铸铁PPT课件
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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
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
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。
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
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）。
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。
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。
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
KTH30006
锻 铸 铁
团 絮 状
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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。
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
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
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。
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
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
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
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。
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
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）。
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。
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。
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
KTH30006
锻 铸 铁
团 絮 状
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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。
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
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
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。
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