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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。
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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）
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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
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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%。
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。
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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 。
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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。
铸造工艺介绍ppt课件.ppt
胶）的池中并待乾，使以蜡制的复制品覆上一层陶瓷外膜，一直 重复步骤直到外膜足以支持铸造过程(约1/4寸到1/8寸)，然后熔 解模型中的蜡，并抽离铸模。对铸模多次加以高温焙烧，增强硬 度浇入熔融物质凝固冷却后形成铸件的铸造方法。
2014-8-28
9
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造简介
《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。 这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺。
《考工记》中记载了六种器物的不同含锡量，称之为“六齐”。
合金名称 钟鼎之齐 斧斤之齐 戈戬之齐 大刃之齐 削杀矢之齐 鉴燧之齐
含铜比例 5╱6 4╱5 3╱4 2╱3 3╱5 1╱2
14
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
浇注位置的选择原则
①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 ②铸件宽大平面应朝下 ③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直 ④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面 ⑤应尽量减少型芯的数量 ⑥要便于安放型芯、固定和排气
在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸 型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 2.4离心铸造
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在 离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
2014-8-28
10
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
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病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
铸造简介
《考工记》是中国战国时期记述官营手工业各工种规范和制造工艺的文献。 这部著作记述了齐国关于手工业各个工种的设计规范和制造工艺。
《考工记》中记载了六种器物的不同含锡量，称之为“六齐”。
合金名称 钟鼎之齐 斧斤之齐 戈戬之齐 大刃之齐 削杀矢之齐 鉴燧之齐
含铜比例 5╱6 4╱5 3╱4 2╱3 3╱5 1╱2
14
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
浇注位置的选择原则
①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 ②铸件宽大平面应朝下 ③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直 ④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面 ⑤应尽量减少型芯的数量 ⑥要便于安放型芯、固定和排气
在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸 型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。 2.4离心铸造
离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在 离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
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病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
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
8第八章-铸铁ppt课件(全)
QT600-3
蠕墨 蠕 铸铁 虫
状
P
F
RuT + 一组数字
数字表示最低抗拉强度值, MPa。
F+P “RuT”表示蠕墨铸铁代号
P
QT700-2 RuT260 RuT300 RuT420
第二节 常用铸铁
一、灰铸铁
灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约 占铸铁总产量的80%以上。
1、组织 灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却时通过
比(0.2 /b)高, 约为0.7~0.8, 而钢一般只有0.3~0.5。 球墨铸铁
可进行各 种热处理, 如退火、正 火、淬火加 回火、等温 淬火等。
3、用途 承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等。
四、蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是20世纪60年代发展起来的一种新型铸铁. 蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的. 蠕化剂为稀土硅铁镁合金、
2、热处理 热处理只改变基体组织，不改变石
墨形态。 灰铸铁强度只有碳钢的30~50%，
热处理强化效果不大。 灰铸铁常用的热处理有： ① 消除内应力退火(又称人工时效) ② 消除白口组织退火 ③ 表面淬火
3、用途 制造承受压力和震动的零件,
如机床床身、各种箱体、壳 体、泵体、缸体。
台车式石墨化退火炉
3、影响石墨化的因素 ⑴ 化学成分的影响 碳和硅是强烈促进石墨化的元素。 碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造
性能变差。 ⑵ 冷却速度的影响 铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分扩散，结晶
将按Fe - G相图进行，因而促进石墨化。
快冷时由于过冷度大，结晶将按 Fe-Fe3C相图进 行, 不利于石墨化.
球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。
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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
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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%-
球墨铸铁概述介绍课件
04
浇注控制：控 制浇注速度， 保证球墨铸铁 的成型质量
球墨铸铁的质量控 制
化学成分的控制
碳含量：控制碳含量在2 硅含量：控制硅含量在0 锰含量：控制锰含量在0 磷含量：控制磷含量在0 硫含量：控制硫含量在0 稀土含量：控制稀土含量在0
球化处理工艺的控制
01
球化剂的选择： 选择合适的球化 剂，保证球化效
果
02
球化处理温度： 控制球化处理温 度，保证球化效
果
03
球化处理时间： 控制球化处理时 间，保证球化效
果
04
球化处理搅拌： 控制球化处理搅 拌，保证球化效
果
05
球化处理后处理： 控制球化处理后 处理，保证球化
效果
06
球化处理质量检 测：控制球化处 理质量检测，保
证球化效果
铸件质量的检测与控制
原材料质量控制： 选择优质原材料， 确保化学成分和物 理性能符合要求
冲天炉：适用于中小型球墨铸铁生产，具有 生产效率高、能耗低、环保性能好等优点。
熔炼炉：适用于大型球墨铸铁生产，具有生 产效率高、能耗低、环保性能好等优点。
熔炼工艺的控制
温度控制：严 格控制熔炼温 度，确保球墨 铸铁的质量
01
脱氧控制：采用 合适的脱氧方法， 防止氧化物对球 墨铸铁的影响
03
02
成分控制：精 确控制合金成 分，保证球墨 铸铁的性能
球墨铸铁的生产工艺和技术不断创新，提高了产品质量 和生产效率，降低了生产成本，增强了市场竞争力。
谢谢
冲击性能。
耐磨损：球墨铸铁
3
的耐磨性优于灰口
铸铁，适用于耐磨
损的部件。
耐腐蚀：球墨铸铁
4
铸铁的结构原理及应用课件
表面处理
表面处理是对铸件表面进行加工，以提高其耐腐蚀性、耐磨 性和装饰性的过程。常见的表面处理方法有喷涂、电镀、热 喷涂等。
04
铸铁的应用
汽车工业中的应用
01
02
03
发动机缸体
铸铁具有良好的耐磨性和 耐高温性能，是发动机缸 体的理想材料。
底盘零件
铸铁制成的底盘零件，如 刹车盘和转向节，具有较 高的强度和稳定性。
铸铁的结构原理及应用课 件
• 铸铁的简介 • 铸铁的结构原理 • 铸铁的生产工艺 • 铸铁的应用 • 铸铁的发展趋势与未来展望
01
铸铁的简介
铸铁的定义与特性
定义
铸铁是一种由生铁经过高温熔炼 后得到的合金，其成分中含有硅 、锰、磷、硫等元素。
特性
铸铁具有优良的铸造性能、耐磨 性、耐腐蚀性和中等强度等特点 ，常用于制造各种铸件和机器部 件。
化工设备
铸铁可以用于制造反应釜、压力容 器等化工设备，具有较高的耐腐蚀 性能。
船舶制造
铸铁在船舶制造中用于制造船锚、 船桨等耐磨耐腐蚀部件。
05
铸铁的发展趋势与未来展望
新材料与新工艺的发展
高强度轻质材料
随着新材料技术的不断发展，铸铁行业正逐步向高强度轻质材料转型，以提高产 品的性能和降低成本。
新型铸造工艺
产生重要影响。
铸铁的相图与凝固过程
铸铁的相图是描述铸铁在不同温度和 成分下的相组成和相变过程的图谱， 是指导铸铁生产和应用的重要工具。
在凝固过程中，铸铁可能会发生收缩、 变形、裂纹等缺陷，因此需要采取相 应的措施来控制铸铁的凝固过程，以 保证铸件的质量。
铸铁的凝固过程是指铸铁从液态冷却 凝固成固态的过程，这个过程中铸铁 的相组成和组织结构会发生变化，对 铸铁的性能产生影响。
表面处理是对铸件表面进行加工，以提高其耐腐蚀性、耐磨 性和装饰性的过程。常见的表面处理方法有喷涂、电镀、热 喷涂等。
04
铸铁的应用
汽车工业中的应用
01
02
03
发动机缸体
铸铁具有良好的耐磨性和 耐高温性能，是发动机缸 体的理想材料。
底盘零件
铸铁制成的底盘零件，如 刹车盘和转向节，具有较 高的强度和稳定性。
铸铁的结构原理及应用课 件
• 铸铁的简介 • 铸铁的结构原理 • 铸铁的生产工艺 • 铸铁的应用 • 铸铁的发展趋势与未来展望
01
铸铁的简介
铸铁的定义与特性
定义
铸铁是一种由生铁经过高温熔炼 后得到的合金，其成分中含有硅 、锰、磷、硫等元素。
特性
铸铁具有优良的铸造性能、耐磨 性、耐腐蚀性和中等强度等特点 ，常用于制造各种铸件和机器部 件。
化工设备
铸铁可以用于制造反应釜、压力容 器等化工设备，具有较高的耐腐蚀 性能。
船舶制造
铸铁在船舶制造中用于制造船锚、 船桨等耐磨耐腐蚀部件。
05
铸铁的发展趋势与未来展望
新材料与新工艺的发展
高强度轻质材料
随着新材料技术的不断发展，铸铁行业正逐步向高强度轻质材料转型，以提高产 品的性能和降低成本。
新型铸造工艺
产生重要影响。
铸铁的相图与凝固过程
铸铁的相图是描述铸铁在不同温度和 成分下的相组成和相变过程的图谱， 是指导铸铁生产和应用的重要工具。
在凝固过程中，铸铁可能会发生收缩、 变形、裂纹等缺陷，因此需要采取相 应的措施来控制铸铁的凝固过程，以 保证铸件的质量。
铸铁的凝固过程是指铸铁从液态冷却 凝固成固态的过程，这个过程中铸铁 的相组成和组织结构会发生变化，对 铸铁的性能产生影响。
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。
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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
结晶时一次石墨、共晶石墨的析出和加热时一次渗碳体、及 共晶渗碳体的分解. 在P’S’K’线和E’C’F’ 之间发生的石墨化称为第二阶段石墨化， 包括冷却时二次石墨的析出和加热时二次渗碳体的分解。
碳、硅含量对铸铁石墨化的影响
麻口
C
铸铁
白口铸铁
灰口铸铁
Si
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。 S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素阻碍石墨化。
铸铁与铸钢的强度比较
⑵ 减摩性能好。由于石墨本身有润滑作用。
⑶ 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。
⑷ 铸造性能好。由于铸铁硅含量高, 成分接近于共晶.
⑸ 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。
铸铁的分类
第二节 铸铁的石墨化
1、Fe-Fe3C 和 Fe-G (石墨)双重相 图
在铁碳合金中，碳可以以三种形 式存在，铁碳合金究竟按哪种相 共晶白口铸铁 图变化，决定于加热、冷却条件 或获得的平衡性质（亚稳平衡还 是稳定平衡）。
Fe3C是亚稳相，在一定条件下将 发生分解：
Fe3C→3Fe+G（石墨）
F基体球墨铸铁
存在两个铁碳相图： Fe-Fe3C和Fe-G双重相图
L+G
L+Fe3C
Fe-G相图
2、铸铁的石墨化过程 铸铁中的碳原子析出形
成石墨的过程称为石墨 化。 铸铁中的石墨可以在结 晶过程中直接析出,也可 以由渗碳体加热时分解 得到。
G（蠕虫状）
片状 G
团絮状 G
球状 G
铸铁的分类与牌号表示方法
铸铁 石墨 基体 名称 形态 组织
编号方法
牌号实例
灰
F HT + 一组数字
HT100
铸
片 状
Байду номын сангаас
F+P
数字表示最低抗拉强度值，单位 M Pa。
HT150
铁
P “HT”表示灰铸铁代号。
HT200
可
F
KTH + 两组数字
KTH 、 KTB 、 KTZ 分 别 为黑心、白心、珠光体
铁水在浇注前经球化处理，其中碳大部分或全部以球状 石墨形式存在，机械性能高，生产工艺比可锻铸铁简单，近 年来日益得到广泛的应用。
5、蠕墨铸铁 碳以蠕虫状石墨形式存在，介于片状和球状石墨之间。 此外，为了满足一些特殊要求，向铸铁中加入一些合金
元素，如Cr、Cu、Al、B等，可得到耐蚀、耐热及耐磨等特 性的合金铸铁。
QT + 两组数字
QT400-15
球墨 球
第一组数字表示最低抗拉强 度值，MPa；
铸铁 状
F+P
第二组数字表示最低伸长率 值，%。
QT600-3
P
“QT”表示 球墨铸铁代号 QT700-2
蠕F
RuT + 一组数字
蠕墨 铸 铁 虫 F+P
数字表示最低抗拉强度值, MPa。
状
P
“RuT”表示蠕墨铸铁代号
RuT260 RuT300 RuT420
二、铸铁的性能
工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。 1、铸铁的组织特点 钢的基体+G（石墨） 基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。
F+G
P+G
F+P+G
2、铸铁的性能特点 ⑴ 力学性能低。由于石
墨强度、塑性、韧性几乎 为零，相当于钢基体中的 裂纹或空洞，破坏了基体 的连续性，且易导致应力 集中。
汽缸体、缸套、活塞环及轴 内
瓦、曲轴等都可用铸铁制造.
燃
机
汽
缸
铸铁曲轴
第一节 概述
1、铸铁的分类与牌号表示方法 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，在一定条件下能分解为铁和石墨 （Fe3C→3Fe+C）。 石墨为稳定相，具有特殊的简单六方晶格，底面之间的间距较 大（3.04×10-10 m），结合力较弱。所以石墨的强度、硬度和 塑性都很差。
充分进行 部分进行 不进行
F＋G F＋P＋G P＋G
麻铸铁 白口铸铁
部分进行 部分进行 不进行 Le’+P+G
不进行
不进行
不进行 Le’+P+Fe3C
3、影响石墨化的因素 ⑴ 化学成分的影响 碳和硅是强烈促进石墨化的元素。 碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造性能变差。
碳、硅含量过高,会 使石墨数量多且粗 大，基体内铁素体 量增多，降低铸件 的性能.
在P’S’K’线以下发生的石墨化称为第三阶段石墨化。包括冷 却时共析石墨的析出和加热时共析渗碳体的分解。
石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。
铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系 （以共晶铸铁为例）
名称
石墨化程度 第一阶段 第二阶段
第三阶段
显微组织
灰铸铁
充分进行 充分进行 充分进行
充分进行 充分进行 充分进行
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
结晶时一次石墨、共晶石墨的析出和加热时一次渗碳体、及 共晶渗碳体的分解. 在P’S’K’线和E’C’F’ 之间发生的石墨化称为第二阶段石墨化， 包括冷却时二次石墨的析出和加热时二次渗碳体的分解。
碳、硅含量对铸铁石墨化的影响
麻口
C
铸铁
白口铸铁
灰口铸铁
Si
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。 S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素阻碍石墨化。
铸铁与铸钢的强度比较
⑵ 减摩性能好。由于石墨本身有润滑作用。
⑶ 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。
⑷ 铸造性能好。由于铸铁硅含量高, 成分接近于共晶.
⑸ 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。
铸铁的分类
第二节 铸铁的石墨化
1、Fe-Fe3C 和 Fe-G (石墨)双重相 图
在铁碳合金中，碳可以以三种形 式存在，铁碳合金究竟按哪种相 共晶白口铸铁 图变化，决定于加热、冷却条件 或获得的平衡性质（亚稳平衡还 是稳定平衡）。
Fe3C是亚稳相，在一定条件下将 发生分解：
Fe3C→3Fe+G（石墨）
F基体球墨铸铁
存在两个铁碳相图： Fe-Fe3C和Fe-G双重相图
L+G
L+Fe3C
Fe-G相图
2、铸铁的石墨化过程 铸铁中的碳原子析出形
成石墨的过程称为石墨 化。 铸铁中的石墨可以在结 晶过程中直接析出,也可 以由渗碳体加热时分解 得到。
G（蠕虫状）
片状 G
团絮状 G
球状 G
铸铁的分类与牌号表示方法
铸铁 石墨 基体 名称 形态 组织
编号方法
牌号实例
灰
F HT + 一组数字
HT100
铸
片 状
Байду номын сангаас
F+P
数字表示最低抗拉强度值，单位 M Pa。
HT150
铁
P “HT”表示灰铸铁代号。
HT200
可
F
KTH + 两组数字
KTH 、 KTB 、 KTZ 分 别 为黑心、白心、珠光体
铁水在浇注前经球化处理，其中碳大部分或全部以球状 石墨形式存在，机械性能高，生产工艺比可锻铸铁简单，近 年来日益得到广泛的应用。
5、蠕墨铸铁 碳以蠕虫状石墨形式存在，介于片状和球状石墨之间。 此外，为了满足一些特殊要求，向铸铁中加入一些合金
元素，如Cr、Cu、Al、B等，可得到耐蚀、耐热及耐磨等特 性的合金铸铁。
QT + 两组数字
QT400-15
球墨 球
第一组数字表示最低抗拉强 度值，MPa；
铸铁 状
F+P
第二组数字表示最低伸长率 值，%。
QT600-3
P
“QT”表示 球墨铸铁代号 QT700-2
蠕F
RuT + 一组数字
蠕墨 铸 铁 虫 F+P
数字表示最低抗拉强度值, MPa。
状
P
“RuT”表示蠕墨铸铁代号
RuT260 RuT300 RuT420
二、铸铁的性能
工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。 1、铸铁的组织特点 钢的基体+G（石墨） 基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。
F+G
P+G
F+P+G
2、铸铁的性能特点 ⑴ 力学性能低。由于石
墨强度、塑性、韧性几乎 为零，相当于钢基体中的 裂纹或空洞，破坏了基体 的连续性，且易导致应力 集中。
汽缸体、缸套、活塞环及轴 内
瓦、曲轴等都可用铸铁制造.
燃
机
汽
缸
铸铁曲轴
第一节 概述
1、铸铁的分类与牌号表示方法 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，在一定条件下能分解为铁和石墨 （Fe3C→3Fe+C）。 石墨为稳定相，具有特殊的简单六方晶格，底面之间的间距较 大（3.04×10-10 m），结合力较弱。所以石墨的强度、硬度和 塑性都很差。
充分进行 部分进行 不进行
F＋G F＋P＋G P＋G
麻铸铁 白口铸铁
部分进行 部分进行 不进行 Le’+P+G
不进行
不进行
不进行 Le’+P+Fe3C
3、影响石墨化的因素 ⑴ 化学成分的影响 碳和硅是强烈促进石墨化的元素。 碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造性能变差。
碳、硅含量过高,会 使石墨数量多且粗 大，基体内铁素体 量增多，降低铸件 的性能.
在P’S’K’线以下发生的石墨化称为第三阶段石墨化。包括冷 却时共析石墨的析出和加热时共析渗碳体的分解。
石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。
铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系 （以共晶铸铁为例）
名称
石墨化程度 第一阶段 第二阶段
第三阶段
显微组织
灰铸铁
充分进行 充分进行 充分进行
充分进行 充分进行 充分进行