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
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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
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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%。
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3.1 铸铁的特点及分类
三、牌号 （一）普通灰口铸铁
1、灰铸铁 HT+最低抗拉强度 例：HT200、HT300 2、可锻铸铁 KT+最低抗拉强度-最小延伸率 例：KTH350-10、KTZ700-02 3、球墨铸铁
QT+最低抗拉强度-最小延伸率 例：QT400-18、QT900-2 4、蠕墨铸铁
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3.2 普通铸铁的耐蚀性
二、耐蚀性能及应用
(1) 酸溶液 在非氧化性酸溶液中是不耐腐蚀的, 如在任何浓度的盐 酸中都能被迅速腐蚀; 在氧化性酸溶液中, 它内部的石墨相促进了金属的钝化, 提高了耐蚀性能。在一定浓度的硝酸和硫酸中能发生钝化, 生成保护性很好的钝化膜。如铸铁对85%～ 100% 的浓硫 酸很稳定, 在浓硫酸生产中可用于制造硫酸冷却器、输送 管线、泵和阀等
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3.3 耐蚀铸铁
一、高硅铸铁 （一）铁硅合金的电化学性质
当硅含量增为12%和15%时，致钝电流 ib和维钝电流ip都显著下降，同时，致钝 电位Ep向负电位方向转移，钝态电位区 加长.铁中加入大量的硅可使合金容易钝 化;钝态电位区的加长和ip值的下降，则 说明铁中加入大量的硅使合金的钝态稳 定性得以提高，钝态下腐蚀速率减小。
主要用于酸性介质
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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 （一）铁硅合金的电化学性质
铁中加入大量的硅，可以显著提高其耐 酸性能.合金的耐酸性能与其含硅量之间 有着突变关系。耐酸性发生突变的硅含 量依介质条件而定，一般耐酸用高硅铸 铁含硅量在14.5~18%之间，因为硅含量 再多，对耐酸性无大改善，但却严重损 害力学性能（形成脆性相Fe5Si2）。
常用于制造形状复杂、承受压应力、摩擦、磨损、振动的部件 （如：机床床身、箱体、壳体等）
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3.1 铸铁的特点及分类
二、特点 （一）、成分特点
C=2.5--4.0% Si=1.0--3.0% 高碳、高硅是为了促进石墨化。 S ,P 含量高于钢。
（二）、组织特点
钢的基体+石墨. 钢的基体：铁素体 铁素体+珠光体 珠光体
RuT+最低抗拉强度 例：RuT380、RuT420
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3.1 铸铁的特点及分类
三、牌号 （二）特殊性能铸铁
1、耐蚀铸铁 ST+合金元素 例：ST Si15、SQT Si15 2、耐热铸铁 RT+合金元素 例：RTCr16、RQTAl5Si5
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3.2 普通铸铁的耐蚀性
一、元素及组织对耐蚀性的影响
在普通铸铁中 碳含量愈高, 石墨和渗碳体含量就愈高; 石墨和渗碳体相对于铸 铁基体而言都是阴极性很强的物质, 在一定的腐蚀介质中, 形成 了许多微电池, 加速了基体腐蚀, 从而降低了铸铁的耐蚀性能。 硅含量大于3% 时, 在铸铁中能使渗碳体分解而析出石墨, 降低 了耐蚀性能。 硫与铁、锰反应生成的硫化物呈单独相析出, 也是阴极相, 形成 微电池, 加速基体金属的腐蚀。 磷并不改变铁在中性介质和大气条件下的耐蚀性能, 但在一些 酸性介质中, 磷含量提高, 腐蚀速度加大。
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3.2 普通铸铁的耐蚀性 二、耐蚀性能及应用
(2) 碱溶液
铸铁和碳钢一样, 在碱溶液中有相当好的耐蚀 性能。灰铸铁可耐70% 以下的N aOH溶液腐蚀。 在熔融烧碱中, 铸铁易产生应力腐蚀开裂。
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3.2 普通铸铁的耐蚀性
二、耐蚀性能及应用
(3) 大气、水和中性溶液 铸铁在大气、水和中性溶液中都有很好的耐蚀性能, 并得到广泛的 应用。例如铸铁水管, 长期以来, 被广泛采用。 在工业水中,如含有酸性物质时, 则耐蚀性下降, 应慎重选用。 在海水中的腐蚀率为0. 125～ 0. 25mm/a 左右, 而污染海水对铸铁 的腐蚀率更大。 铸铁在其它中性溶液中,都具有相当好的耐蚀性能, 被用来制造管道、 泵、阀等设备。
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3.1 铸铁的特点及分类 二、特点
（三）、石墨的特点 石墨是100%的碳
强度极低（σb=20Mpa)、硬度极低（HB=3--5)、塑性极低（δ=0）、韧性差。 在材料中相当于裂纹、空洞。因此使铸铁的力学性能差。 石墨优点：
减摩性好：石墨起储油润滑作用
减振性好：石墨松软，吸收震动 切削性好：石墨割裂基体，易断屑。 缺口敏感性小：石墨本身相当于缺口