铸铁组织
说明普通灰口铸铁,可锻铸铁,球墨铸铁组织
说明普通灰口铸铁,可锻铸铁,球墨铸铁组织灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁是三种常见的铸铁材料，它们在工业
制造领域中具有重要作用。
本文将围绕铸铁组织这一方面对这三种铸
铁材料进行详细介绍。
一、灰口铸铁
灰口铸铁的组织主要是以珠光体、残余铁素体和全面发展的珠光体构
成的，其中珠光体呈板条状，沿扩散距离变细，交错排列。
板条状珠
光体的宽度和间距决定了灰口铸铁的断面中的“灰口”大小。
二、可锻铸铁
可锻铸铁产生的珠光体比灰口铸铁更为细小且分布更为分散，珠光体
之间的网状残余铁素体较少。
其组织特点是由均匀分布的球状、碳化
物和珠光体相构成的，具有较好的可锻性和机械性能。
三、球墨铸铁
球墨铸铁的组织与可锻铸铁类似，主要有碳化物和球状珠光体构成。
与珠光体相比，球状珠光体在微观上呈球形结构，并具有较高的韧性、强度和可塑性，使球墨铸铁具有良好的机械性能。
同时，碳化物的尺
寸也比可锻铸铁要小得多，在球墨铸铁中分布更加细致均匀。
总之，铸铁组织是影响铸铁强度和硬度的主要因素，不同组织类型会
影响铸铁材料的性能和用途。
灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁在组织
上的差异，也决定了它们在不同领域的应用及其优缺点。
铸铁金相组织
铸铁金相组织
铸铁是一种由碳、硅、锰、磷等元素组成的合金材料，金相组织也是其重要的性能指标之一。
铸铁的金相组织主要有珠光体、渗碳体、残余奥氏体三种。
其中珠光体是由铁素体和渗碳体组成的，具有珠状形态，易于磨削加工，常用于制造磨具、磨轮和铸铁零件等。
渗碳体又称为球墨铸铁，由铁素体和球状石墨组成，具有高强度、高韧性和较好的耐磨性，常用于制造机械零件、车辆零部件等。
残余奥氏体的含量与铁素体含量相等，是一种强度高、脆性大的组织，常用于高应力、高速、高负荷的机件部件。
铸铁的金相组织与生产工艺、成分配比、冷却速度、凝固时间等因素密切相关，因此铸铁金相组织的控制是铸铁制品质量保证的关键。
可锻铸铁 组织
可锻铸铁一、什么是可锻铸铁可锻铸铁是一种具有良好可锻性能的铸铁材料，其在铸造过程中具备铸铁的优点，同时又具备钢的可锻性能。
可锻铸铁可以通过热处理和机械加工等工艺，使其具备较高的强度和韧性，适用于制造各种机械零件和工具。
二、可锻铸铁的组织特点可锻铸铁的组织特点决定了其具备良好的可锻性能。
以下是可锻铸铁的主要组织特点：1. 球墨铸铁组织可锻铸铁中常见的一种组织是球墨铸铁组织。
球墨铸铁由于含有球状石墨，具备了较高的韧性和可锻性。
球墨铸铁的组织特点是石墨球与铁基体之间存在着相对较弱的结合力，这种结构使得球墨铸铁具备了较好的可塑性和可锻性。
2. 铁素体和珠光体组织可锻铸铁中还存在着铁素体和珠光体组织。
铁素体是可锻铸铁的主要组织之一，其具备较高的可塑性和可锻性。
珠光体是由铁素体和珠光体组成的，其具备一定的韧性和强度。
3. 碳化物组织可锻铸铁中的碳化物组织对其可锻性能有一定影响。
碳化物的存在会降低可锻铸铁的可塑性和可锻性，因此在可锻铸铁的制备过程中需要控制碳化物的含量，以提高其可锻性能。
三、可锻铸铁的制备工艺可锻铸铁的制备工艺主要包括铸造、热处理和机械加工等过程。
1. 铸造过程可锻铸铁的制备首先是通过铸造工艺进行。
铸造过程中需要选择合适的铸造材料和铸造工艺，以保证可锻铸铁的组织和性能。
常见的铸造工艺包括砂型铸造、金属型铸造和压力铸造等。
2. 热处理过程热处理是可锻铸铁制备中不可或缺的一步。
通过热处理可以改变可锻铸铁的组织结构，提高其强度和韧性。
常见的热处理工艺包括退火、正火和淬火等。
3. 机械加工过程机械加工是可锻铸铁制备的最后一步。
通过机械加工可以对可锻铸铁进行形状加工和尺寸加工，使其达到设计要求。
常见的机械加工工艺包括车削、铣削和磨削等。
四、可锻铸铁的应用领域可锻铸铁由于其良好的可锻性能和机械性能，被广泛应用于各个领域。
以下是可锻铸铁的主要应用领域：1. 机械制造可锻铸铁常被用于制造各种机械零件和工具。
其具备较高的强度和韧性，可以满足机械制造领域对材料性能的要求。
铸铁铸态组织基础知识
铸铁铸态组织基础知识铸铁是一种常见的金属材料，其具有良好的机械性能和耐热性能，广泛应用于工业制造领域。
铸铁的组织结构对其性能有着重要影响，铸态组织是指铸铁在铸造过程中形成的组织结构。
本文将介绍铸铁铸态组织的基础知识。
铸铁是由铁、碳和其他合金元素组成的合金材料。
在铸造过程中，铸铁首先以液态形式注入铸型中，然后在冷却过程中逐渐凝固形成固态材料。
铸态组织是指铸铁在凝固过程中形成的组织结构。
铸铁的铸态组织通常由铁素体、珠光体和石墨组织组成。
铁素体是铸铁的基体组织，主要由铁和碳组成。
珠光体是一种由铁和碳组成的固溶体，具有球状或类似珍珠的形态，是铸铁中的主要强度组织。
石墨组织是由石墨片或石墨球组成的结构，具有良好的润滑性能和抗磨损性能。
铁素体的形成取决于铸铁的化学成分和冷却速率。
高碳铸铁中的碳含量较高，有利于铁素体的形成。
快速冷却会抑制铁素体的形成，使珠光体比例增加。
因此，铸铁的化学成分和冷却速率对铸态组织有重要影响。
铸态组织对铸铁的性能有着重要影响。
铁素体具有较高的强度和硬度，但脆性较大。
珠光体具有较高的塑性和韧性，但强度和硬度较低。
石墨组织能够降低摩擦系数，提高耐磨性能。
因此，铸铁的性能可以通过调整铸态组织的比例来实现。
铸态组织的控制主要通过铸造工艺和热处理工艺来实现。
在铸造工艺中，可以通过调整铸型温度、浇注速度和冷却方式等参数来控制铸态组织。
在热处理工艺中，可以通过加热和冷却的方式来改变铸态组织的形貌和比例。
铸态组织的评价主要通过金相显微镜观察和显微硬度测试来实现。
金相显微镜可以观察铸态组织的形貌和比例，显微硬度测试可以评估铸态组织的硬度和强度。
总结起来，铸铁铸态组织是指铸铁在铸造过程中形成的组织结构，主要由铁素体、珠光体和石墨组织组成。
铸态组织对铸铁的性能有着重要影响，可以通过调整铸态组织的比例来改变铸铁的性能。
控制铸态组织的方法主要包括铸造工艺和热处理工艺。
铸态组织的评价主要通过金相显微镜观察和显微硬度测试来实现。
铸铁中组织的形态
形态特征
碳（少量硅）溶入ɑ-Fe 中的固溶体，常分布于石墨周围。在球墨 铸铁中，以牛眼状、网状和破碎状等形态存在。在硝酸酒精溶液 腐蚀后，呈黄白色，可显示晶界 按形成原因和形态分类有：初晶、共晶、二次和三次渗碳体等形 态。加入合金后可形成合金渗碳体和碳化物。经硝酸酒精腐蚀呈 现白亮色，碱性苦味酸钠溶液腐蚀呈棕色。 初晶和共晶渗碳体呈长条状； 二次渗碳体呈网状； 三次渗碳体呈条状； M3C 型为网状或板状； M7C3 和 M23C7 为条状或条块状 有片状和粒状之分。片状是铁素体与渗碳体呈交替层片状排列； 粒状是渗碳体以颗粒状分布于铁素体内 共晶渗碳体和共晶奥氏体机械混合物，呈蜂窝状（横切面）与鱼 骨状（纵切面） 。 二元磷共晶由 Fe3P 和 A 组成，三元由 Fe3P、Fe3C 和 A 组成，为 边界向内凹陷的多边形，大多分布在晶界处。 硝酸酒精腐蚀后二元的是白色的 Fe3P 上分布着 A 分解产物； 三元 磷共晶是白色的 Fe3P 上分布着白色针状 Fe3C 和 A 的分解产物。 W（CE）＞3.47%时出现二元 磷共晶； W（CE）＜3.35%时出现三元 磷共晶 呈羽毛状 电镜下呈透镜状；光镜下呈交叉分布的细针状 板条状、短而粗的针状、针叶较钝 针状或竹叶状，具有中脊线 晶粒内沿一定方向呈条状
珠光体 莱氏体 磷共晶
上贝氏体 下贝氏体 低碳马氏体 高碳马氏体 魏氏组织
经硝酸酒精腐蚀后各组织的颜色变化: 珠光体、马氏体 是黑色； 是白亮色； 是灰色。
渗碳体、奥氏体、铁素体
石墨、马氏体和残余奥氏体的混合物
球墨铸铁的组织和性能
铁素体球墨铸铁
铁素体－珠光体球墨铸 铁
珠光体球墨铸铁
球墨铸铁的显微组织
球墨铸铁良好的机械性能是与其组织特点分不开的，在球铁中，石 墨结晶成球状，对基体的割裂作用大为减小，基体强度的利用率达（70～ 90）%，抗拉强度不仅高于铸铁，甚至还高于碳钢，σb＝(400～600)MPa， σs＝(300～400)MPa。屈强比σs/σb 为 0.7～0.8，比钢约高 40%左右。 塑性、韧性比灰口铸铁大大提高，δ＝(1.5～10)%，经热处理最高可达
δ＝(20～25)%。 球墨铸铁不仅具有远远超过灰铁的机械性能，而且同样也具有灰铁 的一系列优点。如良好的铸造性能、减摩性、切削加工性及低的缺口敏 感性等。甚至在某些性能方面可与锻钢相媲美，如疲劳强度大致与中碳 钢相似，耐磨性优于表面淬火钢等。此外，球铁还可适应各种热处理， 使其机械性能提高到更高的水平。因此。球铁一出现就得到迅速的发展。 它可代替部分钢作较重要的零件，对实现以铁代钢、以铸代锻起重要的 作用，具有较大的经济效益。例如，珠光体球铁常用于制造曲轴、连杆、 凸轮轴、机床主轴、水压机气缸、缸套、活塞等。铁素体球铁用于制造
盘铸件需进行退火处理。 2.正火
目的是增加基体组织中珠光体的含量，并使其细化，提高铸铁的强 度、硬度和耐磨性，如发动机的缸套、滑座和轴套等铸件均要进行正火。
此外，还能将铸态珠光体球铁进行调质和等温淬火，以获得高的强度和硬度，但是都只适宜 于小件。
并适合流水作业生产等优点。 因球化处理时铁水温度有所降低，为保证流动性，应使铁水的出炉
温度高些。 四、球墨铸铁的热处理 由于球铁基体组织与钢相同，球铁石墨又不易引起应力集中，因此 它具有较好的热处理工艺性能。凡是钢可以采用的热处理，在理论上对 球铁都适用。常用的热处理方法有以下几种：
铸铁铸态组织基础知识
铸铁铸态组织基础知识铸铁是一种常见的铸态材料，具有良好的机械性能和耐热性能。
铸铁的基本组织特征是由铁素体和石墨组成的复合组织。
在这篇文章中，我们将介绍铸铁的基本组织知识。
铸铁的基本组织由两部分组成：铁素体和石墨。
铁素体是铸铁中的主要组织相，它由铁和碳组成。
铁素体的组织形式有很多种类，常见的有珠光体、鳞片体和网状体。
珠光体是一种球状的组织，由铁素体晶粒组成，具有良好的韧性和强度。
鳞片体是一种片状的组织，由铁素体晶粒沿平行面排列而成，具有较高的硬度和耐磨性。
网状体是一种网状的组织，由铁素体晶粒交叉排列而成，具有良好的韧性和强度。
除了铁素体，铸铁中还存在着大量的石墨。
石墨是一种由碳组成的物质，它具有良好的润滑性和导电性。
石墨的形态有片状、球状和螺旋状等。
片状石墨是指石墨以片状分布在铸铁中，具有较好的润滑性和抗冲击性能。
球状石墨是指石墨以球状分布在铸铁中，具有较好的韧性和抗疲劳性能。
螺旋状石墨是指石墨以螺旋状分布在铸铁中，具有较好的导热性能。
铸铁的组织形态对其性能有着重要的影响。
珠光体组织具有良好的韧性和强度，适用于制作需要承受较大力度和冲击的零件。
鳞片体组织具有较高的硬度和耐磨性，适用于制作需要抵抗磨损和磨削的零件。
网状体组织具有良好的韧性和强度，适用于制作需要同时满足韧性和强度要求的零件。
石墨的存在对铸铁的性能也有重要影响。
石墨的润滑性能可以降低铸铁零件的摩擦系数，提高其耐磨性能。
石墨的导电性能可以提高铸铁零件的导电性能，适用于制作需要导电性能的零件。
铸铁的组织形态还受到铁素体和石墨的含量、冷却速度等因素的影响。
铸铁的含碳量越高，石墨的含量越多，铸铁的硬度和脆性越大。
铸铁的冷却速度越快，铁素体的晶粒越细小，铸铁的强度和韧性越高。
铸铁的铸态组织是由铁素体和石墨组成的复合组织。
铸铁的组织形态对其性能有着重要的影响，不同的组织形态适用于制作不同性能要求的零件。
铸铁的组织形态还受到多种因素的影响，包括铁素体和石墨的含量、冷却速度等。
工程材料-第八章_铸铁
灰口铸铁的性能： 灰口铸铁的性能：
主要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、 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。 载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等。 铸铁曲轴
轧辊与辊环
球 墨 铸 铁 制 品
管道接口
核燃料贮存运输容器
第八章 铸铁－§8.2 常用铸铁的组织和性能 三、蠕墨铸铁（Vermicular Graphite iron） ）
1.冷却（结晶） 1.冷却（结晶）时的石墨化 冷却
（1）从液相中析出石墨 L → GⅠ 共晶反应） L → γ + G （共晶反应） （2）从奥氏体中析出石墨
特别提示： 特别提示：
灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁 灰铸铁、球墨铸铁、 在冷却时通过析出石墨而获得。 在冷却时通过析出石墨而获得。
γ → GⅡ
（3）由共析反应生成石墨
举例：QT 5 0 0－05 举例： －
延伸率不低于5% 延伸率不低于5% 抗拉强度不小于500MPa 抗拉强度不小于500MPa “球铁”之汉语拼音字头 球铁”
第八章 铸铁－§8.2 常用铸铁的组织和性能
2.球墨铸铁的组织 2.球墨铸铁的组织
电 镜 下 的 石 墨 球
第八章 铸铁－§8.2 常用铸铁的组织和性能
本章介绍灰口铸铁
第八章 铸铁 灰口铸铁的种类： 灰口铸铁的种类：
按石墨的形态，灰口铸铁分为四类： 按石墨的形态，灰口铸铁分为四类： 灰铸铁： 灰铸铁：石墨呈片状
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组织：铸铁的组织是由钢的基体和石墨组成的。
铸铁的基体组织：珠光体、铁素体、珠光体加铁素体。
铸铁名称与铸铁显微组织：
1.灰口铸铁F+G片，F+P+G片，P+G片
2.球墨铸铁F+G球，F+P+G球，P+G
3.蠕墨铸铁F+G蠕虫，F+P+G蠕虫
4.可锻铸铁F+G团絮，P+G团絮
由于铸铁中的碳主要是以石墨的形态存在，所以铸铁的组织是由金属基体和石墨所组成的。
铸铁的金属基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，经热处理后还可以是马氏体或贝氏体等组织，它们相当于钢的组织，因此可以把铸铁理解为在钢的组织基体上分布有不同形状、大小、数量的石墨。
铸铁中石墨的形态可分为6种：片状、蟹状、开花状、蠕虫状、团絮状和球状，如下图所示。
普通灰铸铁的组织是由片状石墨和钢的基体两部分组成的。
根据不同阶段石墨化程度的不同金属基体可分为铁素体，铁素体＋珠光体和珠光体三种，相应地便有三种不同基体组织的灰铸铁，它们的显微组织如下图所示。
8.2.1 灰铸铁的成分、组织与性能特点
1．灰铸铁的化学成分
⏹化学成分范围一般为：w C=2.7%~3.6%，w Si=1.0%~2.5%，w Mn=0.5%~1.3%，
w P≤0.3%，w S≤0.15%。
2．灰铸铁的组织
三种不同基体组织的灰铸铁：
（1）铁素体灰铸铁
（2）珠光体灰铸铁
（3）珠光体+铁素体灰铸铁
3．灰铸铁的性能特点
（1）力学性能
⏹铸铁的强度、塑性与韧性低。
⏹灰铸铁的抗压强度σbc、硬度与耐磨性接近钢（主要取决于基体，石
墨的存在对其影响不大）。
（2）其它性能
⏹铸造性能良好熔点低，流动性好，收缩率小。
⏹减摩性好摩擦系数小。
⏹减振性强
⏹切削加工性良好
⏹缺口敏感性小
8.2.2 灰铸铁的孕育处理
⏹孕育处理：向出炉的铁水中加入孕育剂。
⏹人工形核：细化晶粒工艺。
⏹孕育剂：含硅75%的硅铁。
8.2.3 灰铸铁的牌号和应用
1．灰铸铁的牌号
⏹HT100、HT150、HT200等
2．灰铸铁的应用
⏹形状复杂，静载荷，减摩的床身、箱体、座架类零件。
8.2.4 灰铸铁的热处理
⏹可以进行消除内应力退火、改善切削加工性退火、表面淬火等热处理工艺
改善工艺性能和使用性能。
position of cast iron
As the carbon in cast iron mainly exists in the form of graphite, so the organization of cast iron is made of graphite and matrix of metal. Metal matrix of cast iron may be a ferrite, pearlite, or ferrite and pearlite, or it also be organizations such as martensite or bainite after heat treatment, which correspond to the structure of the steel. So the cast iron can be understood as different shapes, size, number of graphite be distributed in cast tissue of steel. Graphite of cast iron can be divided into six kinds of forms: flake, crab-like, flower-like, worm-like, flocculent and spherical, as shown below.
ponents, organization and performance characteristics of gray cast iron (1)Chemical composition of gray cast iron
Ranges of Chemical composition generally are: wC=2.7%~3.6%，wSi=1.0%~2.5%，wMn=0.5%~1.3%，wP≤0.3%，wS≤0.15%。
(2) Organization of gray cast iron
Normal tissue of gray cast iron is composed of flake graphite and matrix of steel. Depending on the degree of graphite in different stages ,metal matrix can be divided into three kinds ,ferrite, pearlite and ferrite and pearlite,So there are three different matrix structure of gray cast iron, and their microstructure as shown below .
(3)Performance characteristics of gray cast iron
① Mechanical Properties
Low strength, ductility and toughness
Compressive strength , hardness and wear resistance of steel are closed to steel ② Other properties
Good casting performance ,low melting point, good fluidity, low shrinkage 3.Inoculation of gray cast iron
Inoculation: The molten iron is added to baked inoculant
Artificial nucleation: grain refinement process
Inoculant: 75% silicon ferrosilicon
4.Heat treatment of gray cast iron
Heat treatment such as eliminating stress annealing, improving machinability annealing, surface hardening process ,which can improve process performance and use of performance.
那个PPT的第14页的图片拷过来有问题，所以没放进word里
孕育处理前孕育处理后。