课题三 铸铁
铸铁教案.docx
课题铸铁课型新授课授课时间2011年 5 月日教法比较法讨论法授课班级2011 级三星班学法认知目标：通过教学，希望学生能了解铸铁的概念、分类、牌号、性能及用途。
教学能力目标：通过教学，希望学生能主动将专业基础知识转化为职业技能，以及团队协作和组织执行能力的培养。
目情感目标：通过教学，希望学生能认识到只有拥有扎实的专业基础知识，过硬的职业技能，才标能适应社会，在残酷的职场竞争中立于不败之地，从而激发就业的信心和勇气。
教学重点1、铸铁的牌号2、铸铁的性能教学难点铸铁的用途教学用具多媒体教学过程教学环节教学内容及师生互动情况设计意图良好的开始是成功的一由日常生活中经常见到的部件展示，引出本节课题--------铸铁半。
一堂成功的课更从成功的导入新活动设计：课开始。
寻找教师活动：教师展示幻灯片，提出问题：身边最贴切导1、部件的名称是什么？的例子来创2、同学们知道部件的材料吗？设问题情境，入力求吊起学学生活动：学生在看完幻灯片的基础上回答问题。
从而引出框题。
生的胃口，让学生带着问新题迫不及待的开始我们课的课程。
教师幻灯片展示本节课所讲的课题教学过程教学环教学内容及师生互动情况节一、铸铁的含义1、概念讲铸铁是碳质量分数大于2.11%、并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。
授活动设计一：学生活动： 学生看课本找出铸铁的含义新教师活动： 展示幻灯片2、铸铁的元素成分含量及作用课 W c =2.5~4% W si =1.0~3.0% W Mn =0.5~1.4%（ W s <0.15%W p <0. 30%知活动设计二：识教师活动： 幻灯片展示各成分的含量及作用供学生了解点 3、关于石墨一活动设计三：：铸 教师通过讲解铸铁的含义和元素成分引出石墨的概念，展示幻灯片，使学生直观感受石墨。
铁 的 4、关于铸铁的一般性能含 活动设计四：义 学生活动 ：学生通过阅读课文，找到常用铸铁的优缺点，并分析原因。
铸铁 PPT课件
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%。
27 汽车材料 教案：铸铁——铸铁简介
《汽车材料》教案任课教师：课程名称：课程代码：上课班级：专业：总学时：周学时：学期：202 ～202 学年第学期汽车材料教案教学活动过程一、组织教学二、复习前课知识1、耐磨钢的性能及分类；2、耐磨钢的常用牌号及应用。
三、导入新课大家知道吗？对于非常复杂的零件，我们用什么制造工艺来制造？切削加工、铸造、锻压还是焊接？导出：一般还是通过铸造的方式来制造。
铸造主要使用铸铁。
我们今天要学习的铸铁材料。
四、新授课第一节铸铁简介一、铸铁——铸铁及应用1、铸铁——以Fe-C-Si为主的多元铁基合金。
一般W C=2.5-4.0%2、应用——汽车上铸铁用量以前占整车金属量的比例约为50% ，现在占比下降较多。
如：汽车发动机的缸体、缸盖铸铁制造排气管、后桥壳； 点名，记考勤（1 min）教师提问引导学生回答 （2 min ）让学生相互讨论或查阅资料，找两名同学简要回答（2min ）铸铁制造凸轮轴、曲轴二、铸铁的石墨化1、铸铁中石墨的形成过程称为石墨化C的两种存在形式：Fe3C：硬而脆（800HBW）；石墨G：硬度低（3HBS）高温Fe3C 3Fe + G长时间•石墨的结构：层间距＞同层原子间距层与层间结合力较弱•其结晶形态常发展成片状。
2、影响石墨化的因素化学成分：C、Si 促进石墨化；Mn、S阻碍石墨化冷却速度：冷速慢有利石墨化图片展示 视频演示 （2 min ）图片展示 视频演示 （3 min ）三、铸铁的分类1、白口铸铁：C主要以Fe3C形式存在，断口呈银白亮色。
2、灰口铸铁：C主要以G形式存在，断口呈暗灰色。
白口铸铁和灰口铸铁断口为银白亮色及暗灰色。
3、麻口铸铁：C以Fe3C+G形式存在，断口灰白相间。
4、能铸铁：向铸铁中加入合金元素：耐磨铸铁，耐热铸铁，耐蚀铸铁5、灰口铸铁根据G的形态：灰铸铁——片状；球墨铸铁——球状；可锻铸铁——团絮状；蠕墨铸铁——蠕虫状。
四、铸铁——灰口铸铁的性能1、灰口铸铁的组织：钢基体（F、F+P、P）和G组成G——松软而脆弱，G就象金属基体中的孔洞和裂纹，而铸铁可看作是含有孔洞和裂纹的钢。
铸铁模块教学法
模块六铸铁课题一铸铁的分类及石墨化过程一、概述铸铁是含碳量大于 2.11%的铁碳合金。
工业上常用的铸铁，含碳量一般在2.5%～4.0%的范围内，此外还有硅、锰、硫、磷等元素。
铸铁和钢相比，虽然力学性能较低，但它具有优良的铸造性能和切削加工性能，生产成本低廉，并且具有耐压、耐磨和减震等性能，所以获得广泛的应用。
如按质量百分比算，它在汽车、拖拉机中的应用约占30%～50%。
二、铸铁的分类（铸铁中的碳主要是以渗碳体和石墨的形式存在）1.根据碳的存在形式不同分：（1）白口铸铁碳主要以渗碳体形式存在，其断口呈银白色，所以称为白口铸铁。
这类铸铁的性能既硬又脆，很难进行切削加工，所以很少直接用来制造机器零件。
（2）灰铸铁碳大部分或全部以石墨形式存在，其断口呈暗灰色，故称灰铸铁。
它是目前工业生产中应用最广泛的一种铸铁。
（3）麻口铸铁碳大部分以渗碳体形式存在，少部分以石墨形式存在，断口呈灰白色。
这种铸铁有较大的脆性，工业上很多好使用。
2.根据石墨几何形状不同分：（1）灰铸铁石墨以片状存在于铸铁中。
（2）可锻铸铁石墨以团絮状存在于铸铁中。
（3）球墨铸铁石墨以球状存在于铸铁中。
（4）蠕墨铸铁石墨以蠕虫状存在铸铁中。
三、铸铁的石墨化过程铸铁中的石墨可以从液体中或奥氏体中直接析出，也可以吸纳结晶出渗碳体，再有渗碳体在一定条件下分解得到（Fe3C→3Fe+C）。
铸铁中的碳以石墨形态析出过程称为石墨化。
影响石墨化的主要因素是铸铁的化学成分和冷却速度。
1.成分的影响铸铁中的各种元素，按其对石墨化的作用，可分为两大类：（1）促进石墨化的元素如碳、硅、铝、镍、铜和钴等，其中碳和硅是强烈促进石墨化的元素。
碳、硅含量高，析出的石墨就多，石墨片的尺寸也粗大。
适当降低含碳、硅含量，能使石墨细化。
（2）阻碍石墨化的元素如铬、钨、钼、钒、锰、硫等。
它们均阻碍渗碳体分解，阻碍石墨形成。
2.冷却速度的影响冷却速度对石墨化的影响很大。
当铸铁结晶时，缓慢冷却有利于扩散，石墨化过程可充分进行，结晶出的石墨又多又大；而快速冷却则阻碍石墨化，促使白口化。
课题三铸铁
普通灰铸铁
二、灰铸铁的性能与应用
由于石墨片对钢基体产生的割裂作用，破坏了钢基体的连续性、完整性， 减少了钢基体的有效面积，使其抗拉强度低于钢、而塑性和韧性近于零，属于 脆性材料。灰铸铁具有非常优良的铸造性能。 但其抗压强度与钢相近，因此普通灰铸铁广泛用于作承受压力载荷的零件 和结构，如机座、机床床身、轴承等。
3、灰口铸铁的种类 根据石墨（G）在铸铁中存在形态，可分为： 普通灰铸铁：石墨呈片状 可锻铸铁：石墨呈团絮状
球墨铸铁：石墨呈球状 蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状
铸 铁
普通灰铸铁
一、灰铸铁的组织 灰铸铁有铁素体、珠光体、(铁素体+珠光体)+石墨三 种基本组织。 F+片状石墨 （F+P）+片状石墨 P+片状石墨
如： RuT300、RuT420 性能： 蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。它的强度接近于球墨
铸铁，并且有一定的韧性、较高的耐磨性；同时又有和灰口铸铁 一样的良好的铸造性能和导热性。 应用：蠕墨铸铁已成功地用于高层建筑中高压热交换器、内燃 机汽缸和缸盖、汽缸套、钢锭模、液压阀等铸件。
排 气 管
进 气 管
铸 铁
特殊性能铸铁
在铸铁中加入某些合金元素，得到一些具有各种特殊性能的合 金铸铁。 1、耐磨铸铁（加铬） 弯 管 衬 板
2、耐热铸铁 （Al、Si、Cr ） 扇 形 扩 散 器
托 架
铸铁 名称 灰口 铸铁
石墨 形状 片状
牌 号
性
能
应 用
机座、机床床 身、轴承等
HT100
具有非常优良 的铸造性能
KTH300-06 较高的强度、塑 可锻 团絮状 性、冲击韧性 铸铁 KTZ450-06
石墨是游离状态的碳，其强度、硬度、塑性、韧性很低，硬 度仅为3—5HBS，伸长率近于零。 铸铁的组织可以看成是在铁或钢的基体上夹杂着石墨，石 墨对基体产生割裂作用。 因此，石墨的存在使铸铁的力学性能下降，其性能比钢低，不 能锻造，且石墨的数量越多，越粗大，分布越不均匀，铸铁的力 学性能越差。 但石墨的存在也赋予铸铁许多钢所不及的优良性能，如铸造 性能、减振性和减摩性等。
铸铁的实验报告
一、实验目的1. 了解铸铁的基本性质和分类；2. 掌握铸铁的微观组织结构及其影响因素；3. 分析铸铁的性能与组织之间的关系；4. 探讨铸铁在实际应用中的优势与局限性。
二、实验原理铸铁是一种以铁为主要成分，含有一定比例的碳、硅、锰、硫、磷等元素的合金。
根据碳的存在形式，铸铁可分为灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和耐磨铸铁等。
铸铁具有优良的铸造性能、减震性、耐磨性和切削性等特点，广泛应用于机械制造、交通运输、建筑、化工等行业。
三、实验内容1. 铸铁的宏观观察（1）观察灰口铸铁的宏观组织：将灰口铸铁试样进行打磨、抛光，用4%的硝酸酒精溶液进行侵蚀，然后在显微镜下观察其宏观组织，包括石墨形态、基体组织、共晶团等。
（2）观察球墨铸铁的宏观组织：将球墨铸铁试样进行打磨、抛光，用4%的硝酸酒精溶液进行侵蚀，然后在显微镜下观察其宏观组织，包括球状石墨、基体组织、共晶团等。
2. 铸铁的微观组织分析（1）分析灰口铸铁的微观组织：观察石墨形态、基体组织、共晶团等，分析其对铸铁性能的影响。
（2）分析球墨铸铁的微观组织：观察球状石墨、基体组织、共晶团等，分析其对铸铁性能的影响。
3. 铸铁的性能测试（1）冲击试验：按照国家标准GB/T 229-1994进行冲击试验，测试铸铁的冲击韧性。
（2）硬度试验：按照国家标准GB/T 231-2007进行硬度试验，测试铸铁的布氏硬度。
（3）耐磨性试验：采用磨料磨损试验机，测试铸铁的耐磨性。
四、实验结果与分析1. 铸铁的宏观组织观察（1）灰口铸铁的宏观组织：石墨呈片状分布，基体组织为珠光体和铁素体，共晶团较为明显。
（2）球墨铸铁的宏观组织：石墨呈球状分布，基体组织为珠光体和铁素体，共晶团较为明显。
2. 铸铁的微观组织分析（1）灰口铸铁的微观组织分析：石墨形态、基体组织、共晶团等因素对铸铁性能有显著影响。
石墨形态以片状为主，有利于提高铸铁的减震性；基体组织以珠光体和铁素体为主，有利于提高铸铁的强度和硬度；共晶团有助于提高铸铁的韧性。
金属材料与热处理 模块四 课题三 铁碳合金的组织和Fe-C合金相图
渗碳体的晶格
渗碳体的显微组织
必备知识
5.珠光体（P） 珠光体是铁素体和渗碳体的混合物， 用符号P表示。它是铁素体和渗碳体层 片相间、交替排列形成的混合物。其 显微组织图如图4-18所示其中白色为 铁素体基体，黑色线条为渗碳体。珠 光体的含碳量为0.77%，由于珠光体 是由硬的渗碳体和软的铁素体组成的 混合物，所以其力学性能是两者的综 合，强度较高，硬度适中，具有一定 的塑性。
Fe—Fe3C相图中七个特性点的温度、含碳量以及含义
点的符号
A C D E G S P
温度℃ 1538 1148 1227 1148 912 727 727
含碳量（%）
含义
0
纯铁熔点
4.3
共晶点，L⇌Ld(A+Fe3C)
6.69
渗碳体的熔点
2.11
碳在奥氏体（γ-Fe）中的最大溶解度点
0
纯铁的同素异构转变点，α—Fe⇌γ-Fe
（2）AECF线。 固相线，对应成分的液态合金冷却到此线上的对应点时完成结晶过程，变为固态，此线之下为 固相区域。在液相线与固相线之间是液态合金从开始结晶到结晶终了的过渡区，所以此区域液相与固相并存。AEC 区内为液相合金与固相奥氏体，CDF区内为液相合金与固相渗碳体。
（3）GS线 。奥氏体冷却时析出铁素体的开始线 （或加热时铁素体转变成奥氏体的终止线），又称A3线。奥氏 体向铁素体的转变是铁发生同素异构转变的结果。
（4）ES线 。 碳在奥氏体（γ-Fe）中的溶解度曲线，又称ACm线。 奥氏体的溶碳能力沿该线上的对应点变化。 在1148℃时，碳在奥氏体中的溶解度为2.11%（E点的含碳量），在727℃时降到0.77%（S点的含碳量）。在AGSE区 内为单相奥氏体。含碳量较高（>0.77%）的奥氏体，在从1148℃缓冷到727℃的过程中，由于其溶碳能力降低，多 余的碳会以渗碳体的形式从奥氏体中析出，称为二次渗碳体（Fe3CⅡ）。
金属材料与热处理 模块八 课题三 可锻铸铁
Байду номын сангаас例导入
机床扳手，车轮壳，钢丝绳接头、管道配件等一般用可锻铸铁来制造，如图所示。你知道 其中的原因吗？
管道配件
钢丝绳楔形接头
机床扳手
案例分析
一般地情况下，像机床扳手，车轮壳，钢丝绳接头、管道配件这些 薄壁、中小型零件，形状复杂，承受冲击载荷，要求铸造性能较好， 强度较高、塑性和韧性较好。用灰口铸铁制造不合适，而选用可锻 铸铁比较合适。
必备知识
二、可锻铸铁的成分、组织和性能 1.成分范围
为了使铸铁凝固获得白口组织，同时使随后的石墨化退火周期短，并有利于提 高铸铁机械性能，可锻铸铁化学成分应控制在WC为 2%～2.8%， WSi为1.2%～ 1.8%， WMn为0.4%～0.6%， WP为<0.1%， WS为<0.25%。 2.组织和性能
必备知识
(a)黑心可锻铸铁
(b)铁素体+珠光体可锻铸铁
(c)珠光体可锻铸铁
必备知识
三、可锻铸铁的牌号与用途 可锻铸铁的牌号用“可铁”二字的汉语拼音字母字首“KT”和后面两组数字
表示，两组数字分别表示其抗拉强度和断后伸长率的最低值。黑心可锻铸铁为 “KTH”，而珠光体可锻铸铁用“KTZ” 表示。例如，KTH300—06表示最低抗 拉强度为300Mpa，最小伸长率为6%的黑心可锻铸铁。KTZ450—06表示最低抗 拉强度为450Mpa，最小伸长率为6%的珠光体可锻铸铁。黑心可锻铸铁和珠光 体可锻铸铁的牌号与用途如下表。
思考与练习
•1.生产中是怎样获得可锻铸铁的？ •2.可锻铸铁为什么不能锻造？ •3.可锻铸铁具有什么样的性能？有什么用途？ •4.说明牌号KTH350—10的含义。
根据白口铸铁件退火的工艺不同，其基体组织也不同，可分为铁素体可锻铸铁、 铁素体+珠光体可锻铸铁和珠光体可锻铸铁，如图所示。其中铁素体可锻铸铁的 断口心部呈灰黑色，表层呈灰白色，故又称黑心可锻铸铁。
铸铁教案
类。通过
知 活动设计一：
展示组织
识 点
学生活动：学生阅读课文找出铸铁的分类。
二
教师活动：教师点拨，幻灯片展示图片，加深学生理解。
结构图， 加深学生
：
的理解
铸 铁
活动设计二：
通过问题
的 教师活动：提出问题
考察和锻
分
尺寸、形状完全相同的白口铸铁、灰铸铁、低碳钢各一块，用什么办法可以迅速 炼 学 生 对
类 ）
教师点拨 等，加深 学生对铸
教师活动：教师点拨，幻灯片展示
铁的理
解。
讲
根 据
白口铸铁：Fe3C
灰口铸铁：片状 球墨铸铁：球状
通过左边 的图表， 使学生能
C
授 新 课
的 存
灰口铸铁： 石墨 根据G形态 可锻铸铁：团絮状
清楚明了 的掌握铸
在
形 式
麻口铸铁：Fe3C+G
蠕墨铸铁：蠕虫状
铁的分类 标准和分
（
教学重点 1、铸铁的牌号 2、铸铁的性能
教学难点 铸铁的用途
教学用具 多媒体
教学过程
教学环节
教学内容及师生互动情况
设计意图
由日常生活中经常见到的部件展示，引出本节课题--------铸铁 活动设计：
教师活动：教师展示幻灯片，提出问题： 1、 部件的名称是什么？ 2、 同学们知道部件的材料吗？ 学生活动：学生在看完幻灯片的基础上回答问题。从而引出框题。 教师幻灯片展示本节课所讲的课题
入学不久 的学生对
讲
活动设计一：
学生活动：学生看课本找出铸铁的含义
授
教师活动：展示幻灯片
铸铁实物 可能有所 接触，但
新
2、铸铁的元素成分含量及作用
课题一碳钢的复习答案
课题一碳钢的复习提纲1、材料的分类：金属材料和非金属材料。
2、金属材料的分类：3、碳钢的定义：指平均含碳量小于2.11%的铁碳合金。
4、请用汉字写出在碳钢中的几种少量杂质Si、Mn 、P 、S，他们的名字？硅、锰、磷、硫。
5、在碳钢中的这几种杂质Si、Mn 、P 、S中，哪个是有益元素，哪个是有害元素。
硅、锰为有益元素；磷、硫为有害元素。
6、碳钢中的P 、S分别具有什么性能？磷具有冷脆性；硫具有热脆性。
7、碳钢按质量如何进行分类，请写出W S、W P含量？普通质量钢（Ws≤0.055%、Wp≤0.045%）优质钢（Ws、Wp ≤0.035%）高级优质钢（Ws 、Wp ≤0.025%）8、碳钢按含碳量如何进行分类？高碳钢、中碳钢、低碳钢9、碳钢按用途如何进行分类？碳素结构钢、碳素工具钢。
10、碳钢按冶炼时脱氧方法的不同如何进行分类？F——沸腾钢、Z——镇静钢、TZ——特殊镇静钢、b——半镇静钢11、普通碳素结构钢牌号的公式Q+三位数字（屈服点值）+质量等级符号+脱氧方法符号12、优质碳素结构钢牌号的公式两位数字（钢中平均含碳量的万分数）13、碳素工具钢牌号的公式T+两位数字（钢中平均含碳量的千分数）+A（高级优质）14、请试写出下列牌号的钢按含碳量属于什么钢，按质量属于什么钢，按用途属于什么钢，按脱氧方法属于什么钢？a) 45 中碳钢优质钢碳素结构钢b) Q195b 低碳钢普通质量钢碳素结构钢半镇静钢c) 60 高碳钢优质钢碳素结构钢e) 55 中碳钢优质钢碳素结构钢f) Q275 中碳钢普通质量钢碳素结构钢g) T12A 高碳钢高级优质钢碳素工具钢h) T8 高碳钢优质钢碳素工具钢i) T10A 高碳钢高级优质钢碳素工具钢j) T7 高碳钢优质钢碳素工具钢k) 08 低碳钢优质钢碳素结构钢l) 35 中碳钢优质钢碳素结构钢m) ZG340-600 中碳钢铸钢15、请写出下列牌号的含义？a) 45 表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。
铸铁组织分析实验报告
铸铁组织分析实验报告实验目的本实验旨在通过对铸铁的组织分析，了解铸铁的显微组织特点，并学习铸铁的显微组织分析方法。
实验原理铸铁是一种以铁为基体中含有2%以上碳元素的合金，具有灰白色或黑色的特点。
铸铁按照碳的形式和分布可分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁。
铸铁的显微组织与其冷却过程和碳的形式分布有关，显微组织主要包括珠光体、石墨和基体等成分。
珠光体是由铁素体和珠光体组成的，其中铁素体为珠光体的基体，而珠光体由铁素体和碳化物组成。
铸铁的显微组织主要通过光学显微镜观察，通常需要进行抛光、腐蚀和染色等处理方式。
实验步骤1. 准备实验样品：从铸铁材料中切取代表性样品。
2. 磨削与抛光：将样品磨削至粗糙度较小，并使用研磨纸对样品进行抛光处理。
3. 腐蚀：将抛光后的样品放置在猛酸中进行腐蚀处理，使得样品表面获得清晰可见的显微结构。
4. 清洗：将腐蚀后的样品用清水洗净，并用酒精进行清洁处理。
5. 染色：在样品上滴一滴显微染色液，使得显微组织更加清晰可见。
6. 实验观察：使用光学显微镜观察显微组织，并进行拍照记录。
实验结果与分析经过上述步骤，我们观察到铸铁的显微组织。
铸铁通常呈现灰白色或黑色，其主要显微组织成分为珠光体、石墨和基体。
珠光体是铸铁中最主要的组织成分之一。
在光学显微镜下，珠光体呈现出颗粒状或弯曲的结构，一般为灰色或白色。
珠光体由铁素体和碳化物组成，其中铁素体为灰色的基体，而碳化物为黑色颗粒状结构。
珠光体的形成与铸铁的冷却速度和合金的成分有关，冷却速度越快，珠光体的形态越细小。
石墨是铸铁中的另一个重要成分，通常呈现出黑色结构。
石墨具有良好的润滑性和导电性，对提高铸铁材料的性能起到重要作用。
在显微组织中，石墨可以呈现出团状、片状或链状的形态，形态的不同受到铸铁成分和冷却速度的影响。
基体是铸铁中无碳化物的铁素体，通常呈现出灰白色。
基体是铸铁的主要组织成分，其性质受到铸铁成分和冷却速度的影响。
基体的性质主要决定了铸铁的强度和韧性。
铸铁教案
类 ）
速区分开来？
知识的掌
学生活动：学生讨论，展示答案，教师点拨。
握和利用
教学环节
教学过程 教学内容及师生互动情况
设计意图
灰口铸铁的性能
铸铁类型
形成
性能
用途
灰铸铁 可锻铸铁
加入孕育剂（硅 铁、硅钙合金）
白口铸铁石墨化 或氧化脱碳退火 处理
铸造型、减 震性、切削 加工性
强度、塑 性、韧性均 较高
机床底座、床身、工作台、 导轨、箱体等
入学不久 的学生对 铸铁实物 可能有所 接触，但 对其概念 缺乏认 知，教材 在这个问 题上的表 述上理论 性也较 强，通过 幻灯片展 示图片、 教师点拨 等，加深 学生对铸 铁的理 解。
讲
根 据
白口铸铁：Fe3C
灰口铸铁：片状 球墨铸铁：球状
通过左边 的图表， 使学生能
C
授 新 课
的 存
灰口铸铁： 石墨 根据G形态 可锻铸铁：团絮状
课题
铸铁
课型
教法 学法
教 学 目 标
新授课
授课时间
2011 年 5 月 日
比较法 讨论法
授课班级
2011 级三星班
认知目标：通过教学，希望学生能了解铸铁的概念、分类、牌号、性能及用途。
能力目标：通过教学，希望学生能主动将专业基础知识转化为职业技能，以及团队协作和组织 执行能力的培养。 情感目标：通过教学，希望学生能认识到只有拥有扎实的专业基础知识，过硬的职业技能，才 能适应社会，在残酷的职场竞争中立于不败之地，从而激发就业的信心和勇气。
管接头、低压阀门等。
讲
球墨铸铁 加入球化剂和孕 兼 有 铸 铁 曲轴、连杆、轧辊、汽车
授
铸铁制作教学设计方案
一、教学目标1. 知识与技能目标：（1）了解铸铁的基本概念、特点和应用领域。
（2）掌握铸铁制作的基本工艺流程，包括熔炼、浇注、冷却、打磨等环节。
（3）学会使用铸铁制作工具，如熔炉、模具、浇注系统等。
2. 过程与方法目标：（1）通过实验操作，培养学生的动手实践能力和创新思维。
（2）引导学生进行小组合作，提高团队协作能力和沟通能力。
（3）培养学生对铸铁制作工艺的兴趣和热爱。
3. 情感态度与价值观目标：（1）激发学生对铸铁制作工艺的兴趣，培养对传统文化的尊重和保护意识。
（2）培养学生严谨、细致、求实的工作态度。
（3）增强学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容1. 铸铁的基本概念和特点2. 铸铁制作的基本工艺流程3. 铸铁制作工具的使用4. 铸铁作品的设计与制作三、教学过程1. 导入新课（1）播放铸铁制作的相关视频，激发学生的学习兴趣。
（2）介绍铸铁的历史、应用领域及重要性。
2. 讲解与演示（1）讲解铸铁的基本概念、特点、制作工艺流程及工具使用方法。
（2）现场演示铸铁制作的全过程，包括熔炼、浇注、冷却、打磨等环节。
3. 实践操作（1）分组进行实践操作，每组选用不同的铸铁制作项目。
（2）教师巡回指导，解答学生在实践过程中遇到的问题。
4. 作品展示与评价（1）学生展示自己的铸铁作品，分享制作过程中的心得体会。
（2）教师和学生共同评价作品，提出改进意见。
5. 总结与反思（1）总结本次课程的学习成果，强调铸铁制作工艺的重要性。
（2）引导学生反思自己在实践过程中的不足，提出改进措施。
四、教学评价1. 评价方式：过程性评价与终结性评价相结合。
2. 评价内容：（1）学生掌握铸铁制作基本知识和技能的程度。
（2）学生在实践过程中的动手能力和创新思维。
（3）学生在团队协作和沟通方面的表现。
（4）学生对铸铁制作工艺的兴趣和热爱程度。
五、教学资源1. 铸铁制作相关视频、图片等资料。
2. 铸铁制作工具、原料、模具等。
3. 教学课件、教案等。
铸铁的结构原理及应用课件
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。
《汽车材料》教案
2.汽车运行材料学生听课、思考、做笔记学生听课、思考、做笔记【新课导入】：（5分钟）1．清点人数，强调纪律2．填写教学日志3．教学要求【新课讲授】：（70分钟）第一节橡胶的性能、组成及分类合成橡胶橡胶是一种具有极高弹性的高分子材料，其弹性变形量可达100％～1000％，而且回弹性好，回弹速度快。
同时，橡胶还有一定的耐磨性，很好的绝缘性和不透气、不透水性。
它是常用的弹性材料、密封材料、减震防震材料和传动材料。
橡胶制品橡胶的分类和橡胶制品的组成一、橡胶的分类按照原料的来源，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两大类。
合成橡胶主要有七大品种：丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶和丁腈橡胶。
习惯上按用途将合成橡胶分成两类：性能和天然橡胶接近、可以代替天然橡胶的通用橡胶和具有特殊性能的特种橡胶。
二、橡胶制品的组成人工合成用以制胶的高分子聚合物称为生胶。
生胶要先进行塑练，使其处于塑性状态，再加入各种配料，经过混练成型、硫化处理，才能成为可以使用的橡胶制品。
配料主要包括：1. 硫化剂变塑性生胶为弹性胶的处理即为硫化处理，能起硫化作用的物质称硫化剂。
常用的硫化剂有硫磺、含硫化合物、硒、过氧化物等。
2. 硫化促进剂胺类、胍类、秋兰姆类、噻唑类及硫脲类物质，可以起降低硫化温度、加速硫化过程的作用，称为硫化促进剂。
3. 补强填充剂为了提高橡胶的机械性能，改善其加工工艺性能，降低成本，常加入填充剂，如碳黑、陶土、碳酸钙、硫酸钡、氧化硅、滑石粉等。
常用合成橡胶一、通用合成橡胶1. 丁苯橡胶是以丁二烯和苯乙烯为单体共聚而成。
具有较好的耐磨性、耐热性、耐老化性，价格便宜。
主要用于制造轮胎、胶带、胶管及生活用品。
2. 顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成。
顺丁橡胶的弹性、耐磨性、耐热性、耐寒性均优于天然橡胶，是制造轮胎的优良材料。
缺点顺丁橡胶是强度较低、加工性能差。
主要用于制造轮胎、胶带、弹簧、减震器、耐热胶管、电绝缘制品等。
铸铁的结构原理及应用
1 铸铁的分类及石墨化
P含量大于0.3%后出现Fe3P，硬而脆，细小均匀分布时，提高铸铁的耐磨性，反之连成网，降低铸铁的强度，除耐磨铸铁外，（0.5~1.0%P）通常铸铁P含量＜0.3%。
阻碍石墨化Mn、S等。
S不仅阻碍石墨化，还会降低铸铁的强度和流动性，故其含量应尽量低，一般在0.15%以下，而錳因为可与硫形成MnS，减弱硫的有害作用，同时可促进珠光体基体的形成，从而提高铸铁的强度，故可充许其含量在0.5~1.4% .
01
♥蠕墨铸铁的组织
02
蠕墨铸铁中的石墨呈短小的蠕虫状，其形状介于片状石墨和球状石墨之间。蠕墨铸铁的显微组织有三种类型：铁素体(F)+蠕虫状石墨(G)；珠光体(P)-铁素体(F)+蠕虫状石墨(G)；珠光体(P)+蠕虫状石墨(G)。
☂铸铁的石墨化
1 铸铁的分类及石墨化
1 铸铁的分类及石墨化
1 铸铁的分类及石墨化
Fe-G相图
1
对铁碳合金的结晶过程来说，实际上存
2
在两种相图，即Fe3C-Fe和Fe-G相图，铁碳
3
合金结晶条件不同可以全部或部分地按照其
4
中的一种或另一种相图进行结晶.
1 铸铁的分类及石墨化
01
铸铁组织中石墨的形成叫叫“石墨化”过程。第一阶段
２ 灰铸铁
♥灰铸铁的性能特点
1
2
石墨使切削容易脆断，同时石墨本身润滑作用减轻刀具的磨损。
良好的切削加性
石墨有利于滑润和贮油，磷含量的增加还可形成硬而脆的磷共晶等使铸铁有好的耐磨性。铸铁中的石墨能将震动能转变为热能，从而消震。
优良的耐磨性与减震性
２ 灰铸铁
较低的机械性
灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性和疲劳强度都比钢低得多，因为石墨的强度、塑性几乎为零，石墨的存在减小了基体的有效面积，且石墨本身可以看成是一个个孔洞和裂纹，破坏了基体的连续性，所以可把灰铸铁看成是布满孔洞和裂纹的钢。
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课题三铸铁
一．填空题
1．铸铁是指含碳量在___________以上铁碳合金。
工业上常用的铸铁含碳量一般在____________之间。
工业生产中常用的铸铁有__________________________、_____________________、___________________和___________________。
2．根据铸铁中碳的存在形式，铸铁可分______________、______________和____________。
3．白口铸铁碳主要以___________形式存在。
其断口呈________色，故称白口铸铁。
由于白口铸铁______________，______________，很难进行切削加工。
4．灰口铸铁由于_________存在，割裂了金属基体的连续性，使铸铁的切屑易脆断，且对刀具有一定润滑作用，使刀具磨损减少，故工业生产中常用的铸铁具有优良的切削加工性能。
5．将下列常用铸铁的石墨显微形态和牌号填入相应的表格：
常用铸铁: 灰铸铁可锻铸铁蠕墨铸铁球墨铸铁
牌号： QT400-15 KTH300-06 HT300 RuT300
6．灰铸铁的力学性能比钢____（好、差）。
由于石墨的存在，灰铸铁具有优良的____________、______________、__________、__________和____________________。
7．牌号HT250表示______________________________________________。
8．可锻铸铁是先浇注成_________________，经高温长时间的_________________而得到的一种________状石墨的铸铁。
9．可锻铸铁力学性能比钢____（好、差），比灰铸铁____（好、差）。
10．牌号KTH350-10表示_______________________________________________________；
牌号KTZ450-06表示_______________________________________________________。
11．球墨铸铁是用一定成分的铁水经_______________后获得的石墨呈__________的铸铁。
12．球墨铸铁的力学性能比灰铸铁、可锻铸铁______（好、差），与相同基体的钢_________。
由于石墨的存在，球墨铸铁还具有良好的__________________________、_______________________、
____________、____________和小的缺口敏感性。
13.牌号QT400-18表示为 铸铁，抗拉强度为 ，伸长率为 。
14．牌号RuT420表示___________________________________________________。
A ．强度
B ．铸造性
C ．锻造性
D ．韧性
3．球墨铸铁牌号QT400-15中的两组数字分别表示 ( ) Ａ．强度和硬度 Ｂ．强度和塑性 Ｃ．强度和韧性 Ｄ．硬度和塑性
4．铸铁中的石墨以团絮状形态存在时，这种铸铁称为 ( ) Ａ．灰铸铁 Ｂ．可锻铸铁 Ｃ．球墨铸铁 Ｄ． 蠕墨铸铁
5．下图为轧机机架铸件，它要求具有良好的塑性和韧性，应选用的材料是 ( )
Ａ．HT200 Ｂ．45 Ｃ．Ｑ235 Ｄ．ZG230—450
6．欲制作下图齿轮箱，应选用材料是 ( )
Ａ．45 Ｂ．QT400-18 Ｃ． KTH330-08 Ｄ．HTl50
7. 制作下图三通管件等零件应采用 ( )
Ａ．HT200 Ｂ．QT500-7 Ｃ．KTH300-06 Ｄ．HTl50
8．下图为灰铸铁制造的机床导轨，为提高其表面的硬度和耐磨性，应采用 ( ) Ａ．渗碳+低温回火Ｂ．等温淬火Ｃ．电接触加热表面淬火
三．下列说法你认为对的打√，错的打×。
1．灰铸铁的减震性能比钢好。
( ) 2．石墨能提高铸铁的缺口敏感性。
( ) 3．铸铁中的石墨数量越多，尺寸越大，铸件的强度就越高，塑性、韧性就越好。
( ) 4．在灰铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁和球墨铸铁中球墨铸铁的力学性能最好。
( ) 5．可锻铸铁因具有较好的塑性和韧性，故高温时可进行锻造。
( ) 6．球墨铸铁的力学性能比灰口铸铁和可锻铸铁都要好。
（）7．铸铁中的石墨数量越多，尺寸越大，铸件的强度就越高，塑性、韧性就越好。
( ) 8．白口铸铁件的硬度适中，易于进行切削加工。
( ) 9．厚壁铸铁件的表面硬度总比其内部高。
( ) 10．铸铁的切削加工性能优于钢。
( ) 四．何为铸铁？它与钢相比具有哪些优良的性能？
五．下图为CA6140车床结构图，该机床的床身采用HT200制造，请问HT200属于哪类铸铁？请说它所表示的含义。
六．可锻铸铁的生产过程如下：
（1）请问可锻铸铁的组织是怎样的？
（2）可锻铸铁牌号如何表示？
（3）为什么可锻铸铁只适用于薄壁零件？
七．球墨铸铁的生产过程如下：
（1）生产过程中球化处理和孕育处理的作用是什么？
（2）球墨铸铁牌号如何表示？
（3）什么球墨铸铁可以代替钢制造发动机曲轴？
八．请你根据下图切屑形状，判断哪种材料是钢，哪种材料是铸铁？
十．比较灰铸铁、碳钢的切削加工性能和铸造性能。
十一．某工厂用T10钢制造的钻头给一批灰铸铁件打直径10mm的深孔，打了几个孔以后钻头很快磨损，经检验，钻头的材质、热处理工艺、金相组织、硬度均合格，请问钻头很快磨损的原因，并提出解决办法。