1. 退火
退火的主要目的是得到铁素体基体的球墨铸铁，以提高 球墨铸铁的塑性和韧性，改善切削加工性能，消除内应力。
2. 正火
正火的目的是得到珠光体基体的球墨铸铁，从而提高其 强度和耐磨性。
铸铁的力学性能取决于铸铁的基体组织及石墨的数量、形
状、大小和分布状况。石墨的存在减小了铸铁的有效承载面积， 且受力时石墨尖端处产生应力集中，大大降低了基体强度的利 用率。因此，铸铁的抗拉强度、塑性和韧性比碳钢低。 由于石墨本身有润滑作用，石墨脱落后留下的空洞还可以 储油，使铸铁具有良好的耐磨性。石墨可以吸收振动能量，因 此铸铁具有良好的减振性。石墨割裂了基体，使切屑易脆断， 而且石墨有减摩作用，可以减小刀具磨损，使铸铁具有良好的 切削加工性能。
球墨铸铁是20世纪50年代发 展起来的一种高强度铸铁材料， 其综合性能接近于钢，广泛用于 制造一些形状复杂且力学性能要 求较高的零件。
汽车发动机和底盘中常用零部件的实物图
a）汽车差速器壳 b）汽车飞轮壳 c）汽车发动机曲轴 d）汽车后桥螺旋锥齿轮
第七章
铸铁
一、球墨铸铁的组织与性能
按基体组织不同，球墨铸铁又可分为铁素体球墨铸铁、铁素 体—珠光体球墨铸铁和珠光体球墨铸铁三种。
第七章
铸铁
一、可锻铸铁
1. 可锻铸铁的组织与性能
可锻铸铁的生产过程包括两个步骤：首先铸造白口铸铁件，然 后进行长时间的石墨化退火。根据白口铸铁件退火方法的不同，可 形成铁素体基体的可锻铸铁和珠光体基体的可锻铸铁。
可锻铸铁的显微组织（200×） a）黑心可锻铸铁 b）珠光体可锻铸铁
第七章
铸铁
黑心可锻铸铁（铁素体基体的可锻铸铁）具有较高的塑性
第七章
铸铁
三、铸铁的分类
1. 按铸铁中碳的存在形式分类
（1）白口铸铁 （2）灰铸铁
（3）麻口铸铁
2. 按灰铸铁中石墨形态分类
（1）灰铸铁 （2）可锻铸铁 （3）球墨铸铁 （4）蠕墨铸铁
第七章
第二节
铸铁
灰铸铁
卧式车床中尺寸较大或形状复杂的床身、箱体等零件毛坯， 只能采用铸造方法制造。
灰铸铁具有优良的 铸造性能，力学性能可 以满足一般性零件的要 求；价格低廉，生产成 本较低，并且具有钢质 材料所不具备的其他特 殊性能，因此在实际生 产中应用比较广泛，是 机械制造业中使用最多 的材料之一。
第七章
铸铁
灰铸铁的性能主要取决于基体的性能和石墨的数量、形状
大小和分布情况。 由于石墨的存在，灰铸铁的强度、塑性和韧性远不如钢。但 是，灰铸铁的抗压强度、硬度与相同基体的钢接近，石墨的存 在对其影响不大。
石墨使灰铸铁获得一些优异的性能，如良好的铸造性能和切
削加工性能，较高的耐磨性、减振性和较低的缺口敏感性。
会产生较大的内应力。所以形状复杂、精度要求高的铸件，在切 削加工前都要进行一次消除内应力的退火。
（2）石墨化退火（高温退火）
由于铸件冷却速度较快，常会使铸件表面、转角处等出现白 口组织。为了降低硬度，必须采用高温退火，使渗碳体分解为石 墨。 （3）表面淬火 有些大型铸铁件的工作表面要求有较高的硬度和耐磨性，淬 火后表面的硬度可达50~55HRC。
和韧性，而珠光体可锻铸铁具有较高的强度、硬度和耐磨性。
2. 可锻铸铁的牌号及用途
可锻铸铁的牌号由“KT”（“可铁”两字汉语拼音首字母） 及其后的“H”（表示黑心可锻铸铁）或“Z”（表示珠光体可锻
铸铁），再加上两组数字组成，两组数字分别表示最低抗拉强度
和最低断后伸长率。
可锻铸铁的牌号及用途
第七章
铸铁
பைடு நூலகம்卧式车床实物图
1—主轴箱 2—进给箱 3—床脚 4—床身 5—溜板箱 6—刀架 7—尾座
第七章
铸铁
一、灰铸铁的组织与性能
按基体组织不同，灰铸铁又可分为铁素体灰铸铁、铁素体— 珠光体灰铸铁和珠光体灰铸铁三种。
灰铸铁的显微组织 a）铁素体灰铸铁（100×）b）铁素体—珠光体灰铸铁（200×） c）珠光体灰铸铁（200×）
第七章
铸铁
三、灰铸铁的牌号及用途
灰铸铁的牌号由“HT”（“灰铁”两字汉语拼音首字母)
加一组数字（最低抗拉强度）组成。如HT200表示最低抗拉强度 为200 MPa 的灰铸铁。
灰铸铁的牌号和用途
第七章
第三节
铸铁
球墨铸铁
灰铸铁由于其强度、塑性和 韧性较差，不能满足汽车发动机 和底盘中常用零部件的性能要求。
3. 调质
调质的目的是获得回火索氏体基体的球墨铸铁，从而获 得良好的综合力学性能。
4. 等温淬火
等温淬火的目的是得到下贝氏体基体的球墨铸铁，从而 获得高强度、高硬度、高韧性的综合力学性能。
第七章
第四节
铸铁
其他常用铸铁
除灰铸铁和球墨铸铁外，在实际生产中还会经常使用可锻 铸铁、蠕墨铸铁和合金铸铁等。 它们可以满足一些零件的特殊要求，如薄壁铸件以及耐热、 耐蚀和耐磨铸件等，因此也是实际生产中不可缺少的材料。
第七章
铸铁
二、灰铸铁的孕育处理和热处理
1. 孕育处理
经过孕育处理的铸铁称为孕育铸铁，不仅强度、塑性、韧 性都比普通灰铸铁高，而且组织致密，整个截面性能均匀。
灰铸铁孕育处理前后的显微组织
a）孕育处理前（100×）b）孕育处理后（100×）
第七章
（1）去应力退火（人工时效）
铸铁
2. 热处理
铸件形状复杂，在冷却过程中，由于各个部位冷却速度不同