铸铁好PPT课件
合集下载
铸铁 PPT课件
第三章：铸铁 3.1 铸铁的特点及分类 3.2 普通铸铁的耐蚀性 3.3 耐蚀铸铁
1
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（一）、根据碳在铸铁中的存在形式分类
分为三类： 1、白口铸铁：碳除少量溶入铁素体中外，其余全部以渗碳体 （Fe3C)形式存在。 断口白亮。
组织中以莱氏体作为基体（Fe--Fe3C相图） 2、麻口铸铁：碳一部分以渗碳体（Fe3C)形式存在，又有少量 游离石墨（G)析出 3、灰口铸铁：碳全部或绝大部分以游离石墨（G)析出，断口呈 暗灰色。
1、普通铸铁
灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁
2、特殊性能铸铁 耐蚀铸铁、耐热铸铁和耐磨铸铁。
4
3.1 铸铁的特点及分类
二、特点 铸铁是含硅的高碳铁基合金, 普通铸铁碳含量大于
2.11% （一般在2.5~4%之间）, 硅含量在1%～ 3% 之间, 具有良好的铸造性能、耐磨性能、吸振性能和 价廉等优点。是机器制造、交通运输、石油化工、基 本建设和国防工业最主要的铸造材料
组织：钢的基体+石墨
(工业上使用的铸铁大部分为灰口铸铁）
2
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（二）、灰口铸铁分类（根据铸铁中石墨形态）
1、灰铸铁：石墨呈片状 2、可锻铸铁：石墨呈团絮状
3、球墨铸铁：石墨呈球状
4、蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状
3
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（三）、按照用途分类
13
3.3 耐蚀铸铁
耐蚀铸铁主要有:高硅、高铬和高镍铸铁三大类
一、高硅铸铁
作为耐蚀材料, 最常用的高硅铸铁中的含硅量为14%～ 16%。 在适当的介质条件下, 其表面会形成一层致密的保护膜, 膜主要 由二氧化硅（SiO2钝化膜）构成。当含硅量低于14% 时, 耐蚀 性受氧化铁膜控制; 含硅量高于14% 时, 耐蚀性受二氧化硅膜控 制。因此铸铁中必须含有不低于14%～ 16% 的硅才具有优良的 耐蚀性。耐蚀性能随含硅量的增加而提高, 但过高的含硅量会生 成介稳定的脆性相(Fe5Si2 ) , 使材料更脆, 为此最高含硅量可达 18%。
1
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（一）、根据碳在铸铁中的存在形式分类
分为三类： 1、白口铸铁：碳除少量溶入铁素体中外，其余全部以渗碳体 （Fe3C)形式存在。 断口白亮。
组织中以莱氏体作为基体（Fe--Fe3C相图） 2、麻口铸铁：碳一部分以渗碳体（Fe3C)形式存在，又有少量 游离石墨（G)析出 3、灰口铸铁：碳全部或绝大部分以游离石墨（G)析出，断口呈 暗灰色。
1、普通铸铁
灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁
2、特殊性能铸铁 耐蚀铸铁、耐热铸铁和耐磨铸铁。
4
3.1 铸铁的特点及分类
二、特点 铸铁是含硅的高碳铁基合金, 普通铸铁碳含量大于
2.11% （一般在2.5~4%之间）, 硅含量在1%～ 3% 之间, 具有良好的铸造性能、耐磨性能、吸振性能和 价廉等优点。是机器制造、交通运输、石油化工、基 本建设和国防工业最主要的铸造材料
组织：钢的基体+石墨
(工业上使用的铸铁大部分为灰口铸铁）
2
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（二）、灰口铸铁分类（根据铸铁中石墨形态）
1、灰铸铁：石墨呈片状 2、可锻铸铁：石墨呈团絮状
3、球墨铸铁：石墨呈球状
4、蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状
3
3.1 铸铁的特点及分类
一、铸铁的分类
（三）、按照用途分类
13
3.3 耐蚀铸铁
耐蚀铸铁主要有:高硅、高铬和高镍铸铁三大类
一、高硅铸铁
作为耐蚀材料, 最常用的高硅铸铁中的含硅量为14%～ 16%。 在适当的介质条件下, 其表面会形成一层致密的保护膜, 膜主要 由二氧化硅（SiO2钝化膜）构成。当含硅量低于14% 时, 耐蚀 性受氧化铁膜控制; 含硅量高于14% 时, 耐蚀性受二氧化硅膜控 制。因此铸铁中必须含有不低于14%～ 16% 的硅才具有优良的 耐蚀性。耐蚀性能随含硅量的增加而提高, 但过高的含硅量会生 成介稳定的脆性相(Fe5Si2 ) , 使材料更脆, 为此最高含硅量可达 18%。
铸铁PPT课件
第5章 铸铁
5.1 概述 5.2 铸铁的石墨化 5.3 一般工程用铸铁
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。
w C = 2.4~4.0 % ,w Si = 0.6~3.0 % 铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉等优点，
因而是应用最广泛的材料之一。
例如，机床床身、内燃机的
KTH30006
锻 铸 铁
团 絮 状
表F 心P
P
KTB + 两组数字
KTZ + 两组数字
可锻铸铁代号；第一组
数字表示最低抗拉强度 KTB350-
值，M Pa；第二组数字 04 表示最低伸长率值，% KTZ450-
06
铸铁的分类与牌号表示方法（续）
铸铁 石墨 基体 名称 形态 组织
编号方法
牌号实例
F
根据碳在铸铁组织中存在形式和形态的不同，可分为以下几类： 1、白口铸铁
简称为白口铁，完全按照Fe-Fe3C 相图进行结晶而得到的铸 铁。其中碳全部以渗碳体(Fe3C)形式存在，断口呈银白色。由 于存在有大量硬而脆的Fe3C，硬度高，脆性大，很难切削加工。 很少用来直接制造机器，主要用于炼钢原料或制造可锻铸铁的 毛坯。 2、灰铸铁
碳主要结晶成游离状态的石墨。其中碳主要以片状石墨形状 存在，断口为暗灰色，常见的铸铁件多数是灰铸铁。
3、可锻铸铁 由一定成分的白口铸铁经石墨化退火处理而获得，其中
碳大部分或全部以团状石墨形式存在，由于具有较灰口铸铁 高得多的塑性和韧性，习惯上称为可锻铸铁，实际上并不可 锻，常用来制造一些重要的小件。 4、球墨铸铁
台车式石墨化退火炉
石墨化分三个阶段： 在E’C’F’线及 以上发生的石墨化称为第一阶段石墨化，包括
5.1 概述 5.2 铸铁的石墨化 5.3 一般工程用铸铁
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。
w C = 2.4~4.0 % ,w Si = 0.6~3.0 % 铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉等优点，
因而是应用最广泛的材料之一。
例如，机床床身、内燃机的
KTH30006
锻 铸 铁
团 絮 状
表F 心P
P
KTB + 两组数字
KTZ + 两组数字
可锻铸铁代号；第一组
数字表示最低抗拉强度 KTB350-
值，M Pa；第二组数字 04 表示最低伸长率值，% KTZ450-
06
铸铁的分类与牌号表示方法（续）
铸铁 石墨 基体 名称 形态 组织
编号方法
牌号实例
F
根据碳在铸铁组织中存在形式和形态的不同，可分为以下几类： 1、白口铸铁
简称为白口铁，完全按照Fe-Fe3C 相图进行结晶而得到的铸 铁。其中碳全部以渗碳体(Fe3C)形式存在，断口呈银白色。由 于存在有大量硬而脆的Fe3C，硬度高，脆性大，很难切削加工。 很少用来直接制造机器，主要用于炼钢原料或制造可锻铸铁的 毛坯。 2、灰铸铁
碳主要结晶成游离状态的石墨。其中碳主要以片状石墨形状 存在，断口为暗灰色，常见的铸铁件多数是灰铸铁。
3、可锻铸铁 由一定成分的白口铸铁经石墨化退火处理而获得，其中
碳大部分或全部以团状石墨形式存在，由于具有较灰口铸铁 高得多的塑性和韧性，习惯上称为可锻铸铁，实际上并不可 锻，常用来制造一些重要的小件。 4、球墨铸铁
台车式石墨化退火炉
石墨化分三个阶段： 在E’C’F’线及 以上发生的石墨化称为第一阶段石墨化，包括
材料知识_铸铁ppt课件
基体组织主要为由针状铁素体和富碳奥氏体组成的奥铁体允 许少量其它组成物（如马氏体、碳化物）的存在，以不影响 所要求的力学性能为原则。
铸件某些断面的冷却速度可能不足以避免珠光体或其它高温 转变物的形成，在这种情况下，铸件内哪些部位允许存在这 些微量组织的最大值，以及这些部位的力学性能可由供需双 方商定。
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)
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 。
46
4.1蠕墨铸铁所涉及的标准
JB/T4403-1999 蠕墨铸铁件 JB/T3829-1999 蠕墨铸铁金相
47
4.2蠕墨铸铁牌号及技术要求
根据单铸试块的抗拉强度分为五个牌号； 铸件材质的力学性能以单铸试块的抗拉
强度为验收依据。 金相组织需满足下表要求。
48
49
33
2.3.3缺陷
与灰铸铁的缺陷规定相类似，请参照。
34
牌号对照
35
3等温淬火球墨铸铁
等淬球铁： 一种以铁、碳为基，碳主要以球状石墨存在，
并通过等温淬火热处理得到以奥铁体为主要基体的 强韧性兼备的铸造合金材料。等淬球铁也称为奥铁 体球铁（以前曾称为奥贝球铁或贝氏体球铁等）。 球墨铸铁的等温淬火热处理： 保持充将分球时铁间加热，到然A后c以1（避奥免氏产体生开珠始光形体成的温方度式）快以速上 冷却至一定温度（马氏体开始转变温度以上）并保 温充分时间，使球铁得到由针状铁素体和富碳奥氏 体组成的奥铁体基体的一种热处理工艺。
铸件某些断面的冷却速度可能不足以避免珠光体或其它高温 转变物的形成，在这种情况下，铸件内哪些部位允许存在这 些微量组织的最大值，以及这些部位的力学性能可由供需双 方商定。
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)
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 。
46
4.1蠕墨铸铁所涉及的标准
JB/T4403-1999 蠕墨铸铁件 JB/T3829-1999 蠕墨铸铁金相
47
4.2蠕墨铸铁牌号及技术要求
根据单铸试块的抗拉强度分为五个牌号； 铸件材质的力学性能以单铸试块的抗拉
强度为验收依据。 金相组织需满足下表要求。
48
49
33
2.3.3缺陷
与灰铸铁的缺陷规定相类似，请参照。
34
牌号对照
35
3等温淬火球墨铸铁
等淬球铁： 一种以铁、碳为基，碳主要以球状石墨存在，
并通过等温淬火热处理得到以奥铁体为主要基体的 强韧性兼备的铸造合金材料。等淬球铁也称为奥铁 体球铁（以前曾称为奥贝球铁或贝氏体球铁等）。 球墨铸铁的等温淬火热处理： 保持充将分球时铁间加热，到然A后c以1（避奥免氏产体生开珠始光形体成的温方度式）快以速上 冷却至一定温度（马氏体开始转变温度以上）并保 温充分时间，使球铁得到由针状铁素体和富碳奥氏 体组成的奥铁体基体的一种热处理工艺。
铸铁ppt课件
11.2.4 影响铸铁结晶的因素
冷却速度的影响 冷速慢有利于按Fe－C相图进行结晶，石墨化 越容易进行。 冷速快有利于 形成白口铁
不同C+Si含量，不同壁厚（冷却速度）铸件的组织
11.3 灰铸铁
概述 灰铸铁中石墨呈片状，断口呈灰色，是使
用最多的铸铁，占铸铁总量的80％以上。 灰铸铁分为：普通灰铁和孕育灰铁－通过孕育 处理，使石墨的片层变细，强度高于普通灰铁 牌号表示：HT100，HT150，HT200 属普通灰铁
11.2.4 影响铸铁结晶的因素
为综合考虑C，Si，P对铸铁组织及石墨化的影 响，引入了两个参量：碳当量和共晶度。
碳当量：把Si，P折合成相当的碳含量 CE＝WC ＋1/3W(Si+P)
共晶度：表示铸铁中碳含量接近共晶碳含量的程度 Sc=WC/[4.3%-1/3W(Si+P)]
Sc=1为共晶 >1为过共晶
球墨铸铁
一、铸铁中碳的分布形式与石墨的形态
2.石墨形态：片状，蟹状，蠕虫状，团絮状，不规则形状，球形
片状
蟹状
球形
蠕虫状
团絮状
二、铸铁的分类
按石墨存在的形式及石墨形态分类
灰口铸铁 C全部或大部分以游离的片状石墨形式存在，断口呈灰色
球墨铸铁 C全部或大部分以游离的球形石墨形式存在
蠕墨铸铁 C全部或大部分以游离的蠕虫状石墨形式存在
球化剂：Mg，稀土－硅铁合金，稀土－ 硅铁－镁合金（应用最广泛）
孕育处理：由于球化处理只能在铁液中 有石墨核心时，才能促进石墨生成球 形，而常用的球化剂都强烈阻碍石墨 化，因此，在球化处理同时，必须进 行孕育处理（石墨化处理），获得球 径小，数量多，圆度好，分布均匀的 球状石墨
铸铁课件
ห้องสมุดไป่ตู้
3.HT150的含义是？ 3.HT150的含义是？ 的含义是
HT150的含义是抗拉强度大于等于150Mpa HT150的含义是抗拉强度大于等于150Mpa 的含义是抗拉强度大于等于 的灰铸铁。 的灰铸铁。
4.HT420的含义是？ 4.HT420的含义是？ 的含义是
HT420的含义是抗拉强度大于等于420Mpa HT420的含义是抗拉强度大于等于420Mpa 的含义是抗拉强度大于等于 的灰铸铁。 的灰铸铁。
3.RuT420的含义是？ 3.RuT420的含义是？ 的含义是
RuT420表示抗拉强度大于等于420MPa RuT420表示抗拉强度大于等于420MPa 表示抗拉强度大于等于 的蠕墨铸铁。 的蠕墨铸铁。
4.RuT650的含义是？ 4.RuT650的含义是？ 的含义是
RuT650表示抗拉强度大于等于650MPa RuT650表示抗拉强度大于等于650MPa 表示抗拉强度大于等于 的蠕墨铸铁。 的蠕墨铸铁。
三、可 锻 铸 铁
1.牌号表示方法： 1.牌号表示方法： KTZ(B,H)σb－δ0 牌号表示方法 “KT”表示“可铁” “KT”表示“可铁”，Z代表珠光体基体，B代 表示 代表珠光体基体， 表白心， 代表黑心。 表白心，H代表黑心。σb的数字表示最低抗拉强 单位是MPa MPa。 度，单位是MPa。 δ0的数字表示最低断后伸长 用百分数表示。 率，用百分数表示。 2.牌号的含义 牌号的含义： 2.牌号的含义： 例如： KTH370-12表示抗拉强度大于等于 表示抗拉强度大于等于370 例如： KTH370-12表示抗拉强度大于等于370 MPa，断后伸长率大于等于12%的黑心可锻铸铁。 12%的黑心可锻铸铁 MPa，断后伸长率大于等于12%的黑心可锻铸铁。
3.HT150的含义是？ 3.HT150的含义是？ 的含义是
HT150的含义是抗拉强度大于等于150Mpa HT150的含义是抗拉强度大于等于150Mpa 的含义是抗拉强度大于等于 的灰铸铁。 的灰铸铁。
4.HT420的含义是？ 4.HT420的含义是？ 的含义是
HT420的含义是抗拉强度大于等于420Mpa HT420的含义是抗拉强度大于等于420Mpa 的含义是抗拉强度大于等于 的灰铸铁。 的灰铸铁。
3.RuT420的含义是？ 3.RuT420的含义是？ 的含义是
RuT420表示抗拉强度大于等于420MPa RuT420表示抗拉强度大于等于420MPa 表示抗拉强度大于等于 的蠕墨铸铁。 的蠕墨铸铁。
4.RuT650的含义是？ 4.RuT650的含义是？ 的含义是
RuT650表示抗拉强度大于等于650MPa RuT650表示抗拉强度大于等于650MPa 表示抗拉强度大于等于 的蠕墨铸铁。 的蠕墨铸铁。
三、可 锻 铸 铁
1.牌号表示方法： 1.牌号表示方法： KTZ(B,H)σb－δ0 牌号表示方法 “KT”表示“可铁” “KT”表示“可铁”，Z代表珠光体基体，B代 表示 代表珠光体基体， 表白心， 代表黑心。 表白心，H代表黑心。σb的数字表示最低抗拉强 单位是MPa MPa。 度，单位是MPa。 δ0的数字表示最低断后伸长 用百分数表示。 率，用百分数表示。 2.牌号的含义 牌号的含义： 2.牌号的含义： 例如： KTH370-12表示抗拉强度大于等于 表示抗拉强度大于等于370 例如： KTH370-12表示抗拉强度大于等于370 MPa，断后伸长率大于等于12%的黑心可锻铸铁。 12%的黑心可锻铸铁 MPa，断后伸长率大于等于12%的黑心可锻铸铁。
铸造培训PPT课件课件
态度，不断提升自己的专业技能和创新能力，以适应行业发展的需求。
02
关注行业动态与发展趋势
个人需要关注铸造行业的最新动态和发展趋势，了解新技术、新工艺和
新材料的应用情况，以便及时调整自己的职业规划和发展方向。
03
培养跨学科综合能力
未来铸造行业将更加注重跨学科综合能力的培养，个人需要注重学习机
械、材料、计算机等相关学科知识，提高自己的综合素质和竞争力。
03
铸造工艺与操作
熔炼工艺与操作
01
02
03
04
熔炼设备选择
根据生产需求选择适当的熔炼 设备，如电弧炉、感应电炉等
。
熔炼材料准备
准备好所需金属原料、熔剂、 燃料等，并进行预处理。
熔炼过程控制
控制熔炼温度、时间、气氛等 参数，确保金属液质量。
熔炼安全操作
遵守安全操作规程，注意防火 、防爆、防烫伤等。
绿色环保与可持续发展
环保意识的提高将促使铸造行业朝着更加绿色环保的方向 发展，采用低污染、低能耗的生产工艺和材料，推动行业 可持续发展。
个性化定制与柔性生产
市场需求的多样化将促使铸造企业向个性化定制和柔性生 产方向转型，以满足客户多样化的需求。
对个人职业发展的建议和思考
01
持续学习与创新
随着技术的不断进步和市场需求的不断变化，个人需要保持持续学习的
铸造培训ppt课件
contents
目录
• 铸造基础知识 • 铸造设备与工具 • 铸造工艺与操作 • 铸造缺陷分析与防止措施 • 铸造安全与环保要求 • 总结与展望
01
铸造基础知识
铸造定义与分类
铸造定义
铸造是一种通过熔化金属或非金 属材料，并将其倒入模具中冷却 凝固，从而获得所需形状和性能 的工件的制造方法。
灰铸铁金相分析ppt课件
2、灰铸铁的分类： 3、灰铸铁的生产 4、灰铸铁的牌号： 其中：HT100 HT150 HT200为普通灰铸铁
HT250 HT300 HT350为孕育铸铁
25
5、灰铸铁的化学成分一般为： 2.8%～3.9%C，1.2%～3.0%Si， 0.4%～1.2%Mn，P≦0.3%，S≦0.15%。 该铸铁大量地应用于各种机械零件，是应
1/3(1.9+0.12)%= 4.26%-0.67%=3.59% 因为3.2% < 3.59%，所以该铸铁是亚共晶
例2：C 3.4, Si 2.5 Mn 0.8 P 0.15 S 0.12 Cc’%=4.26%-1/3(Si+P)%=Cc’%=4.26%-
1/3(2.5+0.15)%= 4.26%-0.88%=3.38% 因为3.4% > 3.38%，所以该铸铁是过共晶
第一部分 铸铁的金相组织分析 一、钢和铁的区别
1 化学成分 钢：C%<2.10% 铁：C%>2.10%
2 钢：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C) 铁：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C)
+(G) 区别：基体是相同的，钢无石墨，铁有石墨。
1
二、 Fe I C 双 重 相 图
2
1、各点的温度、含碳量、意义
1）共晶点碳量
考虑各元素对相图中共晶点的影响后，共 晶点的实际含碳量，称为共晶点碳量。
Cc’%=4.26%-1/3(Si+P)%
比较方法:共晶
<
亚共晶
9
例1：C 3.2, Si 1.9 Mn 0.8 P 0.12 S 0.12 Cc’%=4.26%-1/3(Si+P)%=Cc’%=4.26%-
HT250 HT300 HT350为孕育铸铁
25
5、灰铸铁的化学成分一般为： 2.8%～3.9%C，1.2%～3.0%Si， 0.4%～1.2%Mn，P≦0.3%，S≦0.15%。 该铸铁大量地应用于各种机械零件，是应
1/3(1.9+0.12)%= 4.26%-0.67%=3.59% 因为3.2% < 3.59%，所以该铸铁是亚共晶
例2：C 3.4, Si 2.5 Mn 0.8 P 0.15 S 0.12 Cc’%=4.26%-1/3(Si+P)%=Cc’%=4.26%-
1/3(2.5+0.15)%= 4.26%-0.88%=3.38% 因为3.4% > 3.38%，所以该铸铁是过共晶
第一部分 铸铁的金相组织分析 一、钢和铁的区别
1 化学成分 钢：C%<2.10% 铁：C%>2.10%
2 钢：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C) 铁：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C)
+(G) 区别：基体是相同的，钢无石墨，铁有石墨。
1
二、 Fe I C 双 重 相 图
2
1、各点的温度、含碳量、意义
1）共晶点碳量
考虑各元素对相图中共晶点的影响后，共 晶点的实际含碳量，称为共晶点碳量。
Cc’%=4.26%-1/3(Si+P)%
比较方法:共晶
<
亚共晶
9
例1：C 3.2, Si 1.9 Mn 0.8 P 0.12 S 0.12 Cc’%=4.26%-1/3(Si+P)%=Cc’%=4.26%-
《铸造基础知识》课件
铸造工艺能够生产出形状复杂 的零件，且具有节约金属材料 、生产成本较低等优点。
02 铸造材料
铸造用金属材料
01
02
03
铸钢
用于生产承受较大载荷和 要求高强度、高耐磨性的 机械零件，如齿轮、曲轴 等。
铸铁
具有良好的铸造性能、减 震性能和耐磨性能，广泛 应用于制造各种铸件，如 汽缸体、底座等。
铝合金
流程
主要包括造型、制芯、熔炼、浇注 、冷却和落砂等步骤。
特种铸造
定义
特种铸造是一种采用特殊工艺和 材料的铸造方法，如消失模铸造
、金属型铸造、压力铸造等。
特点
特种铸造能够提高铸件质量、减 少废品率、提高生产效率，适用 于生产复杂、高精度和高质量的
铸件。
流程
各种特种铸造工艺的流程略有不 同，但通常包括模具设计、材料
质量轻、耐腐蚀、导热性 好，常用于制造轻量化要 求的零件，如汽车发动机 缸体、缸盖等。
铸造用非金属材料
树脂砂
以树脂为粘结剂的型砂，具有较高的强度和耐热 性，主要用于生产复杂形状的铸件。
陶瓷砂
具有高强度、高硬度和耐高温特性，适用于生产 耐磨、耐腐蚀的铸件，如轴承、密封件等。
石墨
具有良好的耐高温、耐腐蚀和润滑性能，常用于 生产高温、高压环境下工作的铸件。
《铸造基础知识》ppt课件
目录
• 铸造简介 • 铸造材料 • 铸造工艺 • 铸造缺陷与质量控制 • 铸造技术的发展趋势与展望
01 铸造简介
铸造的定义
01
铸造是一种通过将液态金属倒入 模具中，待其冷却凝固后形成固 态零件的工艺。
02
铸造工艺广泛应用于机械、汽车 、航空、船舶、轻工等工业领域 。
铸铁(PPT课件)
灰铸铁的力学性能主要取决于石墨的形状、大小及分
布状态，同时也与基体组织有关。由于石墨的力学性能几 乎等于零，所以灰铸铁的力学性能明显低于钢，也低于其 它铸铁件。又因其性能与基体组织有关，具有珠光体基体 的灰铸铁强度较高。因其抗压强度较高，约为抗拉强度的 3~4倍，所以灰铸铁适宜制造承受简单压力的构件，如机床 床身、底座、支柱等。
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。
1）灰口铸铁 碳全部或大部分以石墨存在于铸铁中， 断口呈灰黑色。是工业上最常用的铸铁，按石墨存在的形 式又分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁。如图 6-1所示。
2）白口铸铁 碳主要以渗碳体存在，断口呈白亮色， 其性能硬而脆，切削加工困难，很少直接使用。但可以用 作表面要求高耐磨性的零件，如气门挺杆、球磨机磨球、 轧辊等。
2）灰铸铁的孕育处理 在铸铁液中加入少量的孕育剂（即加入含质量4%的硅 铁或硅钙合金）以形成大量的晶核，获得极为细小的片状石 墨和珠光体基体。经过这样处理后的铸铁称为孕育铸铁。
3）灰铸铁的牌号 如： HT200
“灰铁”字汉语 拼音首字母
σbmin=200MPa
其性能和用途，详见教材P91表6-1
4）灰铸铁的热处理 只能改变基体组织，不能改变石墨的形状、数量、 大小和分布。主要作用是消除应力、改善切削加工性、 提高表面的硬度和耐磨性等，分别有去应力退火、消除 白口、降低硬度退火，表面淬火。
相关主题
- 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)。
17
灰铸铁的化学成分
碳含量一般控制在： 2.5%～4.0% 硅含量一般控制在：1.0%～2.0%。
18
灰铸铁的组织
19
灰铸铁的力学性能
灰口铸铁的抗拉强度和塑性都很低，这是石墨 对基体的严重割裂所致。石墨强度、韧性极低， 相当于钢基体上的裂纹或空洞，它减小基体的 有效截面，并引起应力集中。石墨越多，越大， 对基体的割裂作用越严重，其抗拉强度越低
第一阶段石墨化： 铸铁液体结晶出一次石墨（过 共晶铸铁）和在1154℃通过共晶反应形成共晶石墨。
第二阶段石墨化 ：在1154℃～738℃温度范围内奥 氏体沿E'S'线析出二次石墨。
第三阶段石墨化 ：在738℃通过共析反应析出共析 石墨。
10
影响石墨化的因素
影响铸铁石墨化的 因素可分为内因和 外因两个方面， 内因是化学成分， 外因是冷却速度。
12
内因---化学成分
2、 S 是阻碍石墨化的元素。硫强烈促进白口化， 并使铸铁的铸造性能和机械性能恶化。少量硫 即可生成FeS(或MnS)。FeS与铁形成低熔点(约 980℃)共晶体，沿晶界分布。因此限定硫的含 量在0.15%以下。 锰是阻碍石墨化的元素，能溶于铁素体和渗碳 体中，增强铁、碳原子间的结合力，扩大奥氏 体区，阻止共析转变时的石墨化，促进珠光体 基体的形成。锰还能与硫生成MnS，减少硫的 有害作用。锰含量一般为0.5%～1.4%。
铸铁的石墨化
• 铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨 化。
• 石墨既可以从液体和奥氏体中析出，也可以通 过渗碳体分解来获得。灰口铸铁和球墨铸铁中 的石墨主要是从液体中析出；可锻铸铁中的石 墨则完全由白口铸铁经长时间退火，由渗碳体 分解而得到。
9
铸铁的石墨化
按照Fe－G相图，可将铸铁的石墨化过程分为三个阶 段：
15
影响石墨化的因素
碳 7.0 硅 当 量
6.0
F+G
5.0
P+G
4.0 Fe3C Fe3C+P
P+F+G10203040
50
60
铸件壁厚/mm
铸件壁厚(冷却速度）和化学成分对铸铁组织的影响
70
16
第二节 灰铸铁
• 一 灰铸铁的化学成分、组织和性能 • 二 灰铸铁的孕育处理 • 三 灰铸铁的牌号和应用 • 四 灰铸铁的热处理
• 石墨为稳定相，其强度、硬度 和塑性都很差。
7
铁碳合金双重相图
L 亚稳系L +Fe3C
δJ N
稳定系L +G L+γ
T G
γ
α+γ P
2.08 Ⅰ 4.25
E′ C′
1154℃
Ⅱ
0.68 S′
亚稳系γ +Fe3C 稳定系γ +G
A1 Ⅲ 738℃
α
亚稳系α+Fe3C
稳定系α+G
Q
Fe
C%
6.69 8
21
灰铸铁的孕育处理
• 经孕育处理（亦称变质处理）后的灰铸铁叫做 孕育铸铁。
• 孕育的目的是：使铁水内同时生成大量均匀分 布的非自发核心，以获得细小均匀的石墨片， 并细化基体组织，提高铸铁强度；避免铸件边 缘及薄断面处出现白口组织，提高断面组织的 均匀性。
• 孕育铸铁具有较高的强度和硬度，可用来制造 机械性能要求较高的铸件，如汽缸、曲轴、凸 轮、机床床身等，尤其是截面尺寸变化较大的 铸件。
孕育处理可细化石墨片，减轻其对基体的割裂 作用，因而提高铸铁的强度，但塑性无明显改 善。
20
灰铸铁的工艺性能
石墨的存在，使铸铁具备某些优良的工艺性能 因石墨的存在，造成脆性切屑，铸铁的切削加工性
能优异。 灰铸铁的铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生
的膨胀，减少了铸件体积的收缩，降低了铸件中的 内应力。 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。 石墨对振动的传递起削弱作用，使铸铁有很好的减 振性能。 大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感。
14
外因---冷却速度
• 在生产过程中，铸铁的冷却速度越缓慢，或 在高温下长时间保温，均有利于石墨化。
• 在其它条件一定的情况下，冷却速度与铸件的 壁厚有关，壁厚越大，冷却速度越小，越有利 于石墨化，反之亦然；
• 在生产，铸件的表面和薄壁处常形成白口组织， 使切削加工困难，就是由于这个原因造成的。
5
第一节 铸铁的石墨化
• 一 铁碳合金双重相图 • 二 石墨化过程 • 三 影响石墨化的因素
6
铁碳合金双重相图
• 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）。渗碳体 为亚稳相，具有复杂的斜方结 构。在一定条件下能分解为铁 和石墨（Fe3C→3Fe+G）。
11
内因---化学成分
分为促进石墨化和阻碍石墨化二类。
1、 C、Si为强烈促进石墨化的元素。
石墨本身就是碳，所以碳含量越高，石墨化越容易，石墨 越多；
硅能减弱碳和铁的亲合力，不利于渗碳体的析出，从而促 进了石墨化；
在铸铁中，1%Si对石墨化的作用相当于1/3%C，所以有：
碳当量CE=C%+1/3Si%
2
3
铸铁的分类
按照碳的存在形式，铸铁可分为： • 碳以渗碳体形式存在的，称为白口铸铁； • 碳以石墨形式存在的，称为灰口铸铁；
4
铸铁的分类
按照石墨的形态,铸铁可分为: 石墨呈片状的铸铁,称灰铸铁； 石墨呈团絮状的铸铁称可锻铸铁； 石墨呈球状的铸铁称球墨铸铁； 石墨呈蠕虫状的铸铁称蠕墨铸铁。
第八章 铸铁
第一节 铸铁的石墨化 第二节 灰铸铁 第三节 球墨铸铁 第四节 蠕墨铸铁 第五节 可锻铸铁 第六节 合金铸铁
1
概述
铸铁是碳含量大于2.11%、并常含有较多的硅、锰、 硫、磷等元素的铁碳合金。
铸铁的生产设备和工艺简单，价格便宜，并具有许多 优良的使用性能和工艺性能，所以应用非常广泛，是 工程上最常用的金属材料之一。它可用于制造各种机 器零件，如机床的床身、床头箱；发动机的汽缸体、 缸套、活塞环、曲轴、凸轮轴；轧机的轧辊及机器的 底座等。
13
内因---化学成分
磷是促进石墨化的元素。 铸铁中磷含量增加 时，液相线降低，从而提高了铁水的流动性。 在铸铁中，磷含量大于0.3%时，常常形成二元 或三元磷共晶体，其性能硬而脆，降低铸铁的 强度，但提高其耐磨性。所以，要求铸铁有较 高强度时，要限制磷含量（一般在0.12%以 下），而耐磨铸铁则要求有一定的磷含量（可 达0.3%以上）。
灰铸铁的化学成分
碳含量一般控制在： 2.5%～4.0% 硅含量一般控制在：1.0%～2.0%。
18
灰铸铁的组织
19
灰铸铁的力学性能
灰口铸铁的抗拉强度和塑性都很低，这是石墨 对基体的严重割裂所致。石墨强度、韧性极低， 相当于钢基体上的裂纹或空洞，它减小基体的 有效截面，并引起应力集中。石墨越多，越大， 对基体的割裂作用越严重，其抗拉强度越低
第一阶段石墨化： 铸铁液体结晶出一次石墨（过 共晶铸铁）和在1154℃通过共晶反应形成共晶石墨。
第二阶段石墨化 ：在1154℃～738℃温度范围内奥 氏体沿E'S'线析出二次石墨。
第三阶段石墨化 ：在738℃通过共析反应析出共析 石墨。
10
影响石墨化的因素
影响铸铁石墨化的 因素可分为内因和 外因两个方面， 内因是化学成分， 外因是冷却速度。
12
内因---化学成分
2、 S 是阻碍石墨化的元素。硫强烈促进白口化， 并使铸铁的铸造性能和机械性能恶化。少量硫 即可生成FeS(或MnS)。FeS与铁形成低熔点(约 980℃)共晶体，沿晶界分布。因此限定硫的含 量在0.15%以下。 锰是阻碍石墨化的元素，能溶于铁素体和渗碳 体中，增强铁、碳原子间的结合力，扩大奥氏 体区，阻止共析转变时的石墨化，促进珠光体 基体的形成。锰还能与硫生成MnS，减少硫的 有害作用。锰含量一般为0.5%～1.4%。
铸铁的石墨化
• 铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨 化。
• 石墨既可以从液体和奥氏体中析出，也可以通 过渗碳体分解来获得。灰口铸铁和球墨铸铁中 的石墨主要是从液体中析出；可锻铸铁中的石 墨则完全由白口铸铁经长时间退火，由渗碳体 分解而得到。
9
铸铁的石墨化
按照Fe－G相图，可将铸铁的石墨化过程分为三个阶 段：
15
影响石墨化的因素
碳 7.0 硅 当 量
6.0
F+G
5.0
P+G
4.0 Fe3C Fe3C+P
P+F+G10203040
50
60
铸件壁厚/mm
铸件壁厚(冷却速度）和化学成分对铸铁组织的影响
70
16
第二节 灰铸铁
• 一 灰铸铁的化学成分、组织和性能 • 二 灰铸铁的孕育处理 • 三 灰铸铁的牌号和应用 • 四 灰铸铁的热处理
• 石墨为稳定相，其强度、硬度 和塑性都很差。
7
铁碳合金双重相图
L 亚稳系L +Fe3C
δJ N
稳定系L +G L+γ
T G
γ
α+γ P
2.08 Ⅰ 4.25
E′ C′
1154℃
Ⅱ
0.68 S′
亚稳系γ +Fe3C 稳定系γ +G
A1 Ⅲ 738℃
α
亚稳系α+Fe3C
稳定系α+G
Q
Fe
C%
6.69 8
21
灰铸铁的孕育处理
• 经孕育处理（亦称变质处理）后的灰铸铁叫做 孕育铸铁。
• 孕育的目的是：使铁水内同时生成大量均匀分 布的非自发核心，以获得细小均匀的石墨片， 并细化基体组织，提高铸铁强度；避免铸件边 缘及薄断面处出现白口组织，提高断面组织的 均匀性。
• 孕育铸铁具有较高的强度和硬度，可用来制造 机械性能要求较高的铸件，如汽缸、曲轴、凸 轮、机床床身等，尤其是截面尺寸变化较大的 铸件。
孕育处理可细化石墨片，减轻其对基体的割裂 作用，因而提高铸铁的强度，但塑性无明显改 善。
20
灰铸铁的工艺性能
石墨的存在，使铸铁具备某些优良的工艺性能 因石墨的存在，造成脆性切屑，铸铁的切削加工性
能优异。 灰铸铁的铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生
的膨胀，减少了铸件体积的收缩，降低了铸件中的 内应力。 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。 石墨对振动的传递起削弱作用，使铸铁有很好的减 振性能。 大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感。
14
外因---冷却速度
• 在生产过程中，铸铁的冷却速度越缓慢，或 在高温下长时间保温，均有利于石墨化。
• 在其它条件一定的情况下，冷却速度与铸件的 壁厚有关，壁厚越大，冷却速度越小，越有利 于石墨化，反之亦然；
• 在生产，铸件的表面和薄壁处常形成白口组织， 使切削加工困难，就是由于这个原因造成的。
5
第一节 铸铁的石墨化
• 一 铁碳合金双重相图 • 二 石墨化过程 • 三 影响石墨化的因素
6
铁碳合金双重相图
• 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）。渗碳体 为亚稳相，具有复杂的斜方结 构。在一定条件下能分解为铁 和石墨（Fe3C→3Fe+G）。
11
内因---化学成分
分为促进石墨化和阻碍石墨化二类。
1、 C、Si为强烈促进石墨化的元素。
石墨本身就是碳，所以碳含量越高，石墨化越容易，石墨 越多；
硅能减弱碳和铁的亲合力，不利于渗碳体的析出，从而促 进了石墨化；
在铸铁中，1%Si对石墨化的作用相当于1/3%C，所以有：
碳当量CE=C%+1/3Si%
2
3
铸铁的分类
按照碳的存在形式，铸铁可分为： • 碳以渗碳体形式存在的，称为白口铸铁； • 碳以石墨形式存在的，称为灰口铸铁；
4
铸铁的分类
按照石墨的形态,铸铁可分为: 石墨呈片状的铸铁,称灰铸铁； 石墨呈团絮状的铸铁称可锻铸铁； 石墨呈球状的铸铁称球墨铸铁； 石墨呈蠕虫状的铸铁称蠕墨铸铁。
第八章 铸铁
第一节 铸铁的石墨化 第二节 灰铸铁 第三节 球墨铸铁 第四节 蠕墨铸铁 第五节 可锻铸铁 第六节 合金铸铁
1
概述
铸铁是碳含量大于2.11%、并常含有较多的硅、锰、 硫、磷等元素的铁碳合金。
铸铁的生产设备和工艺简单，价格便宜，并具有许多 优良的使用性能和工艺性能，所以应用非常广泛，是 工程上最常用的金属材料之一。它可用于制造各种机 器零件，如机床的床身、床头箱；发动机的汽缸体、 缸套、活塞环、曲轴、凸轮轴；轧机的轧辊及机器的 底座等。
13
内因---化学成分
磷是促进石墨化的元素。 铸铁中磷含量增加 时，液相线降低，从而提高了铁水的流动性。 在铸铁中，磷含量大于0.3%时，常常形成二元 或三元磷共晶体，其性能硬而脆，降低铸铁的 强度，但提高其耐磨性。所以，要求铸铁有较 高强度时，要限制磷含量（一般在0.12%以 下），而耐磨铸铁则要求有一定的磷含量（可 达0.3%以上）。