第八章常用材料第三节铸铁
铸铁是什么材料
铸铁是什么材料
铸铁是一种含碳量在2%以上的铁合金材料，通常用于制造机械零件、汽车零件、铁路轨道、桥梁等工程结构。
铸铁通常分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁三种类型，每种类型都有其独特的特性和用途。
首先，灰铸铁是最常见的铸铁材料之一，其含碳量在2.5%以下。
灰铸铁的微
观组织中含有大量的石墨，这使得其具有很好的润滑性和吸振性能，因此在制造摩擦副和机械零件时广泛应用。
另外，灰铸铁还具有较高的耐磨性和耐热性，适用于一些高温摩擦场合，如汽车发动机缸体、汽缸套等零部件。
其次，球墨铸铁是一种添加了稀土镁合金的铸铁材料，其微观组织中的石墨呈
球状，因此具有较高的韧性和强度。
球墨铸铁的拉伸强度和冲击韧性分别是灰铸铁的2-3倍和10倍以上，因此在需要高强度和韧性的零件上得到广泛应用，如汽车
曲轴、车轮、机械零件等。
最后，白口铸铁是一种含碳量在2%以上的铸铁材料，其微观组织中几乎不含
石墨，因此具有较高的硬度和抗压强度。
白口铸铁通常用于制造一些需要较高硬度和耐磨性的零件，如刀具、磨料轮、齿轮等。
总的来说，铸铁作为一种常见的铁合金材料，具有较好的机械性能和加工性能，因此在工程结构和机械制造领域得到广泛应用。
不同类型的铸铁材料具有各自独特的特性和用途，可以根据具体的工程需求选择合适的铸铁材料进行制造，以满足不同零件的性能要求。
铸铁在工程领域的应用前景广阔，将继续发挥重要作用。
第三节 球墨铸铁知识
第三节球墨铸铁一、组织和性能经过球化处理的铸铁液，浇注后石墨结晶球状，获得球墨铸铁，从而提高了铸铁的力学性能。
[组织]：基体+球状石墨，基体的组织有多种，常见的如图所示。
[性能]：球墨铸铁的强度、塑性与韧性都大大优于灰铸铁，力学性能可与相应组织的铸钢相媲美。
缺点是凝固收缩较大，容易出现缩松与缩孔，熔铸工艺要求高，铁液成分要求严格。
二、热处理铸态下的球墨铸铁基体组织一般为铁素体与珠光体，采用热处理方法来改变球墨铸铁基体组织，可有效地提高力学性能。
常用的热处理方法如下：[退火]：球墨铸铁的退火分为去应力退火、低温退火和高温退火。
去应力退火工艺与灰铸铁相同。
低温退火和高温退火的目的是使组织中的渗碳体分解，获得铁素体球墨铸铁，提高塑性与韧性，改善切削加工性能。
[正火]：球墨铸铁正火的目的是增加基体中珠光体的数量，或获得全部珠光体的基体，起细化晶粒，提高铸件的强度和耐磨性能的作用。
正火分为低温正火和高温正火。
[调质处理]：将铸件加热到860～920℃，保温2～4小时后油中淬火，然后在550～600℃回火2～4小时，得到回火索氏体加球状石墨的组织，具有良好的综合力学性能，用于受力复杂和综合力学性能要求高的重要铸件，如曲轴与连杆等。
[等温淬火]：将铸件加热到850～900℃，保温后迅速放入250～350℃的盐浴中等温60～90分钟，然后出炉空冷，获得下贝氏体基体加球状石墨的组织，使综合力学性能良好，用于形状复杂，热处理易变形开裂，要求强度高、塑性和韧性好、截面尺寸不大的零件。
三、球墨铸铁的牌号及用途[牌号表示]：是由“QT”（“球铁”两字汉语拼音字首）后附最低抗拉强度σb值（MPa）和最低断后伸长率的百分数表示。
例如牌号QT700—2表示最低抗拉强度为600MPa、最低断后伸长率δ为2％的球墨铸铁。
[应用场合]：球墨铸铁的力学性能优于灰铸铁，与钢相近，可用它代替铸钢和锻钢制造各种载荷较大、受力较复杂和耐磨损的零件。
材料知识铸铁ppt课件
ppt精选版
27
ppt精选版
28
2.3.2力学性能及金相组织
单铸试棒的力学性能 铸件的力学性能
ppt精选版
29
单铸试棒的力学性能及金相组织
铸铁部分
铸铁是碳含量大于2.11％的铁碳合金。除碳以外，铸铁 还含有较多的Si、Mn和其他一些杂质元素。同钢相比， 铸铁熔炼简便、成本低廉，虽然强度、塑性和韧性较 低，但是具有优良的铸造性能，很高的减磨和耐磨性， 良好的消震性能和切削加工性能以及缺口敏感性低等 一系列优点。
按铸铁中是否有石墨存在，把铸铁分成灰铸铁和白口 铸铁。按石墨形态的不同，可以分为（普通）灰铸铁、 球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁。此外，按铸铁中是 否含有除常规元素以外的合金元素，还可把铸铁分成 普通铸铁与合金铸铁（亦称为特种性能铸铁）。
ppt精选版
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)
ppt精选版
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 。
ppt精选版
30
2.3.2本体力学性能及金相组织
ppt精选版
31
2.3.2力学性能及金相组织
ppt精选版
32
2.3.2力学性能及金相组织
石墨主要以球状为主，通常石墨球化等级要符合 GB/T 9441中的1-4级,石墨大小5-8级。如有疲劳强 度等特殊要求的，球化率由供需双方商定。
材料科学基础-8-铁碳相图
（二）典型铁碳合金的平衡转变过程及其组织
（1）ωC=0.01%的工业纯铁
室温组织：α+Fe3CⅢ
相组成物： α+Fe3C
例：求ωC=0.01%工
业纯铁中的组织组成
物与相组成物相对量。
相组成物： α+Fe3C
% =
0.01 − 0.0008
× 100% = 0.14%
例：求ωC=0.4%亚共析钢中组织组成物和相组成物的相
对量。
相组成物：Fe3C+α
α%=[(6.69-0.4)/(6.690.0008)]×100%=94%
Fe3C%=[(0.4-0.0008)/(6.690.0008)]×100%=6%
或Fe3C%=1-94%=6%
组织组成物：P+α
P%=[(0.4-0.0218)/(0.770.0218)]×100%=50.5%
α%=[(0.77-0.4)/(0.770.0218)]×100%=49.5%
亚共析钢的室温组织
珠光晶过程示意图
组织组成物P+Fe3CⅡ
相组成物α+ Fe3C
（4）过共析钢
（4）过共析钢
例：求ωC=2.0%
过共析钢的组织
组成物相对量。
组织组成物相对量
P+Fe3CⅡ ：
γS→αP + Fe3C （727℃)
共析线
二、Fe-Fe3C相图分析
②特性点分析
0
0
二、Fe-Fe3C相图分析
③相图中的线
二、Fe-Fe3C相图分析
3条重要的固态转变线：
a、GS线——
•奥氏体中开始析出铁素体
单元34-1第八章典型零件的选材与工艺路线分析
不锈钢具有优良的耐腐蚀性和机械性能，适用于制造高强度、耐腐蚀的零件，如压力容器、管道等。焊接工艺能够实现异种材料的连接，因此不锈钢材料与焊接工艺相匹配适用于这些零件的制造。
不锈钢材料与焊接工艺
典型零件的选材与工艺路线实例分析
#O4
#2022
轴类零件的选材与工艺路线分析
总结词
轴类零件是机械中常见的支撑和传动零件，其选材和工艺路线分析需考虑强度、耐磨性、耐腐蚀性和热处理工艺。
现有研究的不足与展望
列举了几个典型零件的选材和工艺路线分析案例，如轴类、齿轮类、箱体类等，通过实例说明了选材和工艺路线分析的实际应用和效果。
典型零件选材与工艺路线实例
总结了选材时应考虑的主要因素，包括材料的机械性能、工艺性能、经济性以及环境影响等。强调了选材时需权衡各种因素，以达到最佳的综合效果。
选材原则
铜及铜合金
常用材料介绍
材料性能与零件性能的关系
材料性能直接影响零件的性能，如强度、刚度、耐磨性等。 材料的物理和化学性质对零件的工作环境和使用寿命有重要影响，如耐腐蚀性、导电性、热膨胀系数等。 材料的机械性能对零件的加工制造和装配也有重要影响，如可加工性、焊接性、切削性等。
工艺路线分析
#O2
#2022
04
根据确定的工序顺序和设备、工艺方法，制定详细的工艺流程和工艺标准，明确各工序的加工要求、检验标准等。
制定工艺流程和工艺标准
在实际生产过程中，根据实际情况对工艺路线进行优化和完善，提高生产效率和产品质量。
优化和完善工艺路线
工艺路线制定流程
工艺路线优化方法
通过分析和改进生产过程，减少非增值环节，如等待、搬运、检验等，提高生产效率和产品质量。
铸铁属于什么材料
铸铁属于什么材料
铸铁是一种铁碳合金材料，主要包括灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁。
它具有良
好的铸造性能、机械性能和耐磨性，被广泛应用于工业制造领域。
铸铁的分类和性能让人们对它的材料特性产生了疑问，那么铸铁属于什么材料呢？
首先，我们来了解一下铸铁的基本成分。
铸铁是以铁和碳为主要合金元素，同
时还含有一定量的硅、锰、磷等元素。
根据碳的形态和含量不同，可以将铸铁分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁。
灰铸铁中碳以石墨形式存在，球墨铸铁中碳以球状石墨形式存在，而白口铸铁中碳以铁素体形式存在。
这些不同形式的碳对铸铁的性能产生了显著影响。
其次，铸铁的性能特点也能够说明它属于什么材料。
铸铁具有较高的铸造性能，能够流动性好，填充性能强，适合于各种复杂形状和薄壁厚的铸件制造。
同时，铸铁的机械性能也较好，具有一定的强度和韧性，在静载和冲击载荷下表现出良好的性能。
此外，铸铁还具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，能够满足不同工况下的使用要求。
最后，铸铁作为一种特殊的铁碳合金材料，其材料特性决定了它在工程领域的
重要地位。
在汽车制造、机械制造、建筑工程等领域，铸铁都有着广泛的应用。
它能够满足复杂零部件的铸造要求，同时在成本和性能上都具有一定的优势，因此备受青睐。
综上所述，铸铁属于一种铁碳合金材料，具有良好的铸造性能、机械性能和耐
磨性，被广泛应用于工业制造领域。
通过了解铸铁的基本成分和性能特点，我们可以更好地理解铸铁属于什么材料这个问题。
铸铁的独特性能使其在工程领域发挥着重要作用，也为工程师提供了更多的设计选择。
常用铸铁材料课件
灰铸铁
02
灰铸铁的特性
01
良好的铸造性能
灰铸铁具有较低的收缩率，容易获得形状复杂的铸件。
02
良好的耐磨性和耐腐蚀性
灰铸铁的表面硬度高，不易磨损，同时对酸、碱等化学 介质具有一定的耐腐蚀性。
03
良好的减震性能
灰铸铁的内部结构有助于吸收振动和冲击，减少机械部 件的损坏。
灰铸铁的生产工艺
配料与熔炼
根据铸件要求选择合适 的原材料，进行熔炼和 除渣处理。
灰口铸铁的碳主要以石墨形式存在，具 有较好的耐腐蚀性和减震性，常用于制 造管道、容器等。
铸铁的应用
由于铸铁具有良好的铸造性能、耐磨性、耐腐蚀性和价格优势，因此广泛应用于汽 车、拖拉机、柴油机、压缩机、管道、容器等制造领域。
在建筑领域，铸铁也常被用于制造水管、暖气片等设施。
在农业领域，铸铁可用于制造农机具和农用车等。
详细描述
高温铸铁是在普通铸铁中加入一定比例的合金元素，如镍、铬、钨等，经过特殊的热处理而制成的。其具有优良 的高温性能和抗氧化性，能够在高温环境下保持稳定的机械性能，常用于制造发动机、燃气轮机等高温环境下的 关键部件。
谢谢聆听
浇注与造型
将熔融的铁水注入模具 中，形成铸件毛坯。
冷却与落砂
控制冷却速度，使铸件 充分冷却，然后进行落 砂处理，去除毛坯表面 的砂子。
清理与加工
对铸件表面进行清理， 去除毛刺、飞边等缺陷， 根据需要进行机械加工。
灰铸铁的应用实例
01
02
03
机床床身
由于灰铸铁具有良好的耐 磨性和减震性能，常用于 制造机床的床身等关键部 件。
铸铁的分类
根据碳的存在形式，铸铁可分为白口铸 铁、灰口铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁等。
化工机械基础(第三版) 第八章 化工设备材料
《化工设备机械基础》教程
四、碳钢 1. 常存杂质元素对钢材性能的影响
硫、磷、锰、硅、氧、氮、氢等 （1）硫 有害元素。FeS和 Fe形成低熔点(985℃)化合物。钢材热加工 1150～1200℃，过早熔化而导致工件开裂，称“热脆”。 高级优质钢：S＜0.02%～0.03%； 优质钢：S＜0.03%～0.045%； 普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。
体心立方晶格塑性比面心立方晶格的好，而后者的强度高 于前者。
首页 末页 向上 向下 返回 结束 调音
《化工设备机械基础》教程
铸铁一般碳以石墨形式存在，有不同的组织形貌。
球墨铸铁强度最高；细片状石墨次之；粗片状石墨最差。
首页 末页 向上 向下 返回 结束 调音
《化工设备机械基础》教程
2. 纯铁的同素异构转变 体心立方晶格的纯铁称a-Fe，面心立方晶格的铁称为γ-Fe。 a-Fe加热可变为γ-Fe，反之高温下的γ-Fe冷却可变为a-Fe。 在固态下晶体构造随温度发生变化的现象，称“同素异构转 变”。 纯铁的同素异构转变是在910℃恒温下完成的。在固态下重新排 列、结晶过程。是钢进行热处理的依据。
《化工设备机械基础》教程
（3）渗碳体 碳和铁形成一种化合物（Fe3C）称渗碳体。 熔点约1600℃，硬度高，塑性几乎等于零。 铁碳合金含碳量小于2％时，其组织是在铁素体中散布着渗碳 体，是碳素钢。 含碳量大于2％时，部分碳以石墨形式存在，称铸铁。抗拉强 度和塑性都比碳钢低。但铸铁具有一定消震能力。
3. 碳钢的基本组织 碳在铁中的存在形式有固溶体、化合物和混合物三种。 (固溶体：两种或两种以上的元素在固态下互相溶解，而仍 然保持溶剂晶格原来形式的物体。) 这三种不同的存在形式，形成了不同的碳钢组织。
- 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)。
第八章常用材料
第三节铸铁
关于石墨相铸铁的叙述，不正确的是________。
A．抗压不抗拉
B．消振能力是钢的10倍
C．良好的铸造与锻造工艺性
D．良好的切削加工性
铸铁是含碳量大于________，并含有硅、锰、硫、磷等杂质的铁碳合金。
A．1.35%
B．2.11%
C．2.5%
D．4.3%
当铸件某部位是白口铸铁时，将加热850～950℃保温，目的是________。
A．石墨细化
B．石墨分解
C．渗碳体分解为石墨
D．石墨分解为渗碳体
铸铁薄壁处出现白口现象，原因主要是________。
A．化学成分
B．冷却太慢
C．冷却太快
D．都不对
白口铸铁件不具有下列________性能。
A．高强度
B．高硬度
C．高耐磨性
D．高脆性
普通灰口铸铁组织中，不应有________出现。
A．一次渗碳体
B．二次渗碳体
C．三次渗碳体
D．一次渗碳体和二次渗碳体
灰口铸铁的含碳量一般为________。
A．＜2.11%
B．＞2.11%
C．2.5%～4.0%
D．3.5%～5.5%
灰铸铁中的碳的存在形式主要是________。
A．渗碳体
B．石墨
C．溶于铁素体中
D．溶于奥氏体中
灰口铸铁具有良好的铸造性、消振性、耐磨性等，主要是由于组织中存在________。
A．铁素体
B．珠光体
C．石墨
D．渗碳体
灰口铸铁实质上是在________的基体上分布着片状石墨。
A．铁
B．钢
C．铁碳合金
D．Fe3C
下列材料中属于珠光体基体的灰口铸铁是________。
A．HT100
B．HT150
C．HT200
D．HT300和HT250
下列牌号中为F基体的灰口铸铁________。
A．HT100
B．HT150
C．HT200
D．HT250
下列牌号中为F+P基体的灰口铸铁________。
A．HT100
B．HT150
C．HT200
D．HT250
灰铸铁具有良好的________。
A．铸造性
B．切削加工性
C．减摩性和减振性
D．以上均正确
碳主要以片状石墨形式析出的铸铁称为________。
A．白口铸铁
B．灰铸铁
C．可锻铸铁
D．球墨铸铁
下列材料中属于孕育铸铁的是________。
A．HT200
B．HT300
C．KTH300-06
D．HT100
孕育铸铁是灰口铸铁经孕育处理后，使________，从而提高灰口铸铁的机械性能。
A．基体组织改变
B．石墨片细小
C．晶粒细化
D．使石墨片粗大
关于孕育铸铁，不正确的叙述是________。
A．机械性能比灰口铸铁提高
B．在浇注前向铁水中加入少量孕育剂
C．常用于制造柴油机气缸套、活塞环
D．工业上常用的孕育剂有硅铁和铝合金
为了提高灰口铸铁的机械性能，为此采用孕育处理（变质处理）来细化组织，一般孕育铸铁中加入的孕育剂为________。
A．硅铁合金
B．稀土硅铁合金
C．稀土镁合金
D．稀土硅铁钙合金
为了提高灰口铸铁的机械性能，为此采用孕育处理（变质处理）来细化组织，一般孕育铸铁中加入的孕育剂为________。
A．硅钙合金
B．稀土硅铁合金
C．稀土镁合金
D．稀土硅铁钙合金
相同基体的可锻铸铁与灰口铸铁相比，机械性能指标高的是________。
A．强度和硬度
B．刚度和塑性
C．塑性和韧性
D．强度和韧性
可锻铸铁是在钢的基体上分布的石墨是________。
A．粗片状
B．细片状
C．团絮状
D．球粒状
白心可锻铸铁的基体为________。
A．铁素体
B．铁素体+珠光体+渗碳体
C．珠光体
D．珠光体+渗碳体
白心可锻铸铁牌号表示为________。
A．KTH
B．KTB
C．KTZ
D．KTW
对可锻铸铁描述正确的是________。
A．可铸造
B．石墨团絮状
C．强度比灰铁低
D．退火时间短
黑心可锻铸铁的基体为________。
A．铁素体
B．铁素体+珠光体+渗碳体
C．珠光体
D．珠光体+渗碳体
KTH300-06中300和06分别表示________。
A．最低抗拉强度和最低延伸率
B．最低屈服强度和最低延伸率
C．最低抗拉强度和最低断面收缩率
D．最低屈服强度和最低断面收缩率
________用于制造承受冲击和振动的零件，如船用电机机壳、船舶管系接头、水箱等。
A．KTZ700-02
B．HT300
C．KTH300-06
D．KTB450-07
________用于制造承受高载荷、耐磨损和有一定冲击的零件，如小型曲轴、连杆、轮轴及齿轮等。
A．KTZ700-02
B．HT300
C．KTH300-06
D．KTB450-07
球墨铸铁的机械性能接近甚至超过某些________。
A．钢
B．低碳钢
C．中碳钢
D．高碳钢
球墨铸铁是在钢的基体上分布着________。
A．粗片状石墨
B．细片状石墨
C．团絮状石墨
D．球粒状石墨
球墨铸铁牌号中的数字表示________。
A．强度极限和屈服极限
B．屈服极限和强度极限
C．强度极限和韧性
D．强度极限和塑性
球墨铸铁QT700-02的基体是________。
A．铁素体
B．铁素体+珠光体
C．珠光体
D．珠光体+渗碳体
在下列铸铁材料中，机械性能提高，甚至接近钢的是________。
A．孕育铸铁
B．可锻铸铁
C．球墨铸铁
D．合金铸铁
与灰口铸铁比，球墨铸铁最突出的性能特点是________。
A．塑性高
B．韧性好
C．强度高
D．硬度高
球墨铸铁中的球化剂为________。
A．Mn
B．Al
C．Mg
D．Si
球墨铸铁中的球化剂为________。
A．Mn
B．Al
C．Si
D．稀土
以下可作柴油机连杆的材料是________。
A．灰铸铁
B．可锻铸铁
C．球墨铸铁
D．合金铸铁
球墨铸铁QT450-10的基体是________。
A．铁素体
B．铁素体+珠光体
C．珠光体
D．珠光体+渗碳体
球墨铸铁QT600-03的基体是________。
A．铁素体
B．铁素体+珠光体
C．珠光体
D．珠光体+渗碳体
对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列________组织。
A．F+G
B．F+P+G
C．P+G
D．Ld+G
对球墨铸铁件进行下列________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
蠕墨铸铁牌号中的数字表示________。
A．强度极限和屈服极限
B．屈服极限和强度极限
C．强度极限
D．延伸率
蠕墨铸铁是在钢的基体上分布着________。
A．细片状石墨
B．蠕虫状石墨
C．团絮状石墨
D．球粒状石墨
特殊铸铁是在灰口铸铁或球墨铸铁中加入一定的________。
A．碳
B．杂质元素
C．气体元素
D．合金元素
下列不属于特殊性能铸铁的是________。
A．耐磨铸铁
B．耐蚀铸铁
C．耐热铸铁
D．蠕墨铸铁
高磷耐磨铸铁是在________（如HT250、HT300）中加入0.3%～0.6%的磷制成的特殊性能铸铁。
A．珠光体灰口铸铁
B．铁素体灰口铸铁
C．珠光体＋铁素体灰口铸铁
D．可锻铸铁
耐热铸铁大多为________基体的球墨铸铁。
A．单相珠光体
B．单相铁素体
C．珠光体＋铁素体
D．可锻铸铁
耐热铸铁大多为单相铁素体基体的________。
A．灰口铸铁
B．可锻铸铁
C．球墨铸铁
D．蠕墨铸铁。