第八章铸铁复习过程
工程材料第八章-铸铁
二、可锻铸铁的牌号、性能及用途
牌号：
KTH(或Z) + 数字1 +数字2
“可铁”拼音字首
H—黑心(铁素体)可 锻铸铁；Z—珠光 体可锻铸铁
最小抗拉 强度值
最小伸长率
如：KTH350－10表示基体为铁素体，最低抗拉强度为350MPa， 伸长率为10％的可锻铸铁
KTZ550－04表示基体为珠光体，最低抗拉强度为550MPa，伸 长率为4％的可锻铸铁
含磷量低，并含有一定量的稀土与镁
（二）组织：球状石墨＋基体组织 （F、F＋P、P）
（三）性能 1、力学性能：强度、塑性、韧性高 （与灰铸铁相比） 2、其他性能：近似于灰铸铁，但过冷度大易产生缩松
二、球墨铸铁的牌号和用途
牌号：
QT + 数字1 —数字2
“球铁”拼音的字首 最小抗拉强度值 最低伸长率
水泵叶轮
发动机飞轮
灰铸铁的牌号、力学性能及用途（GB/T9439-1988）
四、灰铸铁的热处理
（一）去应力退火：对精度要求较高或大型、复杂的铸 件，在切削加工之前，要进行去应力退火
（二）消除铸件白口组织、改善切削加工性的退火 灰铸铁件表层及一些薄截面处，在冷凝过程中产生的
白口组织，需进行退火处理。 将铸铁件加热到850～890℃，保温2～5h，使Fe3C分解，
牌号：
RuT + 数字
“蠕铁”拼音的字首
最小抗拉强度值
如： RuT420表示最小抗拉强度为420MPa的蠕墨铸铁
进气管
排气管
第八章 铸铁
第五节 可锻铸铁
由白口铸铁通过可锻化退火（石墨化退火）而获 得的具有团絮状石墨的铸铁
团絮状石墨削弱了石墨对基体的割裂作用，与灰 铸铁比，可锻铸铁具有较高的力学性能
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。
第八章铸铁
第八章铸铁教案首页一、章节：第八章铸铁第一节铸铁的石墨化及影响因素第二节灰铸铁二、教学目的：使学生了解铸铁的石墨化过程和灰口铸铁组织、性能及热处理和灰口铸铁的牌号。
三、教学方法：讲授与启发结合。
四、教学重点：灰口铸铁组织、性能及热处理和灰口铸铁的牌号。
五、教学难点：灰口铸铁组织、性能及热处理和灰口铸铁的牌号。
六、使用教具：挂图与模型。
七、课后作业：习题集：P142 1、3、5、6。
八、课后小结：第八章铸铁铸铁是指在凝固过程中经历共晶转变，用于生产铸件的铁基合金的总称。
在这些合金中，碳当量超过了在共晶温度时能使碳保留在奥氏体固溶体中的量。
铸铁中含有的碳、硅、锰元素及硫磷等杂质元素比碳钢多。
铸铁中的碳以游离碳化物(渗碳体)或以石墨(G)的形式存在。
根据碳在铸铁中的存在形式，铸铁可分为以下几种：1、白口铸铁这种铸铁中的碳主要以游离碳化物的形式析出，断口呈银白色。
2、灰口铸铁这种铸铁中的碳大部分或全部以石墨的形式析出，断口呈暗灰色。
3、麻口铸铁这种铸铁中的碳部分以游离碳化物形式析出，部分以石墨形式析出，断口灰、白相间。
此类铸铁硬脆性较大，故工业上很少使用。
第一节铸铁的石墨化及其影响因素石墨（G)具有六方晶格。
碳原子呈层状排列，同一层晶面上碳原子间距较近。
原子结合力较强。
层与层之间的距离较远，原子结合力较弱。
因此，石墨受力时，容易沿层面间滑移，故其强度、塑性和韧性极低，接近于零，硬度仅为3HBS。
，一、铸铁的石墨化铸铁中原子以石墨形式析出的过程称为石墨化。
按Fe—C(G)相图，铸铁的石墨化过程可分为以下三个阶段：第一阶段：包括从铸铁液中结晶出一次石墨(过共晶铸铁)和在1154℃通过共晶转变形成的共晶石墨。
第二阶段：在共晶温度和共析温度之间(1 154—738℃)，奥氏体沿ES线析出二次石墨。
第三阶段：在738℃，通过共析转变而析出共析石墨。
二、影响石墨化的因素影响石墨化的主要因素是化学成分和冷却速度。
1．化学成分的影响碳和硅是强烈促进石墨化的元素，碳、硅含量越高，越易获得灰口组织。
工程材料第八章铸铁
目的：将基体转换为细珠光体组织，提高强度、硬度和耐磨性。 工艺：850～900C加热保温后出炉空冷。 适用的铸件：组织为F＋P＋G球的铸件。 正火后的组织：P＋G球
目的：获得B下，使球墨铸铁具有良好的综合力学性能。 工艺：830～870C加热保温后投入280～350C的熔盐中保持。 组织：B下＋A＋G球。
抗拉强度不小于200MPa
“灰铁”之汉语拼音字头
2.灰铸铁的组织 第八章 铸铁－§8.2 常用铸铁的组织和性能 F + G片 （F+P）+ G片 P + G片 电镜下的石墨片 石墨片的三维形貌
3.灰铸铁的性能特点 （1）力学性能低 抗拉强度低、塑性和韧性近于零，属于脆性材料。 片状石墨对钢基体的分割作用大。 抗压强度与钢相近。 用于制造承受压力载荷的零件和结构，如机座、机床床身等。 （2）耐磨性和减振性好 石墨的存在，有利于润滑和储油、吸收振动能量。 （3）工艺性能好 液态流动性好，具有非常优良的铸造性能；切削时易断屑。
第八章 铸铁－§8.2 常用铸铁的组织和性能
4.球墨铸铁的应用 球墨铸铁具有与钢相近的力学性能，可部分替代钢制造承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等。
核燃料贮存运输容器
铸铁曲轴
球墨铸铁制品
第八章 铸铁－§8.2 常用铸铁的组织和性能
蠕墨铸铁（Vermicular Graphite iron） 蠕墨铸铁的牌号 RuT××× 字母“RuT”表示“蠕铁”，3位数字“×××”表示最低抗拉强度值。 举例：RuT 420
01
晶格 ⑵晶体缺陷 ⑶结构起伏 ⑷合金
02
相 ⑹滑移 ⑺同素异构转变 ⑻枝晶偏析
03
铁素体 ⑽奥氏体 ⑾滑移变形 ⑿固溶强化
第八章铸铁
❖ 3.锰钢、硅锰钢 ❖ ① ZG40Mn2 ❖ 正火组织为珠光体＋铁素体。 ❖ 淬火组织为淬火马氏体。 ❖ 调质后得到均匀的回火索氏体组织。 ❖ ②硅锰钢常在调质态使用，组织与相应的锰钢相
似。 ❖ 4．铬镍钢、铬镍相钢及硼钢 ❖ 例如ZG40CrNiMo或ZG50B钢，它们都在调质态
使用，组织为均匀分布的回火索氏体。
❖ 3.淬火、回火
❖ 为强化工件，铸钢可以进行淬火—回火处理。它 主要用于低、中、高合金铸钢件和部分铸造碳钢。 其常见的组织为回火索氏体（调质处理）或回火马 氏体（淬火一低温回火）。
❖ 表面高频淬火是为了使铸钢件的局部表面获得马 氏体组织，来提高表面硬度增 （一）铸造碳钢的显微组织 ❖ 1．铸态组织 ❖ 铸态组织为铁素体＋珠光体＋魏氏组织. ❖ 2．退火组织 ❖ 退火组织为铁素体＋珠光体。 ❖ 3．正火组织 ❖ 正火组织为铁素体十珠光体，分布较均匀。 ❖ 4．调质组织 ❖ ZG270 - 500以上牌号的铸钢可进行调质处理，组
❖ （一）灰铸铁的牌号和基体组织
❖ 国家标准GB/T 9439-1988《灰铸铁件》， 规定了HT100, HT150, HT200, HT250, HT300, HT350六级灰铸铁的牌号。
❖ 铸铁结晶后的组织可能是珠光体和铁素体， 或全部珠光体。也有可能存在共晶碳化物或 二次碳化物，甚至初生碳化物,磷共晶。
❖ 1．铬钢、铬钼钢
❖ ①铬钢如ZG40Cr，经常在调质状态下使用。 组织为均匀的回火索氏体。
❖ ②铬钼钢如ZG35 CrMo，铸态组织为粗大 的铁素体＋珠光体，略呈魏氏组织，并可见 明显的枝晶状组织。
❖ 退火组织为铁素体＋珠光体。
❖ 正火组织为珠光体十铁素体。
❖ 调质组织为均匀的回火索氏体，
工程材料及机械制造基础 第八章铸铁
第二阶段 石墨化
铸铁的显微组织
铸铁类型
完全进行 F+C 部分进行 F+P+C 未进行 P+C 灰口铸铁
部分进行 未进行
ILMTAM
未进行 未进行
Ld’+P+C Ld’
麻口铸铁 白口铸铁
14 14
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
碳、硅含量对铸铁石墨化的影 响
麻口 铸 铁
C 白口铸铁
灰口铸铁
Si
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
15 15
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。
P’
ILMTAM
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
13 13
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
第一阶段 石墨化
完全进行
二次结晶（1154℃→738℃）
共析石墨化
台车式石墨化退火炉
三次结晶（ 738 ℃→室温）
ILMTAM
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
第八章铸钢和铸铁的金相检验
二、灰铸铁
1．灰口铸铁的石墨类型 灰 口铸铁中石墨的大小、数量和分 布对机械性能有很大的影响。为 了便于比较，对铸铁中石墨进行 了分类评级，我国按石墨的形成 原因和分布特征，将其分为A、B、 C、D、E和F六种类型
A型石墨：
石墨片的尺寸和分布都比较均匀， 且无方向性。这种石墨是碳当量为 共晶成份或接近共晶成分的铁水在 共晶温度范围内从铁水中和奥氏体 同时析出的，其生成条件是具有较 小的过冷度，这样才能造成均匀生 核和长大，使各处的结晶和生长速 度相差不大，最后得到大小和分布 均匀的A型石墨。
0.2 MPa
5
ak
% kJ/m2
HB
QT400-17 F 400 250 17 600 179
QT420-10 F 420 270 10 300 207
QT500-5 F+P 500 350 5
－ 147-241
QT600-2
P 600 420 2
－ 229-302
QT700-2
P 700 490 2
由于石墨的存在，使铸铁具备下列特殊性能： ①优良的切削加工性； ②铸造性能好； ③减磨性及耐磨性很高； ④优异的消振性； ⑤低的缺口敏感性。
二、常用的铸铁
1、灰口铸铁（80%）
（1）牌号 “HT”—“灰铁”，数字—最低抗拉强度。
HT100、HT200、HT300（表3-22） 性能：强度较低，韧性较差 应用：承压件，如床身，机架，箱体，缸体，壳体 等 Ｆ、Ｐ和Ｆ+Ｐ三种基体
2、铸钢的组织特征和热处理
◆粗大的奥氏体晶粒
形成 “魏氏组织”：冷却时，铁 素体沿奥氏体晶界网状析出，沿一定 方向以片状生长，呈针状插入珠光体 内，塑性和韧性下降，不能直接使用。
8-1 铸铁基础知识(一)
B型石墨呈花朵状，其实质上是中心部分由D型石墨组成，花朵的外围则为A 型石墨，其形成的过程是这样的：它的成核条件要较形成A型石墨差些，故其共 晶转变时过冷度也比出现A 型石墨时要大一些，由于成核条件较差，因此常常在 共晶团的中心部分形成过冷（D型）石墨，当共晶结晶开始后，由于放出结晶潜 热，能够把未结晶的铁水加热，使其温度有所上升，因而其外围部分在稍高的温 度下结晶，当然石墨的分枝较少，石墨也显得粗大些，最后形成花朵状分布
一厂生产铸件石墨
铸铁基础知识
E型石墨
• E型石墨则是在亚共晶程度较大的铸铁在慢冷的条件下形 成的。初生的奥氏体树枝数量较多。至共晶结晶时过冷度不 太大，形成的石墨核心不太多（共晶团较大），石墨的分枝 不多，所以最后石墨片不象D型那样细小而是比较粗一些， 因为共晶结晶时液体的数量已很少，仅仅占据初生树枝体间 的间隙位置，所以形成的比较粗的石墨片则是顺着树枝体的 枝杆方向生长，显出一定的方向性。这种铸铁如果在快速冷 却下结晶凝固，往往会形成D型石墨，所以经常在高强度的 薄壁铸件中，会同时出现D型、E型石墨的分布特征。
钼是很强的珠光体稳定元素，如加到0.5%时，铸铁中铁素体消失。 钼能细化石墨，仅有轻度的白口倾向，在小于0.8%时能细化珠光 体，增加珠光体含量。 以 钼为合金元素时，磷必须低于0.2%，这是由于要形成复杂的四 元共晶之故（共晶中含磷4.4%，钼5.6%），因此要消耗掉部分 钼。
铸铁基础知识
铸铁的石墨
焊工技师、高级技师培训
8-1 铸铁基础知识（一）
铸铁基础知识
铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金,除碳外,铸铁还含有 较多的Si、Mn和其它一些杂质元素。与钢相比，铸铁熔炼简 便、成本低廉。虽然强度、塑性和韧性较低，但具有优良的 铸造性能，很高的耐磨性，良好的消震性和切削加工性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第八章铸铁
第八章铸铁
一、名词解释
1、白口铸铁:
2、可锻铸铁:
3、灰铸铁:
4、球墨铸铁:
5、蠕墨铸铁:
6、合金铸铁:
二、填空题
1、根据铸铁中碳的存在形式，铸铁可分
为、、、
、、等。
2、灰铸铁具有良好的性能、性能、性能、
性能及较低的性能等。
3、可锻铸铁是有一定化学成分的经可锻化 ,使分解获
得石墨的铸铁。
4、常用的合金铸铁有铸铁、铸铁和铸铁等。
5、球墨铸铁经贝氏体等温淬火后，可获得基本加状石墨组
织，提高了球墨铸铁的强度和硬度。
6、为了获得球墨铸铁，铸铁液在浇注前必须加入济和等量的剂。
7、灰铸铁的性能主要决定于其组织的性能和石墨的数量、、大
小及分布状况。
8、灰铸铁常用的热处理方法主要有处理、软化退火、、表面淬火
等。
9、KTH300-06中的KT表示 ,H表示，300表
示，06表示。
10、HT200中“200”表示铸铁的。
11、QT600—3牌号中“3”的含义是。
12、KTZ700—02牌号中，“700”的含义是。
13、KTZ700—02牌号中，“KTZ”的含义是。
14、碳在铸铁中主要以和的形式存在
15、提高铸铁中元素和元素的含量,有利于其石墨化
三、单项选择题
1、为了提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性，采用热处理方法效果较好。
A、接触电阻加热表面淬火 B等温淬火 C渗碳后淬火加低温回火
2、球墨铸铁经可获得铁素体组织，经可获得下贝氏体基本组织。
A、退火
B、正火
C、贝氏体等温淬火
3、为下列零件正确选材：
机床床身；汽车后桥外壳；柴油机曲轴；排气管。
A、RuT400
B、QT700-2
C、KTH330-10
D、HT300
4、为下列零件正确选材：
轧辊；炉底板；耐酸泵泵体。
A、STSi11Cu2CrRE
B、RTCr16 C抗磨铸铁
5、一般铸铁件表面的硬度心部的硬度。
A、低于
B、等于
C、大于
6、消除铸铁件在冷却过程中产生的内应力，可以采用处理。
A、淬火
B、正火 D、时效
7、灰口铸铁与钢相比较，机械性能相近的是（）。
A.冲击韧性
B.塑性
C.抗压强度
D.抗拉强度
8、制造承受低载荷的支架（铸坯），应选用的材料是（）
A.35
B.40Cr
C. QT600—3
D. HT100
9、关于球墨铸铁，下列叙述中错误的是（）。
A.可以进行调质，以提高机械性能
B.抗拉强度可优于灰口铸铁
C.塑性较灰口铸铁差
D.铸造性能不及灰口铸铁
10、在下列铸造合金中，适宜制造大型曲轴的是（）。
A.灰口铸铁
B.白口铸铁
C.球墨铸铁
D.可锻铸铁
11、在可锻铸铁的显微组织中，石墨的形态是（）。
A.片状的
B.球状的
C.蠕虫状的
D.团絮状的
12、灰口铸铁的石墨形态是（）
A、片状
B、蠕虫状
C、球状
D、团絮状
13、下列化学元素在铸铁中，阻碍石墨化的是（）。
A.碳
B. 硅
C. 硫
D.磷
14、可锻铸铁的石墨形态是（）
A．片状 B.球状 C.蠕虫状 D.团絮状
15、球墨铸铁中的石墨为( )。
A. 蠕虫状
B.片状
C.球状
D.团絮状
16、关于球墨铸铁，下列叙述中错误的是（）。
A.可以进行调质，以提高机械性能
B.抗拉强度可优于灰口铸铁
C.塑性较灰口铸铁差
D.铸造性能不及灰口铸铁
17、球墨铸铁球化处理时，加入的球化剂是（）。
A. 稀土镁钛合金
B.稀土镁合金
C. 75硅铁
D.锰铁
18、挖掘机铲齿、坦克和拖拉机履带宜采用。
A、可锻铸铁
B、球墨铸铁
C、高锰钢ZGMn13
19、对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列哪种组织（）
A、F+G
B、F+P+G
C、P+G
D、Ld+G
20、亚共晶白口铸铁的退火组织中，不可能有下列中的哪种组织（）
A、二次渗碳体
B、共析渗碳体
C、一次渗碳体
D、共晶渗碳体
21、对球墨铸铁件进行下列哪种热处理可得到铁素体基球铁（）
A.低温正火
B.高温正火
C.高温退火
D.等温退火
四、判断题
1、热处理可以改变灰铸铁的基本组织，但不能改变石墨的形状、大小和分布情况。
（）
2、可锻铸铁比灰铸铁的塑性好，因此可进行锻压加工。
（）
3、厚壁铸铁件的表面硬度总比其内部高。
（）
4、可锻铸铁一般只适用于薄壁小型铸件。
（）
5、白口铸件的硬度适中，易于进行切削加工。
（）
6、铸铁中石墨的存在破坏了基体组织的连续性，所以石墨在铸件中是有害无益的。
（）
7、对灰铸铁不能进行强化热处理。
（）
8、所谓白口铸铁是指碳全部以石墨形式存在的铸铁。
（）
9、白口铸铁铁水凝固时不会发生共析转变。
（）
10、铸件可用再结晶退火细化晶粒。
（）
11、可锻铸铁的碳当量一定比灰口铸铁低。
（）
五、简答题
1、什么是铸铁？它与钢相比有什么优点？
2、影响铸铁石墨化的因素有哪些？
3、试述石墨形态对铸铁性能的影响？
4、球墨铸铁是如何获得的？与相同基体的灰铸铁相比，其突出的性能特点是什么？
5、下列牌号各表示什么铸铁？牌号中的数字表示什么意义？
HT250：
QT700-2：
KTH330-08：
KTZ550-04：
RuT420：
RTSi5：
6、常用铸铁有哪几种类型的基体组织？为什么会出现这些不同的基体组织？
7、为什么机床床身、床头箱、支架及机器底座等常采用灰铸铁制造？
8、材料名称Wc(%)主要用途材料名称σb或σsMPa主要用途。