灰铸铁中按石墨存在的形态不同(ppt)
合集下载
铸铁 PPT课件
第三章：铸铁 3.1 铸铁的特点及分类 3.2 普通铸铁的耐蚀性 3.3 耐蚀铸铁
1
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（一）、根据碳在铸铁中的存在形式分类
分为三类： 1、白口铸铁：碳除少量溶入铁素体中外，其余全部以渗碳体 （Fe3C)形式存在。 断口白亮。
组织中以莱氏体作为基体（Fe--Fe3C相图） 2、麻口铸铁：碳一部分以渗碳体（Fe3C)形式存在，又有少量 游离石墨（G)析出 3、灰口铸铁：碳全部或绝大部分以游离石墨（G)析出，断口呈 暗灰色。
1、普通铸铁
灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁
2、特殊性能铸铁 耐蚀铸铁、耐热铸铁和耐磨铸铁。
4
3.1 铸铁的特点及分类
二、特点 铸铁是含硅的高碳铁基合金, 普通铸铁碳含量大于
2.11% （一般在2.5~4%之间）, 硅含量在1%～ 3% 之间, 具有良好的铸造性能、耐磨性能、吸振性能和 价廉等优点。是机器制造、交通运输、石油化工、基 本建设和国防工业最主要的铸造材料
组织：钢的基体+石墨
(工业上使用的铸铁大部分为灰口铸铁）
2
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（二）、灰口铸铁分类（根据铸铁中石墨形态）
1、灰铸铁：石墨呈片状 2、可锻铸铁：石墨呈团絮状
3、球墨铸铁：石墨呈球状
4、蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状
3
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（三）、按照用途分类
13
3.3 耐蚀铸铁
耐蚀铸铁主要有:高硅、高铬和高镍铸铁三大类
一、高硅铸铁
作为耐蚀材料, 最常用的高硅铸铁中的含硅量为14%～ 16%。 在适当的介质条件下, 其表面会形成一层致密的保护膜, 膜主要 由二氧化硅（SiO2钝化膜）构成。当含硅量低于14% 时, 耐蚀 性受氧化铁膜控制; 含硅量高于14% 时, 耐蚀性受二氧化硅膜控 制。因此铸铁中必须含有不低于14%～ 16% 的硅才具有优良的 耐蚀性。耐蚀性能随含硅量的增加而提高, 但过高的含硅量会生 成介稳定的脆性相(Fe5Si2 ) , 使材料更脆, 为此最高含硅量可达 18%。
1
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（一）、根据碳在铸铁中的存在形式分类
分为三类： 1、白口铸铁：碳除少量溶入铁素体中外，其余全部以渗碳体 （Fe3C)形式存在。 断口白亮。
组织中以莱氏体作为基体（Fe--Fe3C相图） 2、麻口铸铁：碳一部分以渗碳体（Fe3C)形式存在，又有少量 游离石墨（G)析出 3、灰口铸铁：碳全部或绝大部分以游离石墨（G)析出，断口呈 暗灰色。
1、普通铸铁
灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁
2、特殊性能铸铁 耐蚀铸铁、耐热铸铁和耐磨铸铁。
4
3.1 铸铁的特点及分类
二、特点 铸铁是含硅的高碳铁基合金, 普通铸铁碳含量大于
2.11% （一般在2.5~4%之间）, 硅含量在1%～ 3% 之间, 具有良好的铸造性能、耐磨性能、吸振性能和 价廉等优点。是机器制造、交通运输、石油化工、基 本建设和国防工业最主要的铸造材料
组织：钢的基体+石墨
(工业上使用的铸铁大部分为灰口铸铁）
2
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（二）、灰口铸铁分类（根据铸铁中石墨形态）
1、灰铸铁：石墨呈片状 2、可锻铸铁：石墨呈团絮状
3、球墨铸铁：石墨呈球状
4、蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状
3
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（三）、按照用途分类
13
3.3 耐蚀铸铁
耐蚀铸铁主要有:高硅、高铬和高镍铸铁三大类
一、高硅铸铁
作为耐蚀材料, 最常用的高硅铸铁中的含硅量为14%～ 16%。 在适当的介质条件下, 其表面会形成一层致密的保护膜, 膜主要 由二氧化硅（SiO2钝化膜）构成。当含硅量低于14% 时, 耐蚀 性受氧化铁膜控制; 含硅量高于14% 时, 耐蚀性受二氧化硅膜控 制。因此铸铁中必须含有不低于14%～ 16% 的硅才具有优良的 耐蚀性。耐蚀性能随含硅量的增加而提高, 但过高的含硅量会生 成介稳定的脆性相(Fe5Si2 ) , 使材料更脆, 为此最高含硅量可达 18%。
材料知识_铸铁ppt课件
基体组织主要为由针状铁素体和富碳奥氏体组成的奥铁体允 许少量其它组成物（如马氏体、碳化物）的存在，以不影响 所要求的力学性能为原则。
铸件某些断面的冷却速度可能不足以避免珠光体或其它高温 转变物的形成，在这种情况下，铸件内哪些部位允许存在这 些微量组织的最大值，以及这些部位的力学性能可由供需双 方商定。
23
2.1球墨铸铁所涉及的标准
GB/T1348-1988 球墨铸铁件 CAYJS-17-90 铁素体球墨铸铁铸件技术条件 Q/CAYJS-17-2008球墨铸铁件(2009.1.1)
24
2.2球墨铸铁的牌号
铸件材料牌号通常是通过随件浇注的单铸试块，经加工 成试样后测定的力学性能而确定的。本标准针对汽车零 件的性能要求，按单铸试块的力学性能分为9个牌号 。
46
4.1蠕墨铸铁所涉及的标准
JB/T4403-1999 蠕墨铸铁件 JB/T3829-1999 蠕墨铸铁金相
47
4.2蠕墨铸铁牌号及技术要求
根据单铸试块的抗拉强度分为五个牌号； 铸件材质的力学性能以单铸试块的抗拉
强度为验收依据。 金相组织需满足下表要求。
48
49
33
2.3.3缺陷
与灰铸铁的缺陷规定相类似，请参照。
34
牌号对照
35
3等温淬火球墨铸铁
等淬球铁： 一种以铁、碳为基，碳主要以球状石墨存在，
并通过等温淬火热处理得到以奥铁体为主要基体的 强韧性兼备的铸造合金材料。等淬球铁也称为奥铁 体球铁（以前曾称为奥贝球铁或贝氏体球铁等）。 球墨铸铁的等温淬火热处理： 保持充将分球时铁间加热，到然A后c以1（避奥免氏产体生开珠始光形体成的温方度式）快以速上 冷却至一定温度（马氏体开始转变温度以上）并保 温充分时间，使球铁得到由针状铁素体和富碳奥氏 体组成的奥铁体基体的一种热处理工艺。
铸件某些断面的冷却速度可能不足以避免珠光体或其它高温 转变物的形成，在这种情况下，铸件内哪些部位允许存在这 些微量组织的最大值，以及这些部位的力学性能可由供需双 方商定。
23
2.1球墨铸铁所涉及的标准
GB/T1348-1988 球墨铸铁件 CAYJS-17-90 铁素体球墨铸铁铸件技术条件 Q/CAYJS-17-2008球墨铸铁件(2009.1.1)
24
2.2球墨铸铁的牌号
铸件材料牌号通常是通过随件浇注的单铸试块，经加工 成试样后测定的力学性能而确定的。本标准针对汽车零 件的性能要求，按单铸试块的力学性能分为9个牌号 。
46
4.1蠕墨铸铁所涉及的标准
JB/T4403-1999 蠕墨铸铁件 JB/T3829-1999 蠕墨铸铁金相
47
4.2蠕墨铸铁牌号及技术要求
根据单铸试块的抗拉强度分为五个牌号； 铸件材质的力学性能以单铸试块的抗拉
强度为验收依据。 金相组织需满足下表要求。
48
49
33
2.3.3缺陷
与灰铸铁的缺陷规定相类似，请参照。
34
牌号对照
35
3等温淬火球墨铸铁
等淬球铁： 一种以铁、碳为基，碳主要以球状石墨存在，
并通过等温淬火热处理得到以奥铁体为主要基体的 强韧性兼备的铸造合金材料。等淬球铁也称为奥铁 体球铁（以前曾称为奥贝球铁或贝氏体球铁等）。 球墨铸铁的等温淬火热处理： 保持充将分球时铁间加热，到然A后c以1（避奥免氏产体生开珠始光形体成的温方度式）快以速上 冷却至一定温度（马氏体开始转变温度以上）并保 温充分时间，使球铁得到由针状铁素体和富碳奥氏 体组成的奥铁体基体的一种热处理工艺。
工程材料第八章PPT
原理：大量人工晶核→结晶均匀→截面上组织均匀 →性能均匀→断面敏感性小
应用：
孕育铸铁用来制造力学性能要求高，截面尺寸
变化较大的大型铸件，如:箱体,重型机床的床身、
液压件、齿轮和导轨《工,程缸材料体第八等章》。PPT课件
25
《工程材料第八章》PPT课件
26
《工程材料第八章》PPT课件
27
2. 球墨铸铁 球墨铸铁的石墨呈球状。 具有很高的强度，良好的塑性和韧性。综合机 械性能接近于钢，铸造性能好，成本较低，生产 方便，得到广泛应用。
可锻铸铁应用： 制造形状复杂、承受冲击和振动载荷的零件， 如汽车拖拉机的后桥外壳、管接头、低压阀门 等。
与球墨铸铁比，可锻铸铁成本低、质量稳定、 铁水处理简单、容易组织流水生产。尤其对于 薄壁件，若采用球墨铸铁易生成白口，需要进 行高温退火，采用可锻铸铁更为适宜。
《工程材料第八章》PPT课件
39
5. 特殊性能铸铁 铸铁中加入合金元素，得到具有特殊性能的合 金铸铁。 (1) 耐磨铸铁 激冷铸铁 白高口磷铸铁耐磨。采用激冷的办法使铸件表面获 得白磷高口的 铬铸质 耐铁量 磨。分 铸数 铁提、高奥到－贝0.4球%墨～铸0铁.6%，生成磷共 晶，用加呈金入断属Cr续型、网铸M状造o、形铸W 态件分、的布C耐u在磨等珠表合光面金体，元基其素体它，上部提。位高磷采基共用 砂晶体型硬强。度调 高 和整 ， 韧铁 改 性水 善 ，化珠铸学光铁成体的分灰耐（口磨高铸性碳铁能、的等低 耐 得硅 磨 到） 性 更， 。 大保 提证 高。 白口层的深度。表面为白口铸铁，心部为灰口铸 铁组织，有一定的强度。 应用：制造轧辊、车轮等。
（3）石墨有良好的润滑作用，并能储存 润滑油，使铸件有很好的耐磨性能。
（4）石墨对振动的传递起削弱作用，使铸 铁有很好的抗振性能。
第二章 灰铸铁
片状（A型）（100×）
40
B——片状和点状石墨聚集成菊花状（蔷薇状） 较大过冷下结晶
和A型石墨比较，由于B型 石墨成团簇状分布，容易造成 石墨和基体各自集中分布的弱 点，故灰铸铁强度下降较A型 石墨的为多。
菊花状（B状）（100×）
41
B——片状和点状石墨聚集成菊花状（蔷薇状） 较大过冷下结晶
<15 15~30 30~50 >50
3.2~3.5 3.1~3.4 3.0~3.3 2.9~3.2
HT300
<15 15~30 30~50 >50
3.1~3.4 3.0~3.3 2.9~3.2 2.8~3.1
HT350
<15 15~30 30~50 >50
2.9~3.2 2.8~3.1 2.8~3.1 2.7~3.0
15
表二 灰铸铁件 （GB76- 67）
牌号
铸件主要壁 厚（mm）
式样毛坯直 径D（mm）
抗拉强度 σb≥
（N/mm2）
抗弯强度 σw≥
（N/mm2）
挠度≥ 支距=10D （mm ）
硬度HB≥
HT10-26 所有尺寸
30
100
260
2.0
143~229
4~8
13
8~15
20
HT15-33 15~30
和A型石墨比较，由于B型 石墨成团簇状分布，容易造成 石墨和基体各自集中分布的弱 点，故灰铸铁强度下降较A型石 墨的为多。
菊花状（B状）（100×）
42
C——部分石墨带尖角块状，粗大片状，初生石墨 过共晶成分，冷速小
C型石墨的特点是在A型石墨中分 布有很粗大的针片状和尖角块状石墨， 对基体的破坏性极大，导致力学性能 很差。形成C型石墨的原因是灰铸铁 的化学成分进入了过共晶范围。故一 般灰铸铁的化学成分都为亚共晶范围， 只有少量的为共晶成分。选择过共晶 成分的几乎没有。
40
B——片状和点状石墨聚集成菊花状（蔷薇状） 较大过冷下结晶
和A型石墨比较，由于B型 石墨成团簇状分布，容易造成 石墨和基体各自集中分布的弱 点，故灰铸铁强度下降较A型 石墨的为多。
菊花状（B状）（100×）
41
B——片状和点状石墨聚集成菊花状（蔷薇状） 较大过冷下结晶
<15 15~30 30~50 >50
3.2~3.5 3.1~3.4 3.0~3.3 2.9~3.2
HT300
<15 15~30 30~50 >50
3.1~3.4 3.0~3.3 2.9~3.2 2.8~3.1
HT350
<15 15~30 30~50 >50
2.9~3.2 2.8~3.1 2.8~3.1 2.7~3.0
15
表二 灰铸铁件 （GB76- 67）
牌号
铸件主要壁 厚（mm）
式样毛坯直 径D（mm）
抗拉强度 σb≥
（N/mm2）
抗弯强度 σw≥
（N/mm2）
挠度≥ 支距=10D （mm ）
硬度HB≥
HT10-26 所有尺寸
30
100
260
2.0
143~229
4~8
13
8~15
20
HT15-33 15~30
和A型石墨比较，由于B型 石墨成团簇状分布，容易造成 石墨和基体各自集中分布的弱 点，故灰铸铁强度下降较A型石 墨的为多。
菊花状（B状）（100×）
42
C——部分石墨带尖角块状，粗大片状，初生石墨 过共晶成分，冷速小
C型石墨的特点是在A型石墨中分 布有很粗大的针片状和尖角块状石墨， 对基体的破坏性极大，导致力学性能 很差。形成C型石墨的原因是灰铸铁 的化学成分进入了过共晶范围。故一 般灰铸铁的化学成分都为亚共晶范围， 只有少量的为共晶成分。选择过共晶 成分的几乎没有。
铸铁ppt课件
11.2.4 影响铸铁结晶的因素
冷却速度的影响 冷速慢有利于按Fe－C相图进行结晶，石墨化 越容易进行。 冷速快有利于 形成白口铁
不同C+Si含量，不同壁厚（冷却速度）铸件的组织
11.3 灰铸铁
概述 灰铸铁中石墨呈片状，断口呈灰色，是使
用最多的铸铁，占铸铁总量的80％以上。 灰铸铁分为：普通灰铁和孕育灰铁－通过孕育 处理，使石墨的片层变细，强度高于普通灰铁 牌号表示：HT100，HT150，HT200 属普通灰铁
11.2.4 影响铸铁结晶的因素
为综合考虑C，Si，P对铸铁组织及石墨化的影 响，引入了两个参量：碳当量和共晶度。
碳当量：把Si，P折合成相当的碳含量 CE＝WC ＋1/3W(Si+P)
共晶度：表示铸铁中碳含量接近共晶碳含量的程度 Sc=WC/[4.3%-1/3W(Si+P)]
Sc=1为共晶 >1为过共晶
球墨铸铁
一、铸铁中碳的分布形式与石墨的形态
2.石墨形态：片状，蟹状，蠕虫状，团絮状，不规则形状，球形
片状
蟹状
球形
蠕虫状
团絮状
二、铸铁的分类
按石墨存在的形式及石墨形态分类
灰口铸铁 C全部或大部分以游离的片状石墨形式存在，断口呈灰色
球墨铸铁 C全部或大部分以游离的球形石墨形式存在
蠕墨铸铁 C全部或大部分以游离的蠕虫状石墨形式存在
球化剂：Mg，稀土－硅铁合金，稀土－ 硅铁－镁合金（应用最广泛）
孕育处理：由于球化处理只能在铁液中 有石墨核心时，才能促进石墨生成球 形，而常用的球化剂都强烈阻碍石墨 化，因此，在球化处理同时，必须进 行孕育处理（石墨化处理），获得球 径小，数量多，圆度好，分布均匀的 球状石墨
铸 铁
上一页 下一页 返回
第二节 铸铁的石墨化
• ３.硫的影响 • 硫是强烈阻碍石墨化的元素. 硫不仅增强铁、碳原子的结合力. 而且形
成硫化物后常以共晶体形式分布在晶界上. 阻碍碳原子的扩散. 硫不但 能促进铸铁白口化. 而且还能降低铸铁的铸造性能和力学性能. 所以硫 是有害元素. 铸铁中的含硫量越低越好. 一般应控制在０.１５％以下. • (二) 冷却速度的影响 • 冷却速度是指铁水从浇注到铸件在６００℃左右时的冷却速度. 在这 一温度范围的冷却速度是影响铸铁组织和石墨化的重要因素. 冷却速 度越小. 越有利于石墨化.
上一页 下一页 返回
第二节 铸铁的石墨化
• 二、石墨化过程 • 铸铁组织中石墨的形成过程称为石墨化过程. • 根据铁碳双重状态图中的Ｆｅ － Ｇ 相图. Ｐ′Ｓ′Ｋ′温度以上析出石墨
的过程称为第一阶段石墨化. Ｐ′Ｓ′Ｋ′及其以下温度析出石墨的过程 称为第二阶段石墨化. • 铸铁第一、第二阶段石墨化充分进行时. 铸铁的最终组织是铁素体基 体上分布着石墨.如图７ －３ (ａ) 所示. 即Ｆ ＋ Ｇ. • 铸铁第一阶段石墨化充分进行、第二阶段石墨化尚未充分进行时. 铸 铁的最终组织是铁素体与珠光体基体上分布着石墨. 如图７ －３ (ｂ) 所示. 即Ｆ ＋Ｐ ＋Ｇ.
• 铸铁第一、第二阶段石墨化均未进行时. 这种铸铁称为白口铸铁.石墨 化过程是一个原子扩散过程. 石墨化的温度越低. 原子扩散越困难. 越 不易石墨化
上一页 下一页 返回
第二节 铸铁的石墨化
• 三、影响石墨化的因素 • 铸铁石墨化程度受到许多因素影响. 但主要的影响因素是铸铁的化学
成分和冷却速度. • (一) 化学成分的影响 • 常见合金元素对铸铁石墨化影响如下:
上一页
第二节 铸铁的石墨化
• ３.硫的影响 • 硫是强烈阻碍石墨化的元素. 硫不仅增强铁、碳原子的结合力. 而且形
成硫化物后常以共晶体形式分布在晶界上. 阻碍碳原子的扩散. 硫不但 能促进铸铁白口化. 而且还能降低铸铁的铸造性能和力学性能. 所以硫 是有害元素. 铸铁中的含硫量越低越好. 一般应控制在０.１５％以下. • (二) 冷却速度的影响 • 冷却速度是指铁水从浇注到铸件在６００℃左右时的冷却速度. 在这 一温度范围的冷却速度是影响铸铁组织和石墨化的重要因素. 冷却速 度越小. 越有利于石墨化.
上一页 下一页 返回
第二节 铸铁的石墨化
• 二、石墨化过程 • 铸铁组织中石墨的形成过程称为石墨化过程. • 根据铁碳双重状态图中的Ｆｅ － Ｇ 相图. Ｐ′Ｓ′Ｋ′温度以上析出石墨
的过程称为第一阶段石墨化. Ｐ′Ｓ′Ｋ′及其以下温度析出石墨的过程 称为第二阶段石墨化. • 铸铁第一、第二阶段石墨化充分进行时. 铸铁的最终组织是铁素体基 体上分布着石墨.如图７ －３ (ａ) 所示. 即Ｆ ＋ Ｇ. • 铸铁第一阶段石墨化充分进行、第二阶段石墨化尚未充分进行时. 铸 铁的最终组织是铁素体与珠光体基体上分布着石墨. 如图７ －３ (ｂ) 所示. 即Ｆ ＋Ｐ ＋Ｇ.
• 铸铁第一、第二阶段石墨化均未进行时. 这种铸铁称为白口铸铁.石墨 化过程是一个原子扩散过程. 石墨化的温度越低. 原子扩散越困难. 越 不易石墨化
上一页 下一页 返回
第二节 铸铁的石墨化
• 三、影响石墨化的因素 • 铸铁石墨化程度受到许多因素影响. 但主要的影响因素是铸铁的化学
成分和冷却速度. • (一) 化学成分的影响 • 常见合金元素对铸铁石墨化影响如下:
上一页
铸铁石墨化学习.pptx
球墨铸铁的的球化处理必须伴随着孕育处理，通常是在铁水中同时加入一 定量的球化剂和孕育剂。我国普遍使用稀土镁球化剂。镁是强烈阻碍石墨化 的元素，为了避免白口，并使石墨球细小、均匀分布、一定要加入孕育剂。 常用的孕育剂为硅铁和硅钙合金等。
第16页/共35页
(2) 球墨铸铁的牌号、组织和性能 QT420-10、QT600-2、QT800-2 球墨铸铁牌号用“QT”标明，其后两组 数值表示最低抗拉强度极限和延伸率 不同基体的球墨铸铁，性能差别很大。珠光体球墨铸铁的抗拉强度比铁 素体基体高50%以上，而铁素体球墨铸铁的延伸率为珠光体基的3-5倍
第7页/共35页
优点
因石墨的存在，造成脆性切削，铸铁的切削加工性能 优异
铸铁的铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生的膨 胀，减少了铸件体积的收缩，降低了铸件中的内应力
石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油，使铸件有 很好的耐磨性能。
石墨对振动的传递起削弱作用，使铸铁有很好的抗振 性能
大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感
F+G片
F+P+G片 第10页/共35页
P+G片
（2）影响灰铸铁组织和性能的因素
1）成分对铸铁的影响 锰：阻碍石墨化的元素，能溶于铁素体和渗碳体中，增强铁、碳原子间的结 合力，扩大奥氏体区，阻止共析转变时的石墨化，促进珠光体基体的形成。 锰还能与硫生成MnS，减少硫的有害作用。锰质量分数一般为0.5%～1.4%。 磷：是促进石墨化的元素。铸铁中磷含量增加时，液相线降低，从而提高了 铁水的流动性。在铸铁中，磷质量分数大于0.3%时，常常形成二元或三元磷 共晶体，其性能硬而脆，降低铸铁的强度，但提高其耐磨性。所以，要求铸 铁有较高强度时，要限制磷含量（一般在0.12%以下），而耐磨铸铁则要求有 一定的磷含量（可达0.3%以上）。
第16页/共35页
(2) 球墨铸铁的牌号、组织和性能 QT420-10、QT600-2、QT800-2 球墨铸铁牌号用“QT”标明，其后两组 数值表示最低抗拉强度极限和延伸率 不同基体的球墨铸铁，性能差别很大。珠光体球墨铸铁的抗拉强度比铁 素体基体高50%以上，而铁素体球墨铸铁的延伸率为珠光体基的3-5倍
第7页/共35页
优点
因石墨的存在，造成脆性切削，铸铁的切削加工性能 优异
铸铁的铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生的膨 胀，减少了铸件体积的收缩，降低了铸件中的内应力
石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油，使铸件有 很好的耐磨性能。
石墨对振动的传递起削弱作用，使铸铁有很好的抗振 性能
大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感
F+G片
F+P+G片 第10页/共35页
P+G片
（2）影响灰铸铁组织和性能的因素
1）成分对铸铁的影响 锰：阻碍石墨化的元素，能溶于铁素体和渗碳体中，增强铁、碳原子间的结 合力，扩大奥氏体区，阻止共析转变时的石墨化，促进珠光体基体的形成。 锰还能与硫生成MnS，减少硫的有害作用。锰质量分数一般为0.5%～1.4%。 磷：是促进石墨化的元素。铸铁中磷含量增加时，液相线降低，从而提高了 铁水的流动性。在铸铁中，磷质量分数大于0.3%时，常常形成二元或三元磷 共晶体，其性能硬而脆，降低铸铁的强度，但提高其耐磨性。所以，要求铸 铁有较高强度时，要限制磷含量（一般在0.12%以下），而耐磨铸铁则要求有 一定的磷含量（可达0.3%以上）。
灰铸铁的组织及性能
灰铸铁的金相组织及其对性能的影响
灰铸铁的金相组织
(一) 石 墨(P29)
凝固条件不同 (化学成分、冷却速度、形核能力)
名称 片状 菊花状 块片状 枝晶点状 枝晶片状 星状
表2-1 石墨形状分类
代号
说明
A
片状石墨均匀分布
B
片状与点状石墨聚集成菊花状分布
C
部分带尖角块状、粗大片状初生石墨及小片状石墨
D
金相组织对性能的影响
(三) 共晶团的影响： 影响因素：炉料、化学成分、熔化工艺、孕育剂与孕育
方法、冷却速度。 优点：共晶团细化，明显提高σb； 缺点：过多共晶团会增加缩孔，缩松倾向。
灰铸铁的金相组织及其对性能的影响
金相组织对性能的影响
(四) 非金属夹杂物的影响(P35)： Mn低时，S形成三元硫化物共晶或富铁硫化物，影响σb； Mn高时，形成MnS (Tm = 1650℃)，入渣； 磷共晶常沿共晶团晶界呈网状、岛状或鱼骨状分布； 硬而脆，韧性极低，但耐磨，可用于缸套或刹车盘。
灰铸铁的金相组织
(二) 基 体(P30)
铸态或热处理后，分为：铁素体、片状珠光体、粒状珠光体、托 氏体、粒状贝氏体、针状贝氏体、马氏体(表2-4)。
组织名称
说明
铁素体
白色块状组织为α铁素体
片状珠光体
珠光体中碳化物和铁素体均呈片状，近似平行排列
粒状珠光体
在白色铁素体基体上分布着粒状碳化物
托氏体
在晶界呈黑团状组织，该种组织在高倍观察时，可看到针片状铁素体和碳化物的混合体
灰铸铁的性能
力学性能 Φ30mm试棒，不完全代表不同形状、壁厚的铸件性能(P36)
➢ 抗拉强度 σb： 用于区分铸铁等级 HT100～HT350； σb = 786.5 - 150×C % - 47×Si % + 45×Mn % +219×S %