铸铁
铸铁
人生感悟伤感歌词第一部分1、多少人曾爱慕你年轻的容颜, 可知谁愿接受岁月无情地变迁. ――《一生有你》水木年华2、我想我的思念是种病, 久久不能痊愈. ――《思念是种病》张震岳3、若生命直到这里, 从此没有我, 我会找个天使替我去爱你. ――《天使的翅膀》徐誉滕4、最美的不是下雨天, 是曾与你躲过雨的屋檐. ――《不能说的秘密》周杰伦5、最初的爱越像火焰, 最后越是被风熄灭. ――《假如》信乐团6、我们都没错, 只是不适合. ――《柠檬草的味道》蔡依林7、明明从前连争执都很甜美, 现在怎会说句话就能痛一遍. ――《我们到底怎么了》SHE8、想念是会呼吸的痛, 它活在我身上每个角落. ――《会呼吸的痛》梁静茹9、爱是一万公顷的森林, 迷了路的却是我和你, 不是说好一起闯出去, 怎能剩我一人回去. ――《练习》刘德华第二部分10、其实我心里明白, 永远远得很. ――《爱上一个人》陈慧琳11、我以为人一起, 心就会在一起, 可怜我还一直为你钟情. ――欢子12、你不是真正的快乐, 你的笑只是你穿的保护色. ――五月天13、暧昧让人变得贪心, 直到等待失去意义. ——《暧昧》杨丞琳14、原谅我这一生不羁放纵爱自由, 也会怕有一天会跌倒. ——《海阔天空》BEYOND15、有生之年狭路相逢终不能幸免, 手心忽然长出纠缠的曲线, 懂事之前情动以后长不过一天, 留不住算不出流年. ——《流年》王菲16、当城市烟火叫人坠落, 那个紧紧把你抱住的人应该是我. ――《结束不是我要的结果》张学友17、爱都是开始得很美丽结束得没道理, 想想是很可惜. ――《留什么给你》孙楠18、我加上你两个人却并不等于我们. ――《两个人不等于我们》王力宏19、天天见到你却产生了距离, 爱越冷心越热的关系. ――阿杜20、不做情人, 我对你的好, 有天会变成尴尬的玩笑. ――《最勇敢的季节》张宇。
铸铁
如 RuT420
σbmin=420MPa
蠕墨铸铁的牌号、性能及用途见表6-4.
9.合金铸铁 1）耐磨铸铁：指不易磨损的铸铁。 加入主要合金元素作用：形成硬化相，提高耐磨性。 2）耐热铸铁：指在高温下使用，具有抗氧化性或抗 生长性能符合使用要求的铸铁。 加入主要合金元素作用：在铸件表面形成一层致密 的氧化膜，保护内层不被氧化。 3）耐蚀铸铁：指具有一定耐蚀能力的铸铁。 加入主要合金元素作用：在铸件表面形成一层致密
大部分呈球状分布的铸铁。
球化处理方法是在浇注前的铸铁液中加入一定量的 球化剂和孕育剂 ，以改变石墨的结晶条件，促使石墨形 成球状。
1）化学成分、组织和性能 为保证获得数量较多、 形状圆整、分布均匀的球状石墨，球墨铸铁中碳和硅的 含量一般高于灰铸铁，
ω Mn
其中ω c=（3.6 ~3.9 ）%； ω si =(2.0~3.1 ) %； =(0.6~0.3)%；ω p ≤ 0.1%；ω s ≤0.07%。 组织特征是钢的基体分布着球状石墨，铸态下基体
的氧化膜、提高基体组织的电极电位、形成单相基 体加球状石墨，从而提高耐蚀性。
4.铸铁的石墨化及影响因素
1）石墨化过程 铸铁中石墨的形成过程,称为石墨化。铸铁结晶过程中， 石墨化若能充分进行或大部分进行，则能获得灰口铸，反 之将会得到白口铸铁。 铁碳合金结晶时，碳更易形成渗碳体，但在具有足够 扩散时间的条件下，碳也会以石墨析出。石墨还可以通过 渗碳体在高温下分解获得。 石墨化过程分三阶段：①高温石墨化，从液相中析出 石墨（GⅠ+ G共晶）； ②中温石墨化，指共晶和共析温度之 间，从奥氏体中析出的二次石墨（ GⅡ ）；③低温石墨化， 是指共析转变及以后析出的石墨（G共析）。
石墨化过程是原子的扩散过程。在实际生产中，上述 三个阶段不一定都充分进行，其中① ②阶段温度较高，碳 原子的扩散能力强，石墨化容易进行。按这三个阶段石墨 化程度不同灰口铸铁的基体组织会不同，如有F、F+P、P 除上述三个阶段石墨化外，生产中将白口铸铁在高温下 退火，也能使渗碳体分解获得石墨。这也是生产可锻铸铁的 方法。 2）影响石墨化的因素 ①化学成分 碳和硅是强烈促进石墨化的元素，而硫、 锰是阻碍石墨化的元素。磷是微弱促进石墨化的元素，但 会使铸铁脆性增大，要严格控制磷的含量。 ②冷却速度 缓慢冷却时碳原子扩散充分，易形成稳定 的石墨，即有利于石墨化。铸造生产中凡影响冷却速度的 因素均对石墨化有影响。如铸件壁越厚，铸型材料的导热 性越差，越有利于石墨化。
铸铁
• 机械工程材料
2.灰铸铁的热处理 灰铸铁可以进行热处理，但热处理不 会改变石墨的形状大小和分布，对提高铸 铁的力学性能影响不大。所以热处理的主 要作用是消除内应力、稳定铸件的尺寸和 改善切削加工性能。 （1）消除内应力退火 （2）改善切削加工性能的退火 （3）表面淬火
• 机械工程材料
（二）球墨铸铁 球墨铸铁是石墨呈球状的铸铁。是在铁 水中加入一定量的球化剂（Mg和稀土元素） 和少量的孕育剂，进行球化处理。具有良好 的机械性能，综合性能接近于钢。 1.成分、组织、性能与应用 基体组织类型有：铁素体基体、珠光体 类基体（包括淬火加高温回火组织）、珠光 体加铁素体基体、下贝氏体基体、奥氏体加 贝氏体基体、回火马氏体基体。
• 机械工程材料
2.蠕墨铸铁 又称C/V铸铁 代号：RuT，后面的数字是最低抗拉强度。 组织由蠕虫状石墨加基体组成。基体组织一 般为珠光体和铁素体的混合基体。 蠕墨铸铁的综合性能良好，其力学性能介于 球铁和灰铸铁之间。抗拉强度、屈服点、断后 伸长率、弯曲疲劳极限优于灰铸铁，接近于球 铁；而导热性、切削加工性优于球铁
• 机械工程材料 （三）其他铸铁 1.可锻铸铁 是由白口铸铁坯件经石墨化退火而得到的 铸铁，其强度和韧性与球铁相近，而减振性和可加工 性优于球铁，比灰铸铁强度高，具有较高的塑性和韧 性，可锻铸铁不可锻。 可锻铸铁分为黑心可锻铸铁（铁素体可锻铸铁）、 珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁。白心可锻铸铁较少 使用。 可锻铸铁的牌号：黑心可锻铸铁KTH，珠光体可锻 铸铁KTZ；后面的第一组数字为最低抗拉强度值。 第二组数值表示最低断后伸长率。适用于大量生产 的形状比较复杂壁厚在30mm以下的中小零件。
• 机械工程材料
铸
铁
一.铸铁的成分 常 用 铸 铁 的 成 分 为 ： C=2.5~4.0%， Si=1.0~3.0%，Mn=0.5~1.4%，P=0.01~0.5%， S=0.02~0.20%。 还含有其他一定合金元素，如Cr、Mo、V、 Cu、Al等。
铸铁名词解释
铸铁名词解释铸铁(cast iron)是含碳量在2%以上的铁碳合金，主要用于制造各种铸件和锻件。
铸铁中的碳以片状石墨形态存在，断口呈灰色，称为白口铸铁。
碳、硅含量较高的铸铁，断口呈银白色，称为灰口铸铁。
Zw型铸铁一般用于制造内燃机活塞、曲轴等零件。
这种铸铁应具有高的强度、耐磨性和抗热裂性，一般由铸造生铁(俗称废钢)和石墨组成。
铸铁用途广泛，主要用于制造各种铸件和锻件。
Zw型铸铁的石墨化程度取决于珠光体类型，并与所用铸造生铁中的硫、磷等杂质含量有关。
一般要求铸铁中碳和硅的含量分别不大于2%和1.6%，且其含量不得超过表2-4规定的数值。
铸铁中加入不同数量的硅、锰、硼等合金元素，可获得不同力学性能和物理性能的铸铁。
铸铁中加入钼、磷、铜、铬、镍等合金元素，则具有特殊性能的铸铁。
Zw型铸铁的石墨化程度取决于珠光体类型，并与所用铸造生铁中的硫、磷等杂质含量有关。
一般要求铸铁中碳和硅的含量分别不大于2%和1.6%，且其含量不得超过表2-4规定的数值。
铸铁中加入不同数量的硅、锰、硼等合金元素，可获得不同力学性能和物理性能的铸铁。
灰铸铁应具有足够的塑性，减少其变形时体积的变化。
为保证可能获得良好的减震效果，铸铁中碳、硅的含量应尽量低。
在进行浇注前的准备工作中，必须严格控制铁水温度和保温时间，以便将铁液充满型腔而减少气体和夹渣的产生。
为使铸铁性能符合标准，应对原材料进行严格检查。
Zw型铸铁主要用于制造机器的零部件，如曲轴、凸轮轴、齿轮、气缸套、钢锭模、增压器的壳体等。
其中以机床床身最为重要。
另外，汽缸体、活塞环、刹车盘、齿轮、转子等也是铸铁制品。
还用于铸造生铁锅的底和盖，由于具有强度大、硬度高、耐磨损和不易粘附砂粒等优点，多用于炊事用具和食品加工设备。
铸铁表面粗糙，常作磨料用。
Zw型铸铁用作翻砂工艺原料，特别适用于制造用于铸造发动机、铁路机车和电车的零件。
此外，铸铁还用作炼钢原料和特殊的铸钢添加剂。
碳素结构钢、合金结构钢和不锈耐酸钢都可以通过铸铁来铸造毛坯或精密铸件，有些还可以直接浇铸而无需加工。
铸 铁
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.
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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
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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:
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铸铁简介
铸铁一、铸铁的分类铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，除铁碳元素外还含有硅、锰、硫、磷等杂质。
通常用于制作机械零部件的铸铁其含碳量在2.5%—4%。
铸铁在机械制造中应用非常广泛，常见的有机床床身、工作台、箱体、底座等形状复杂或受力及摩擦作用的零件，绝大多数是用铸铁来制造的。
铸铁的性能除决定基体类型外，还和碳存在的形式、数量、大小及分布有着密切的关系。
正是由于这些因素的不同，工业用铸铁的性能及用途也有很大的差异。
根据碳在铸铁中存在的形式和形态的不同，铸铁分类如下：1．白口铸铁碳除少量溶于铁素体外，其余的碳都以渗素体的形式存在在于铸铁中，其断口是银白色，故称白口铸铁。
这类铸铁硬而脆，很难加工，所以很少直接用来制造各种零件，主要是作为炼钢原料和制作一些不重要的耐磨件。
2.灰口铸铁（灰铸铁）牌号HT碳主要以片状石墨形式存在于铸铁中，断口呈灰色。
这类铸铁的力学性能不高，但它的生产工艺简单、价格低廉、而且还具备其它方面的特性，故在工业中应用广泛。
3.球墨铸铁（球铁）牌号QT碳主要以球状石墨的形式存在于铸铁中。
这类铸铁的力学性能不仅比灰铁高，而且还可以通过热处理进一步提高。
所以它在生产中常用作受力大且重要的铸件。
4.蠕墨铸铁（RUT）碳主要以介于片状石墨与球状石墨之间形似蠕虫状的石墨存在于铸铁中。
性能介于灰铸铁与球铸铁之间。
它是近几年发展起来的新型铸铁。
5.可锻铸铁（KT）碳主要以团絮状石墨的形态存在于铸铁中。
其力学性能（特别是韧性和塑性）较大，铸铁高，并接近团墨铸铁，它在薄壁复杂铸件中应用较多。
我们这里主要介绍灰口铸铁、球墨铸铁两种：一）普通灰口铸铁（灰铸铁）灰口铸铁是指对一定成分的铁水作简单的炉前处理，浇注后得到具有片状石墨的铸铁。
它是铸铁类中生产工艺最简单、成本最低的铸铁，所以在工业生产中得到了最广泛的应用。
（例如一台机床其灰铸铁的用量达到70%—80%）在铸铁总产量中，其灰铁占到80%以上。
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%。
铸铁概述
铸铁的概念：含碳量大于2.11%(一般为2.5%~4.0%) 铁碳合金
（含Si、Mn、S、P等元素）
铸铁的特点：
① 历史上使用较早
② 最便宜的金属材料之一
③ 铸造性能极好，且只能用铸造成形
④ 生产成本低，工艺简单，减震性耐磨性好，切削加工性好
⑤ 应用广——主要用于制造各种机器零件
壁厚 b
mm MPa %
硬度 HB
>12 300 6 120~163
>12 330 8 120~163
>12 350 10 120~163
>12 370 12 120~163
450 5 152~219
500 4 179~241
600 3 201~269
700 2 240~270
* 试棒直径16mm
铁素体可锻铸铁 珠光体可锻铸铁
ZG45 0.42-0.52 0.50-0.80 0.20-0.45 320 580 12 20 300
ZG55 0.52-0.62 0.50-0.80 0.20-0.45 350 650 10 18 200
铸钢
热处理 ——退火或正火，细化晶粒，消除魏氏组织及铸造应力。 组织 —— P＋F 用途 —— 形状复杂，需一定强度、塑性、韧性的零件 机车车辆、船舶、重型机械齿轮、轴、轧辊、机座、缸体、外壳、阀体等
管道接口
连杆
蠕墨铸铁
蠕墨铸铁——在铁水浇注前加蠕化剂而得 牌号 —— 如 RuT420 ，表示 b≥420 组织 —— 钢基体+ 蠕虫状G 性能 —— 强度、塑韧性优于灰铸铁。 应用 —— 高压热交换器、汽缸盖、液压阀等
进气管
排气管
蠕墨铸铁
牌号
铸铁知识点
铸铁知识点
【知识要点】
一、铸铁的定义
铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁基合金。
二、铸铁性能
石墨和渗碳体是碳的两种存在形式，铸铁中的碳多以石墨形式存在。
铸铁的缺点是力学性能不如钢好，不易变形加工；因为石墨的存在，故其优点体现为良好的铸造性、耐磨性、减振性、切削加工性和低缺口敏感性。
白口铸铁硬而脆（碳的存在形式是渗碳体）。
三、铸铁的种类
1.根据铸铁中碳的存在形式，铸铁可分白口铸铁、灰口铸铁和麻口铸铁。
2.根据铸铁中石墨的存在形式，铸铁可分灰铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁。
3.种类内涵
4.牌号释疑：HT300最低抗拉强度为300MPa为灰铸铁。
KTH（Z）350-10:最低抗拉强度为350 MPa，最低伸长率为10％的黑心（珠光体）可锻铸铁
QT400-15: 最低抗拉强度为400 MPa，最低伸长率为15％的球墨铸铁。
RUT420：最低抗拉强度为420MPa为蠕墨铸铁。
【例题精讲】
【例一】填空题：按石墨存在的形态可将铸铁分为、、
、。
【解析】此题属于记忆题，旨在考查学生对铸铁分类的掌握情况。
【答案】灰铸铁可锻铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁
【例二】选择题：发动机曲轴可选用制造。
A. RuT300
B.KTH350-10
C.QT900-2
D. HT250
【解析】此题属于材料分析题，旨在考查学生是否掌握铸铁的选用方法。
【答案】C。
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编号方法
牌号实例
灰 铸 片 状 铁 可
团 锻 絮 铸 状
铁
HT + 一组数字 HT100 F+P 数字表示最低抗拉强度值， HT150 单位MPa。 P HT200 “HT”表示灰铸铁代号。 KTH + F KTH、KTB、KTZ KTH300两组数字 分别为黑心、白心、 06 珠光体可锻铸铁代号； 表F KTB + KTB350第一组数字表示最低 心P 两组数字 04 F
磷虽然可促进石墨化, 但其含量高时易在晶 界上形成硬而脆的磷 共晶，降低铸铁的强
度，只有耐磨铸铁中
磷含量偏高 (达0.3%
以上)。
铸铁中的磷共晶
• ⑵ 冷却速度的影响
• 铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分扩散，结晶 将按Fe - G相图进行，因而促进石墨化。
快冷时由 于过冷度
大，结晶
将按 Fe-
• 名为可锻，实不可锻
可锻铸铁的显微 组织
珠光体可锻铸铁
黑心可锻铸铁
可锻铸铁的石墨化退火
• 3、用途
• 用于制造形状复杂且承受振 动载荷的薄壁小型件，如汽 车、拖拉机的前后轮壳、管 接头、低压阀门等。
可锻铸铁管件
• 三、 球墨铸铁
• 石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到. • 1、组织：基体（F、F+P、P）+ 球状G • 球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。 • 球化剂为镁、稀土和稀土镁。
石墨化称为第一阶段
石墨化。
• 包括结晶时一次石墨、
二次石墨、共晶石墨 的析出和加热时一次 渗碳体、二次渗碳体 及共晶渗碳体的分解.
P’
• 在P’S’K’线以下发生
的石墨化称为第二
阶段石墨化。包括
冷却时共析石墨的 析出和加热时共析 渗碳体的分解。 • 石墨化程度不同， 所得到的铸铁类型 和组织也不同。
• 制造承受压力和震动的零件, 如机床床身、各种箱体、壳 体、泵体、缸体。
变速箱体
重型机床床身(HT-250)
大型船用柴油机汽缸体(HT-300)
灰铸铁可以用于压力容器，但应遵循一下条件：
① 铸铁牌号必须符合国家标准，并在产品质量证明 书上注明铸铁选用的材料牌号； ② 不得用于盛装极度、高度和中度危害的介质及设 计压力≥0.15MPa的易燃介质压力容器的受压元件 和移动式压力容器的受压元件； ③ 设计压力≯0.8MPa，设计温度范围：0～250℃；
④ 受压元件强度设计许用应力为设计温度下的抗拉 强度除以安全系数。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 二、可锻铸铁
• 石墨呈团絮状的灰口
铸铁，是由白口铸铁
经石墨化退火获得的。
• 1、组织：
基体(F、P)＋团絮状G
可锻铸铁石墨化退火工艺曲线
• 铁素体基体可锻铸铁又称黑心可锻铸铁。
• 2、性能：强度为碳钢的４0~７0%，接近于铸钢。
铁素体灰铸铁
珠光体 球墨铸铁
铁素体 球墨铸铁
快冷
缓冷
珠光体 可锻铸铁
铁素体 可锻铸铁
第二节 常用铸铁
• 一、灰铸铁
• 灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约
占铸铁总产量的80%以上。
• 1、组织
灰铸铁的组织是由液态铁水缓
慢冷却时通过石墨化过程形成
的，其基体组织有铁素体、珠
光体和铁素体加珠光体三种。
• 耐热铸铁
•常用的耐热铸铁有中硅铸铁、高铬铸铁、镍铬硅铸铁 等，主要用于制造加热炉附件，如炉底板、送链构件、 换热器等。
• 耐蚀铸铁
• 耐蚀铸铁是指能耐化学、电化学腐蚀的铸铁。在 铸铁中加入铬、硅、铝、钼、铜、镍等合金元素， 可使铸件表面形成一层致密的保护膜，还可提高 铁索体的电位，增加铸铁的耐蚀能力。耐蚀铸铁 种类很多，应用较广的是高硅(wSi＝10%～18%)铸 铁，其组织为：含硅铁素体+石墨+Fe3Si2。高硅铸 铁广泛用于制造化工、石油、化纤、冶金等工业 设备。
牌号实例 QT400-15 QT600-3 QT700-2 RuT260 RuT300 RuT420
铸铁的分类
工 业 铸 铁 的 成 分 范 围 与 组 织
工业铸铁的成分范围
Si/Mg/Ce 中速冷却 缓冷 快冷 中速冷却 缓冷 中速冷却 缓冷
珠光体 蠕墨铸铁
铁素体 蠕墨铸铁
白口铸铁
珠光体灰铸铁 石墨化退火
蠕墨铸铁中的石墨
• 蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁， 其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。
灰铸铁 蠕墨铸铁 球墨铸铁
球 墨 铸 铁
灰 铸 铁
蠕 墨 铸 铁
灰铸铁
蠕墨铸铁
球墨铸铁
• 蠕墨铸铁常用于制造承受热循环载荷的零件和结构 复杂、强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、 柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐
P’
铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系
（以共晶铸铁为例）
石墨化进行程度 铸铁的显微组织 铸铁类型
第一阶段 石墨化
完全进行 部分进行 未进行
第二阶段 石墨化
完全进行 F+G 部分进行 F+P+G 未进行 未进行 未进行 P+G Ld’+P+G Ld’ 麻口铸铁 白口铸铁 灰口铸铁
• 3、影响石墨化的因素 • ⑴ 化学成分的影响 • 碳和硅是强烈促进石墨化的元素。 • 碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造 性能变差。
程
• 1、Fe-Fe3C 和 Fe-G (石墨)
双重相图
共晶白口铸铁
• Fe3C是亚稳相，在一定
条件下将发生分解： Fe3C→3Fe+C（石墨）
F基体球墨铸铁
• 石墨是碳的单质之
一，其强度、塑性、
韧性几乎为零。
• 铸铁中的碳除少量
固溶于基体中外，
主要以化合态的渗
碳 体 (Fe3C) 和 游 离
态 的 石 墨 (G) 两 种 形式存在。
碳、硅含量对铸铁石墨化的影响
碳、硅含量过高, 会使石墨数量多
且粗大，基体内
铁素体量增多，
C 白口铸铁
麻口 铸 铁
灰口铸铁
降低铸件的性能.
Si
• 碳、硅量控制范围：2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si。
• Al、Cu、Ni、Co等元素对石墨化有促进作用。 • S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素阻碍石墨化。
硅铁
稀土镁
为避免白口，并使石墨细小均
匀，在球化处理同时还进行孕
育处理。
硅 钙
常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。
球墨铸铁的显微组织
铁 素 体 球 墨 铸 铁 珠 光 体 球 墨 铸 铁
铁 素 体 加 珠 光 体 球 墨 铸 铁
球 墨 铸 铁 中 的 石 墨 球
• 2、性能与热处理
• 强度是碳钢的70~90%。球墨铸铁的突出特点是屈强 比(0.2 /b)高, 约为0.7~0.8, 而钢一般只有0.3~0.5。
WC + Wsi (%)
铸件壁厚和碳硅含量对铸铁组织的影响
Fe3C相图
进行, 不利
于石墨化.
二、铸铁的特点及分类
• 工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。
• 1、铸铁的组织特点
• 钢的基体+G（石墨）
• 基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。
F+G
P+G
F+P+G
2、铸铁的性能特点
⑴ 力学性能低。由于
石墨相当于钢基体中
的裂纹或空洞，破坏
了基体的连续性，且
易导致应力集中。
铸铁与铸钢的强度比较
• ⑵ 耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。
• ⑶ 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。
• ⑷ 铸造性能好。由于铸铁硅含量高, 成分接近于共晶.
• ⑸ 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。
3、铸铁的分类与牌号表示方法
硅钙
孕育处理前
孕育处理后
• 2、热处理
• 热处理只改变基体组织，不改变石 墨形态。 • 灰铸铁强度只有碳钢的30~50%， 热处理强化效果不大。 • 灰铸铁常用的热处理有： • ① 消除内应力退火(又称人工时效) • ② 消除白口组织退火 • ③ 表面淬火
活 塞 环
汽 缸 套
灰铸铁件
• 3、用途
压泵的泵体等。
玻璃模具
制动鼓
• 耐热铸铁
•耐热铸铁是指可以在高温下使用，其抗氧化或抗生长性 能符合使用要求的铸铁。“生长”是指由于氧化性气体沿石
墨片边界和裂纹渗入铸铁内部造成的氧化，以及因Fe3C分解而发 生的石墨化引起铸件体积膨胀。
•向铸铁中加入铝、硅、铬等元素，使铸件表面形成一层 致密的SiO2、Al2O3、CrO3等氧化膜，能明显提高高温下 的抗氧化能力，同时能够使铸铁的基体变为单相铁素体。 此外，硅、铝可提高相变点，使其在工作温度下不发生 固态相变，可减少由此而产生的体积变化和显微裂纹。 铬可形成稳定的碳化物，提高铸铁的热稳定性。
• 四、蠕墨铸铁
• 蠕墨铸铁是20世纪60年代 发展起来的一种新型铸铁. • 蠕墨铸铁是液态铁水经蠕 化处理和孕育处理得到的. • 蠕化剂为稀土硅铁镁合金、 稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等。
蠕墨铸铁中的石墨
蠕墨铸铁的组织： 基体（F、F+P、P）+ 蠕虫状G
蠕墨铸铁的 显微组织
珠光体基体
铁素体基体
灰铸铁齿轮箱
灰铸
铁的 显微 组织
石 墨 片 的 三 维 形 貌
铁 素 体 灰 铸 铁
珠 光 体 灰 铸 铁
铁 素 体 加 珠 光 体 灰 铸 铁