第二章常用合金铸件的生产

温淬火等)使基体形成不同组织，如铁素体、珠光 体及其它淬火、回火组织;
球墨铸铁还兼有接近灰铸铁的优良铸造性能。
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球墨铸铁目
前已成功地取
代部分可锻铸
铁件、铸钢件，
图 也取代部分负
2 荷较重但受冲
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16 击不大的锻钢
球 墨 铸
件，因此是很 有发展前途的
铁 铸造合金。
第二章常用合金铸件的生产
第二章常用合金铸件的生产
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图 2
14 冷 却 速 度 对 铸 铁 组 织 的 影 响
第二章常用合金铸件的生产
3．灰铸铁的孕育处理 原铁水：含碳(2．7％～3．3％)、硅(1％～2％)均 低。 孕育剂：含硅量75％的硅铁，加入量为铁水重量 的0．25％～0．6％。
孕育处理的铸铁石墨细小、均匀，并获得珠光体 基体。孕育铸铁的强度、硬度较普通灰铸铁均高，其 塑性和韧性仍然很低，故其本质仍属灰铸铁。
2．球墨铸铁的生产特点
(1)铁水 制造球墨铸铁所用的铁水含碳要高(3．6％ 一4．0％)，但硫、磷含量要低。出炉的铁水温度必须 高达1400℃以上。
(2)球化处理和孕育处理
球化剂：作用是使石墨呈球状析出，我国广泛采 用的球化剂是稀土镁合金。稀土镁合金中的镁和稀土 都是球化元素，其含量均小于10％，其余为硅和铁。 以稀土镁合金作球化剂，减少了镁的用量，还能改善 球墨铸铁的质量。
第二章常用合金铸件的生产
各种管件
第二章常用合金铸件的生产
螺丝扳手、减速器壳、转向节壳、制动器、曲 轴、凸轮轴、连杆、万向接头
第二章常用合金铸件的生产
三、球墨铸铁 向出炉的铁水中加入球化剂和孕育剂而得到的
球状石墨铸铁。 1．球墨铸铁的组织和性能 强度和韧性高; 可热处理(退火、正火、调质、高频淬火、等
孕育铸铁对冷却速度的敏感性降低，因此，厚大 截面铸件上的性能较为均匀。孕育铸铁适用于静载荷 下要求较高强度、高耐磨性或高气密性铸件，特别是 厚大件。
第二章常用合金铸件的生产
4．灰铸铁的牌号及其生产特点 (1) HT+数字 灰铸铁共分为HTl00、HTl50、HT200、 HT250、HT300、HT350六个牌号。选择铸 铁牌号时必须考虑铸件的壁厚。
第二章常用合金铸件的生产
2．影响铸铁组织和性能的因素
珠光体基：强度、硬度相对较高，重要件 珠光体—铁素体基：其铸造性、减振性均佳，且
便于熔炼
铁素体基：强度、硬度差，很少应用。
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石墨化：碳以石墨方式析出 影响石墨化因素: (1)化学成分
碳：含碳愈高，析出的石墨数量愈多、愈 粗大，而基体中铁素体增加、珠光体减少；反 之，含碳降低，石墨减少，且细化。
第二章常用合金铸件的生产
铸造性能好
切削加工性能优良
优良的减振性 由于石墨对机械振动起缓冲作用，从 而阻止振动能量的传播。机器底座的好材料。
耐磨性好 石墨本身是一种良好的润滑剂，而石墨剥 落后又可使金属基体形成储存润滑油的凹坑，故灰铸 铁的耐磨性优于钢，适于制造机器导轨、衬套、活塞 环等。
缺口敏感性小 由于石墨已使金属基体形成了大量缺 口，因此，外来缺口对灰铸铁的疲劳强度影响甚微， 从而增加了零件工作的可靠性。
第二章 常用合金铸件的生产
本章介绍各种铸铁的组织、性能、生产特点及其应用， 同时，简介铸钢和铸造铜、铝合金及其生产特点。
第一节 铸铁件生产
白口铸铁：碳大部以渗碳体形式存在 灰口铸铁：碳大部以片状石墨形式存在 可锻铸铁：碳大部以团絮状石墨形式存在 球墨铸铁：碳大部以球状石墨形式存在 蠕墨铸铁：碳大部以蠕虫状石墨形式存在
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图 2 15 黑 心 可 锻 铸 铁
第二章常用合金铸件的生产
应用：可锻铸铁通常用于制造形状复杂、 承受冲击载荷的薄壁小件。这些小件若用一 般铸钢制造困难较大；若用球墨铸铁，质量 上又难保证。
工艺：缓慢加热到920～980℃的高温， 保温10～20h。石墨化退火的总周期一般为 40～70h。可锻铸铁的生产过程复杂，退火周 期长，能源耗费大，铸件的成本较高。
第二章常用合金铸件的生产
一、灰铸铁 金属基体+片状石墨
1．灰铸铁的性能 抗拉强度低， 塑性、韧性差，通常σb仅120～250 MPa，δ 、ak近 于零。 灰铸铁的抗压强度受石墨的影响较小，并与钢相近。
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图 2-12 灰铸铁的显微组织
第二章常用合金铸件的生产
铸造性能好，价格低、 生产简单，强度低， 减磨，耐磨，减振， 石墨膨胀，作承受压 力的机床底座，床身 和不重要的构件、零 件如：端盖、凸轮等 导轨、缸体
河南巩县铁生沟西汉铁镢
西汉铁镢金相照片
第二章常用合金铸件的生产
柴油机汽油机曲轴 磨床铣床车床的主轴
第二章常用合金铸件的生产
阀门
第二章常用合金铸件的生产
汽车拖拉机传动齿轮
第二章常用合金铸件的生产
球墨铸铁的牌号：QT+两组数字
表2-5 球墨铸铁的主要牌号、力学性能和用途举例
第二章常用合金铸件的生产
第二章常用合金铸件的生产
(2)冷却速度 冷却速度越慢，石墨析出越多、越 粗大；反之，石墨的析出受到抑制。 影响冷却速度的因素：铸型材料、 铸件的壁厚。
第二章常用合金铸件的生产
铸型材料：导热能力越强，铸件的冷却速度 快，致使石墨化受到严重阻碍，铸件容易产生白 口组织。
在铸型材料相同的条件下，不同壁厚的铸件 因冷却速度的差异，铸铁的组织也随之而变(参见 图2—14)，因此，必须按照铸件的壁厚选定铸铁的 化学成分和牌号。
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二、可锻铸铁
可锻铸铁又称玛铁（钢）。它是将 白口铸铁经石墨化退火而成的一种铸铁。 抗拉强度得到显著提高，且有着相当高 的塑性与韧性(但不可锻)。 种类：黑心可锻铸铁（铁素体基体， KTH，强度、硬度较珠光体可锻铸铁 低。 ）
珠光体可锻铸铁
白心可锻铸铁
第二章常用合金铸件的生产
硅：强烈促进石墨化的元素，随着含硅量 的增加，石墨显著增多。铸铁若含硅量过少， 即使含碳量甚高石墨也难以形成。
第二章常用合金铸件的生产
硫：引起铸铁的热脆性，阻碍石墨的析 出，增加白口倾向。
磷：增加铸铁的冷脆性，但对石墨化基 本没有影响。
锰：可部分抵消硫的有害作用，并可增 加铸铁的强度，属有益元素。但含锰过多将 阻碍石墨的析出，增加铸铁的白口倾向。