铸钢和铸铁解析

显微组织
F＋G F＋P＋G P＋G Le’+P+G Le’+P+Fe3C
麻铸铁 白口铸铁
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铁碳合金复线相图
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铸钢和铸铁 cast steel and cast iron
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本章主要内容 1、铸钢 2、铸铁的石墨化及影响因素 3、铸铁组织特征及其分类 4、常用铸铁 （灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁 可锻铸铁、合金铸铁）
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第二阶段石墨化： 奥氏体析出二次石墨 沿E´S´线 1154 ℃-738℃
第三阶段石墨化
① 共析转变过程中形成的共析石墨
AE´→FP´+G（共析）
②
由共析渗碳体分解析出的石墨。
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铁碳合金复线相图
Ⅰ 阶段 Ⅱ阶段 Ⅲ 阶段
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2 铸钢的组织特征和热处理

由于浇注温度高，而且冷却速度慢，容 易得到粗大的奥氏体晶粒。

在冷却过程中，铁素体首先沿着奥氏体 晶界呈网状析出，然后沿一定方向生长， 形成“魏氏体”。使钢的塑韧性下降。
退火或正火处理，消除魏氏组织和铸造 应力。
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2 铸铁的组织特征和分类
显微组织 常用各类铸铁的组织是两部分组成的， 一 是石墨，二是基体， 基体可以是F、P或F+P，相当于铁或钢的组织。 铸铁的组织可以看成是铁或钢的基体上分布着石 墨夹杂。 不同类型铸铁组织中的石墨形态是不同的。 普通灰口铸铁和变质铸铁中的石墨呈片状；可 锻铸铁中石墨呈团絮状，球墨铸铁中的石墨呈 球状，蠕墨铸铁中的石墨呈蠕虫状。
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铸铁经不同程度石墨化后所得的组织
名 称
第一阶段 灰铸铁 充分进行 充分进行 充分进行 部分进行 不进行
石墨化程度
第二阶段 充分进行 充分进行 充分进行 部分进行 不进行 第三阶段 充分进行 部分进行 不进行 不进行 不进行
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石墨化影响因素

化学成分
C、Si —— 强烈促进石墨化 S —— 强烈阻碍石墨化 Mn ——阻碍石墨化，间接促进石墨化 碳化物形成元素阻碍石墨化 非碳化物元素促进石墨化

温度和冷却速度
↑℃，↑时间 → 有利于石墨化 冷速慢 → 促进石墨化 冷速快→ 抑制石墨化
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铸铁是c%大于2.11%的铁碳合金； 常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素； 铸铁的生产设备和工艺简单，价格便宜； 具有许多优良的使用性能和工艺性能，应 用广泛。如：机床床身，汽缸体，曲轴等。
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启动阀 箱体
铸铁应用举例 Henan University of Technology 10 铸钢和铸铁
一、铸铁的石墨化过程和特点 1. 铸铁的石墨化过程 在铁碳合金中，碳可以以三种形式存在： 一是固溶在F、A中，
二是化合物态的渗碳体(Fe3C)，
三是游离态石墨（G）Graphite 。 石墨化：铸铁中碳原子析出并形成石墨的过 程。
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Fe-G 稳定平衡相图
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石墨化过程
铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程。三个阶段
第一阶段石墨化：
① ② 从过共晶铁水中直接析出的初生（一次）石墨 在共晶转变中形成的共晶石墨
Lc´→AE´+G（共晶）） E´C´F´线 1154℃
思考题：45、T10、40Cr、9SiCr、ZG35、铸铁 含碳量由低到高的顺序
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随着C% 的增加，屈服强度和抗拉强度均增加， 但抗拉强度增加得更快，超过0.45%时，屈服强 度很少增加，而塑韧性却显著下降。
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2.铸铁的分类和组织
碳素铸钢的成分、机械性能及应用


随着C％的增加，屈服强度和抗拉强度均增 加，但抗拉强度增加得更快，超过0.45% 时，屈服强度很少增加，而塑韧性却显著下 降。 控制S、P，（S 热裂，P冷脆） 与铸铁相比，强度和塑性高，但流动性差， 收缩率大。（采取较高的浇注温度；大冒口 补偿）
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3.3 铸铁

引言 在常用合金铸件生产中，铸铁件的应用 最为广泛，约占铸件总重的70～75％。 铸铁的各种性能主要取决于组织状态， 在基体组织一定后，其性能与石墨析出的 形状、大小和分布状况有密切关系。
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3wenku.baidu.com3.2 铸铁



渗碳体：亚稳相，复杂的斜方结构。 Fe3C→3Fe+C 石墨：稳定相，特殊的简单六方晶格，底面原子呈 六方网格排列，原子间距小，结合力很强；底面之 间的间距较大，结合力较弱。强度、硬度和塑性都 很差。
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铁碳合金复线相图 Fe-Fe3C 亚稳平衡相图
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3.3.1 铸钢
外壳
重型机械齿轮 轧辊
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3.3.1 铸钢
铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、 塑性和韧性的零件。 1. 铸钢的化学成分 ZG XX ZG XXX-XXX(新牌号） ZG——“铸钢” XX——含碳量（万分数）