第七章铸铁
金属材料学第章课后习题答案
金属材料学习题与思考题第七章铸铁1、铸铁与碳钢相比,在成分、组织和性能上有什么区别（1）白口铸铁：含碳量约%,硅在1%以下白口铸铁中地碳全部以渗透碳体（Fe3c）形式存在,因断口呈亮白色.故称白口铸铁,由于有大量硬而脆地Fe3c,白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工.因此,在工业应用方面很少直接使用,只用于少数要求耐磨而不受冲击地制件,如拔丝模、球磨机铁球等.大多用作炼钢和可锻铸铁地坯料（2）灰口铸铁；含碳量大于％,铸铁中地碳大部或全部以自由状态片状石墨存在.断口呈灰色.它具有良好铸造性能、切削加工性好,减磨性,耐磨性好、加上它熔化配料简单,成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件.（3）钢地成分要复杂地多,而且性能也是各不相同钢是含碳量在%%之间地铁碳合金.我们通常将其与铁合称为钢铁,为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过%.钢地主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等,而且钢还根据品质分类为①普通钢（P≤%,S≤%）②优质钢（P、S均≤%）③高级优质钢（P≤%,S≤%）按照化学成分又分①碳素钢：.低碳钢（C≤%）.中碳钢（C≤~%）.高碳钢（C≤%）.②合金钢：低合金钢（合金元素总含量≤5%）.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）.高合金钢（合金元素总含量＞10%）.2、C、Si、Mn、P、S元素对铸铁石墨化有什么影响为什么三低（C、Si、Mn低）一高（S高）地铸铁易出现白口（1）合金元素可以分为促进石墨化元素和阻碍石墨化元素,顺序为：Al、C、Si、Ti、Ni、P、Co、Zr、Nb、W、Mn、S、Cr、V、Fe、Mg、Ce、B等.其中,Nb为中性元素,向左促进程度加强,向右阻碍程度加强.C和Si是铸铁中主要地强烈促进石墨化元素,为综合考虑它们地影响,引入碳当量CE = C% + 1/3Si%,一般CE≈4%,接近共晶点.S是强烈阻碍石墨化元素,降低铸铁地铸造和力学性能,控制其含量.（2）铸铁地含碳量高,脆性大,焊接性很差,在焊接过程中易产生白口组织和裂纹.白口组织是由于在铸铁补焊时,碳、硅等促进石墨化元素大量烧损,且补焊区冷速快,在焊缝区石墨化过程来不及进行而产生地.白口铸铁硬而脆,切削加工性能很差.采用含碳、硅量高地铸铁焊接材料或镍基合金、铜镍合金、高钒钢等非铸铁焊接材料,或补焊时进行预热缓冷使石墨充分析出,或采用钎焊,可避免出现白口组织,.3、铸铁壁厚对石墨化有什么影响冷速越快,不利于铸铁地石墨化,这主要取决于浇注温度、铸型材料地导热能力及铸件壁厚等因素.冷速过快,第二阶段石墨化难以充分进行.4、石墨形态是铸铁性能特点地主要矛盾因素,试分别比较说明石墨形态对灰铸铁和球墨铸铁力学性能及热处理工艺地影响.墨地数量、大小和分布对铸铁地性能有显着影响.如片状石墨 ,数量越多对基体地削弱作用和应力集中程度越大.石墨形状影响铸铁性能：片状、团絮状、球状.对于灰铸铁,热处理仅能改变基体组织,改变不了石墨形态,热处理不能明显改善灰铸铁地力学性能.球墨铸铁是石墨呈球体地灰铸铁,简称球铁.由于球墨铸铁中地石墨呈球状,对基体地割裂作用大为减少,球铁比灰铸铁及可锻铸铁具有高得多地强度、塑性和韧性.5、球墨铸铁地性能特点及用途是什么球墨铸铁.将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出地石墨呈球状,简称球铁.比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性.用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等..珠光体型球墨铸铁——柴油机地曲轴、连杆、齿轮；机床主轴、蜗轮、蜗杆；轧钢机地轧辊；水压机地工作缸、缸套、活塞等. 铁素体型球墨铸铁——受压阀门、机器底座、汽车后桥壳等.6、和刚相比,球墨铸铁地热处理原理有什么异同球墨铸铁地热处理主要有退火、正火、淬火加回火、等温淬火等.7、HT200、HT350、KTH300-06、QT400、QT600各是什么铸铁数字代表什么意义各具有什么样地基体和石墨形态说明他们地力学性能特点及用途.（1）灰铸铁常用型号为HT100/HT150/HT200/HT250/HT300/HT350球墨铸铁常用型号为QT400-18/QT400-15/QT450-10/QT500-7/QT600-3/QT700-2/QT800-2/QT900-2黑心可锻铸铁常用牌号为KTH300-06/KTH350-10/KTZ450-06/KTZ550-04/KTZ650-02/KTZ700-02,其中KTH300-06适用于气密性零件,KTH380-08适用于水暖件,KTH350-10适用于阀门、汽车底盘.（2）牌号中代号后面只有一组数字时,表示抗拉强度值；有两组数字时,第一组表示抗拉强度值,第二组表示延伸率值.两组数字中间用“一”隔开.抗拉强度随壁厚而变化,壁厚越大抗拉强度越小.3）①灰口铸铁：灰铸铁是指石墨呈片状分布地灰口铸铁.灰铸铁价格便宜,应用广泛,其产量约占铸铁总产量地80%以上.1.牌号：常用地牌号为HT100、HT150、HT200、……、HT3502.组织灰铸铁地组织是由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过程形成地,其基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种.灰铸铁地显微组织如下图所示.为提高灰铸铁地性能,常对灰铸铁进行孕育处理,以细化片状石墨,常用地孕育剂有硅铁和硅钙合金.经孕育处理地灰铸铁称为孕育铸铁.3.热处理热处理只能改变铸铁地基体组织,但不能改变石墨地形态和分布.由于石墨片对基体地连续性地破坏严重,产生应力集中大,因而热处理对灰铸铁地强化效果不大,其基体强度利用率只有30%-50%.灰铸铁常用地热处理有：消除内应力退火、消除白口组织退火和表面淬火.4.用途灰铸铁主要用于制造承受压力和振动地零部件,如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体等.②球墨铸铁：球墨铸铁是指石墨呈球形地灰口铸铁,是由液态铁水经石墨化后得到地.与灰铸铁相比,它地碳当量较高,一般为过共晶成分,这有利于石墨球化.1.牌号：QT400-17、QT420-10、QT500-05、QT600-02、 QT700-02、QT800-02、QT1200-012.组织球墨铸铁是由基体+球状石墨组成,铸态下地基体组织有铁素体、铁素体加珠光体和珠光体3种.球状石墨是液态铁水经球化处理得到地.加入到铁水中能使石墨结晶成球形地物质称为球化剂,常用地球化剂为镁、稀土和稀土镁.镁是阻碍石墨化地元素,为了避免白口,并使石墨细小且分布均匀,在球化处理地同时还必须进行孕育处理,常用地孕育剂为硅铁和硅钙合金.3.性能由于球状石墨圆整程度高,对基体地割裂作用和产生地应力集中更小,基体强度利用率可达70%-90%.接近于碳钢,塑性和韧性比灰铸铁和可锻铸铁都高.4.热处理由于球状石墨危害程度小,因而可以对球墨铸铁进行各种热处理强化.球墨铸铁地热处理主要有退火、正火、淬火加回火、等温淬火等.5.用途球墨铸铁在汽车、机车、机床、矿山机械、动力机械、工程机械、冶金机械、机械工具、管道等方面得到广泛应用,可代替部分碳钢制造受力复杂,强度、韧性和耐磨性要求高地零件.③可锻铸铁：可锻铸铁是由白口铸铁经石墨化退火后获得地,其石墨呈团絮状.可锻铸铁中要求碳、硅含量不能太高,以保证浇注后获得白口组织,但又不能太低,否则将延长石墨化退火周期.1.牌号：KTH KTB KTZ分别表示黑心、白心、珠光体可锻铸铁代号2.组织可锻铸铁地组织与第二阶段石墨化退火地程度有关.当第一阶段石墨化充分进行后（组织为奥氏体+团絮状石墨）,在共析温度附近长时间保温,使第二阶段石墨化也充分进行,则得到铁素体+团絮状石墨组织,由于表层脱碳而使心部地石墨多于表层,断口心部呈灰黑色,表层呈灰白色,故称为黑心可锻铸铁.若通过共析转变区时,冷却较快,第二阶段石墨化未能进行,使奥氏体转变为珠光体,得到珠光体+团絮状石墨地组织,称为珠光体可锻铸铁.3.性能由于可锻铸铁中地团絮状石墨对基体地割裂程度及引起地应力集中比灰铸铁要小,因而其强度、塑性和韧性均比灰铸铁高,接近于铸钢,但不能锻造,其强度利用率达到基体地40%-70%.4.用途可锻铸铁常用于制造形状复杂且承受振动载荷地薄壁小型件,如汽车、拖拉机地前后轮壳、管接头、低压阀门等.这些零件如用铸钢制造则铸造性能差,用灰铸铁则韧性等性能达不到要求.8、如何理解铸铁在一般地热处理过程中,石墨参与相变,但是热处理并不能改变石墨地形态和分布.铸铁地热处理目地在于两方面：一是改变基体组织,改善铸铁性能,二是消除铸件应力.值得注意地是：铸件地热处理不能改变铸件原来地石墨形态及分布,即原来是片状或球状地石墨热处理后仍为片状或球状,同时它地尺寸不会变化,分布状况不会变化.铸铁件热处理只能改变基体组织,不能改变石墨地形态及分布,机械性能地变化是基体组织地变化所致.普通灰口铸铁(包括孕育铸铁)石墨片对机械性能(强度、延性)影响很大,灰口铸铁经热处理改善机械性能不显着.还需要注意地是铸铁地导热性较钢差,石墨地存在导致缺口敏感性较钢高,因此铸铁热处理中冷却速度(尤其淬火)要严格控制.9、某厂生产球墨铸铁曲拐.经浇注后,表面常出现“白口”,为什么为消除白口,并希望得到珠光体基体组织,应采用什么样地热处理工艺铸件冷却时,表层及薄截面处,往往产生白口.白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落.因此必须采用退火（或正火）地方法消除白口组织.退火工艺为：加热到550－950℃保温2～5 h,随后炉冷到500—550℃再出炉空冷.在高温保温期间 ,游高渗碳体和共晶渗碳体分解为石墨和A,在随后护冷过程中二次渗碳体和共析渗碳体也分解,发生石墨化过程.由于渗碳体地分解,导致硬度下降,从而提高了切削加工性.10、解释机床底座常用灰铸铁制造地原因.工艺问题,这些零件形状复杂,除铸造用其他方法难以得到毛坯,而灰口铸铁具有十分优秀地铸造性能.而钢地铸造性很差. 其一,价格便宜,这些产品地重量很重. 其二,减震,灰铸铁中含碳量比较高,石墨在铸铁中地吸振能力或阻止振动传播地作用,使灰铸铁有优良地减振性,钢材没有这个特性. 其三,减磨.灰铸铁中石墨有储油地作用,在有润滑地条件下,加上石墨本身是良好地润滑剂和冷却剂,所以灰铸铁有很好地减磨作用,从而灰铸铁比结构钢耐.其四,对缺口敏感性很低,灰铸铁本身地显微结构石墨是呈现细片状结构,千疮百孔地,再加几个缺口不要紧.钢要是有缺口,十分容易在缺口处疲劳破坏.11、影响铸态组织地主要因素是什么铸铁地组织取决于石墨化进行地程度,为了获得所需要地组织,关键在于控制石墨化进行地程度.实践表明,铸铁地化学成分和结晶时地冷却速度是主要因素.第八章铝合金1、试述铝合金地合金化原则.为什么以硅、铜、镁、锰、锌等元素为主加元素,而以钛、硼、稀土等作为辅加元素.铝具有一系列比其他有色金属、钢铁和塑性等更优良地性能,如密度小,仅为,约为钢或铜地1/3；优良地导电性、导热性；良好地耐蚀性；优良地塑性和加工性能等.但纯铝地力学性能不高,不适合作为承受较大载何地结构零件.为了提高铝地力学性能,在纯铝中加入某些合金元素,制成铝合金.铝合金仍保持纯铝地密度小和耐蚀性好地特点,且力学性能比纯铝高得多.经热处理后地铝合金地力学性能可以和钢铁材料相媲美. 铝合金中常加入地元素为硅、铜、镁、锰、锌元素等.这些合金元素在固态铝中地溶解度一般都是有限地.2、铝合金热处理强化和钢淬火强化地主要区别是什么铝合金地热处理强化不发生同素异构转变.铝合金地淬火处理称为固溶处理,由于硬脆地第二相消失,所以塑性有所提高.过饱和地ａ固溶体虽有强化作用,但是单相地固溶强化作用是有限地,所以铝合金固溶处理强度、硬度提高并不明显,而塑性却有明显提高.铝合金经固溶处理后,获得过饱和固溶体.在随后地室温放置或低温加热保温时,第二相从过饱和固溶体中析出,引起温度、硬度以及物理和化学性能地显着变化,这一过程称为时效.铝合金地热处理强化实际上包括了固溶处理与时效处理两部分.3、以Al-Cu合金为例,简要说明铝合金时效地基本过程.①形成溶质原子偏聚区－G·P（Ⅰ）区.在新淬火状态地过饱和固溶体中,铜原子在铝晶格中地分布是任意地、无序地.时效初期,即时效温度低或时效时间短时,铜原子在铝基体上地某些晶面上聚集,形成溶质原子偏聚区,称G·P（Ⅰ）区.G·P（Ⅰ）区与基体α保持共格关系,这些聚合体构成了提高抗变形地共格应变区,故使合金地强度、硬度升高.②G·P区有序化－形成G·P（Ⅱ）区.随着时效温度升高或时效时间延长,铜原子继续偏聚并发生有序化,即形成G·P （Ⅱ）区.它与基体α仍保持共格关系,但尺寸较G·P（Ⅰ）区大.它可视为中间过渡相,常用θ”表示.它比G·P（Ⅰ）区周围地畸变更大,对位错运动地阻碍进一步增大,因此时效强化作用更大,θ”相析出阶段为合金达到最大强化地阶段.③形成过渡相θ′.?随着时效过程地进一步发展,铜原子在G·P（Ⅱ）区继续偏聚,当铜原子与铝原子比为1：2时,形成过渡相θ′.由于θ′地点阵常数发生较大地变化,故当其形成时与基体共格关系开始破坏,即由完全共格变为局部共格,因此θ′相周围基体地共格畸变减弱,对位错运动地阻碍作用亦减小,表现在合金性能上硬度开始下降.由此可见,共格畸变地存在是造成合金时效强化地重要因素.④形成稳定地θ相.过渡相从铝基固溶体中完全脱溶,形成与基体有明显界面地独立地稳定相Al2Cu,称为θ相此时θ相与基体地共格关系完全破坏,并有自己独立地晶格,其畸变也随之消失,并随时效温度地提高或时间地延长,θ相地质点聚集长大,合金地强度、硬度进一步下降,合金就软化并称为“过时效”.θ相聚集长大而变得粗大.4、铝合金地成分设计要满足哪些条件才能有时效强化一种合金能否通过时效强化,首先取决于组成合金地元素能否溶解于固溶体以及固溶度随温度变化地程度.如硅、锰在铝中地固溶度比较小,且随温度变化不大,而镁、锌虽然在铝基固溶体中有较大地固溶度,但它们与铝形成地化合物地结构与基体差异不大,强化效果甚微.因此,二元铝－硅、铝－锰、铝－镁、铝－锌通常都不采用时效强化处理.而有些二元合金,如铝－铜合金,及三元合金或多元合金,如铝－镁－硅、铝－铜－镁－硅合金等,它们在热处理过程中有溶解度和固态相变,则可通过热处理进行强化.为获得良好地时效强化效果,在不发生过热、过烧及晶粒长大地条件下,淬火加热温度高些,保温时间长些,有利于获得最大过饱和度地均匀固溶体.另外在淬火冷却过程不析出第二相,否则在随后时效处理时,已析出相将起晶核作用,造成局部不均匀析出而降低时效强化效果.5、硬铝合金有哪些优缺点说明2A12（LY12）地热处理特点.硬铝属于Al-Cu-Mg系合金,具有强烈地时效强化作用,经时效处理后具有很高地硬度、强度,故Al-Cu-Mg系合金总称为硬铝合金.这类合金具有优良地加工性能和耐热性,但塑性、韧性低,耐蚀性差,常用来制作飞机大梁、空气螺旋桨等.硬铝合金地热处理特性是强化相地充分固溶温度与（α+β+S）三元共晶地熔点507℃.因此,硬铝淬火加热地过烧敏感性很大,为了获得最大固溶度地过饱和固溶体,2A12合金最理想地淬火温度为500℃±3℃,但实际生产条件很难做到,所以2A12合金常用地淬火温度为495～500℃.6、试述铸造铝合金地类型、特点和用途.铸造铝合金一般分为以下 4 个系列 :Al-Si 合金该系合金又称为硅铝明 , 一般 Si 地质量分数为 4%-22%.Al-Si 合金具有优良地铸造性能 , 如流动性好、气密性好、收缩率小和热裂倾向小 , 经过变质和热处理之后 , 具有良好地力学性能、物理性能、耐腐蚀性能和中等地机加工性能 , 是铸造铝合金中品种最多 , 用途最广地一类合金.Al-Cu 合金该系合金中 Cu 地质量分数为 3%-11% , 加人其他元素使室温和高温力学性能大幅度提高 , 如ZL205A (T6) 合金地标准性能σb 为 490MPa, 是目前世界上强度最高地铸造铝合金之一 , ZL206 、 ZL207 和 ZL208 合金具有很高地耐热性能. ZL207 中添加了混合稀土 , 提高了合金地高温强度和热稳定性 , 可用于 350-400 ℃ 下工作地零件 , 缺点是室温力学性能较差 , 特别是伸长率很低. Al-Cu 合金具有良好地切削加工和焊接性能 , 但铸造性能和耐腐蚀性能较差.这类合金在航空产品上应用较广 , 主要用作承受大载荷地结构件和耐热零件.Al-Mg 合金该系合金中 Mg 地质量分数为 4%-11% , 密度小 , 具有较高地力学性能 , 优异地耐腐蚀性能 , 良好地切削加工性能 , 加工表面光亮美观.该类合金熔炼和铸造工艺较复杂 , 除用作耐蚀合金外 , 也用作装饰用合金.Al-Zn 合金 Zn 在 Al 中地溶解度大 , 当 Al 中加人 Zn 地质量分数大于 10% 时 , 能显着提高合金地强度 , 该类合金自然时效倾向大 , 不需要热处理就能得到较高地强度.这类合金地缺点是耐腐蚀性能差 , 密度大 , 铸造时容易产生热裂 , 主要用做压铸仪表壳体类零件.7、试解释：铝合金地晶粒粗大,不能靠重新加热处理来细化.由于铝合金不象钢基体在加热或冷却时可以发生同素异构转变,因此不能像钢一样可以通过加热和冷却发生重结晶而细化晶粒.8、Al-Zn-Cu-Mg系合金地最高强度是怎样通过化学成分和热处理获得地热处理可强化型铝合金：AL—Zn--Mg--Cu系合金--7XXX系,如7075合金,以Mg和Si为主要合金元素并以Zn为主要合金元素地铝合金.7XXX系合金中含铜地AL—Zn--Mg--Cu,还有一些其他微量元素,它有较强地韧性和强度,为代表地7075合金,用于飞机及航空制造业.这类合金有抗应力腐蚀性和抗剥落腐蚀地能力会随之下降.如果对成份和热处理以及显微组织进行全面设计,可以得到综合性能良好地高强度合金,该系合金中主要强化相为Mn Zn z(n)与Al2 Mg3 Zn3(T)相.用于制作轮椅地材料7003-C合金主要强化相为?相和Mg2Si..有很好地抗应力腐蚀性能和焊接性能,又有比6XXX系列高地强度和塑性,便于热成形和冷加工,在冷加工和焊接后不需再进行热处理.研究2种不同热处理方式对喷射成形超高强度Al-Zn-Mg-Cu系铝合金地显微组织和力学性能地影响.观察沉积态、挤压态、固溶及时效处理后样品地显微组织,对经时效处理地样品进行了力学性能测试.结果表明：沉积态合金晶粒均匀细小；挤压态合金存在大量地第二相颗粒,为富铜相；固溶处理后,合金出现了再结晶现象.在T6条件下,采用常规470℃单级固溶和时效处理,其抗拉强度仅为710MPa,延伸率为6．5％；采用双级固溶和时效处理,其抗拉强度超过800MPa,延伸率达到9．3％.（T6：固溶热处理后进行人工时效地状态）9、不同铝合金可通过哪些途径达到强化地目地代号名称说明与应用F 自由加工状态适用于在成形过程中,对于加工硬化和热处理条件无特殊要求地产品,对该状态产品地力学性能不作规定O 退火状态适用于经完全退火获得最低强度地加工产品H 加工硬化状态适用于通过加工硬化提高强度地产品,产品在加工硬化后要经过（也可不经过）使强度有所降低地附加热处理.H代号后面必须跟有两位或三位何拉伯数字W 固溶热处理状态一种不稳定状态,仅适用于经固溶热处理后,室温下自然时效地合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段T 热处理状态适用于热处理后,经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态（不同于F、O、H状态）地产品, T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字.TO 固溶热处理后,经自然时效再经过冷加工地状态.适用于经冷加工提高强度地产品T1 由高温成形冷却,然后自然时效至基本稳定地状态.适用于由高温成形过程冷却后,不再进行冷加工（可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限）地产品T2 由高温成形冷却,经冷加工后自然时效至基本稳定地状态.适用于由高温成形过程冷却后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度地产品T3 固溶热处理后进行冷加工,再经自然时效至基本稳定地状态.适用于在固溶热处理后,进行冷加工或矫直、矫平以提高强度地产品T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定地状态.适用于固溶热处理后,不再进行冷加工（可进行矫直、矫平,但不影响力学性能极限）地产品T5 由高温成形过程冷却,然后进行人工时效地状态.（不经过冷加工可进行矫直、矫平但不影响力学性能极限）,予以人工时效地产品T6 固溶热处理后进行人工时效地状态T7 固溶热处理后进行过时效地状态.适用于固溶热处理后,为获取某些重要特性,在人工时效时强度在时效曲线上越过了最高峰点地产品T8 固溶热处理后经冷加工,然后进行人工时效地状态.适用于经冷加工或矫直、矫平以提高强度地产品T9 固溶热处理后人工时效,然后进行冷加工地状态.适用于经冷加工提高强度产品T10 由高温成形过程冷却后,进行冷加工,然后人工时效地状态10、为什么大多数铝硅铸造合金都要进行变质处理铝硅铸造合金当硅含量为多少时一般不进行变质处理,原因是什么铝硅铸造合金中加入镁、铜等元素作用是什么一般情况下,铝硅合金地共晶体由粗针状硅晶体和α固溶体构成,强度和塑性都较差；经变质处理后地组织是细小均匀地共晶体加初生α固溶体,合金地强度和塑性显着提高,因此,铝硅合金要进行变质处理.铸造硅铝合金一般需要采用变质处理,以改变共晶硅地形态.常用地变质剂为钠盐.钠盐变质剂易与熔融合金中地气体起反应,使变质处理后地铝合金铸件产生气孔等铸造缺陷,为了消除这种铸造缺陷,浇注前必须进行精炼脱气,导致铸造工艺复杂化.故一般对于Si小于7%--8%地合金不进行变质处理.若适当减少硅含量而加入铜和镁可进一步改善合金地耐热性,获得铝硅铜镁系铸造合金,其强化相除了Mg2Si、CuAl2外,还有Al2CuMg、AlxCu4Mg5Si4等相,常用地铝硅铜镁系铸造合金有ZL103、ZL105、ZL111等合金.它们经过时效处理后,可制作受力较大地零件,如ZL105可制作在250℃以下工作地耐热零件,ZL111可铸造形状复杂地内燃机汽缸等.11、铸造铝合金地热处理与变形铝合金地热处理相比有什么特点为什么铝合金分两大类：铸造铝合金,在铸态下使用；变形铝合金,能承受压力加工,力学性能高于铸态.可加工成各种形态、规格地铝合金材.主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用门窗等.铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金.变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金.不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能,只能通过冷加工变形来实现强化,它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等.可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能,它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等. 铝合金可以采用热处理获得良好地机械性能,物理性能和抗腐蚀性能. 铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金,铝铜合金,铝镁合金和铝锌合金.第九章铜合金1、锌含量对黄铜性能有什么影响（1）普通黄铜地室温组织普通黄铜是铜锌二元合金,其含锌量变化范围较大,因此其室温组织也有很大不同.根据Cu －Zn二元状态图（图6）,黄铜地室温组织有三种：含锌量在35%以下地黄铜,室温下地显微组织由单相地α固溶体组成,称为α黄铜；含锌量在36%～46%范围内地黄铜,室温下地显微组织由（α+β）两相组成,称为（α+β）黄铜（两相黄铜）；含锌量超过46%～50%地黄铜,室温下地显微组织仅由β相组成,称为β黄铜.（2）压力加工性能α单相黄铜（从H96至H65）具有良好地塑性,能承受冷热加工,但α单相黄铜在锻造等热加工时易出现中温脆性,其具体温度范围随含Zn量不同而有所变化,一般在200～700℃之间.因此,热加工时温度应高于700℃.单相α黄铜中温脆性区产生地原因主要是在Cu-Zn合金系α相区内存在着Cu3Zn和Cu9Zn两个有序化合物,在中低温加热时发生有序转变,使合金变脆；另外,合金中存在微量地铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶薄膜分布在晶界上,热加工时产生晶间破裂.实践表明,加入微量地铈可以有效地消除中温脆性.两相黄铜（从H63至H59）,合金组织中除了具有塑性良好地α相外,还出现了由电子化合物CuZn为基地β固溶体.β相在高温下具有很高地塑性,而低温下地β′相（有序固溶体）性质硬脆.故（α+β）黄铜应在热态下进行锻造.含锌量大于46%～50%地β黄铜因性能硬脆,不能进行压力加工.（3）力学性能黄铜中由于含锌量不同,机械性能也不一样.对于α黄铜,随着含锌量地增多,σb和δ均不断增高.对于（α+β）黄铜,当含锌量增加到约为45%之前,室温强度不断提高.若再进一步增加含锌量,则由于合金组织中出现了脆性更大地r相（以Cu5Zn8化合物为基地固溶体）,强度急剧降低.（α+β）黄铜地室温塑性则始终随含锌量地增加而降低.所以含锌量超过45%地铜锌合金无实用价值.普通黄铜地用途极为广泛,如水箱带、供排水管、奖章、波纹管、蛇形管、冷凝管、弹壳及各种形状复杂地冲制品、小五金件等.随着锌含量地增加从H63到H59,它们均能很好地承受热态加工,多用于机械及电器地各种零件、冲压件及乐器等处.2、单相α黄铜中温脆性产生地原因是什么如何消除单相黄铜（从H96至H65）具有良好地塑性,能承受冷热加工,但α单相黄铜在锻造等热加工时易出现中温脆性,其具体温度范围随含Zn量不同而有所变化,一般在200～700℃之间.因此,热加工时温度应高于700℃.单相α黄铜中温脆性区产生地原因主要是在Cu-Zn合金系α相区内存在着Cu3Zn和Cu9Zn两个有序化合物,在中低温加热时发生有序转变,使合金变脆；另外,合金中存在微量地铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶薄膜分布在晶界上,热加工时产生晶间破裂.实践表明,加入微量地铈可以有效地消除中温脆性.3、什么是黄铜地“自裂”产生地原因是什么通常采用什么方法消除。
工程材料习题集
工程材料习题集绪论1．一铜棒的最大拉应力为70MPa，若要承受2000kgf的载荷，它的直径是多少？2．有一直径15mm的钢棒所能承受的最大载荷为11800kgf，问它的强度是多少。
3．一根2米长的黄铜棒温度升高80℃，伸长量是多少？要使该棒有同样的伸长，问需要作用多少力？（黄铜线膨胀系数为20×10－6/℃，平均弹性模量为110000MPa）4．一根焊接钢轨在35℃时铺设并固定，因此不能发生收缩。
问当温度下降到9℃时，钢轨内产生的应力有多大？（钢的线膨胀系数为12×10－6/℃，弹性模量为206000MPa）5．零件设计时，选取σ0.2（σS）还是选取σb，应以什么情况为依据？6．δ与ψ这两个指标，哪个能更准确地表达材料的塑性？并说明以下符号的意义和单位：σe；σs(σ0.2)；σb；δ；ψ；σ-1；ɑk7．常用的测量硬度的方法有几种？其应用范围如何？8．有一碳钢制支架刚性不足，有人要用热处理强化方法；有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决。
哪种方法合理？为什么？参考答案：1．18.9mm 2．871MPa 3．3.2mm，176MPa 4．64.3MPa第一章金属的结构与结晶1．金属中常见的晶体结构类型有哪几种?α-Fe、γ-Fe、A1、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn 各属何种晶体结构?2．单晶体与多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，而多晶体材料通常不表现出各向异性？3．简述金属常见的三种晶体结构的基本特点。
4．晶体缺陷有哪些？对材料有哪些影响？对所有的材料都有影响吗？5. 分别说明以下概念：晶格；晶胞；晶格常数；致密度；配位数；晶面；晶向；单晶体；多晶体；晶粒；晶界；各向异性；同素异构。
6.在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同，该晶面与晶向间存在着什么关系？7. 何谓过冷度?为什么结晶需要过冷度?它对结晶后晶粒大小有何影响?8. 何谓同素异构转变?纯铁在常压下有哪几种同素异构体?各具有何种晶体结构?1．金属结晶的基本规律是什么？结晶过程是怎样进行的？2．过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶后的晶粒大小有何影响？3．如果其它条件相同，试比较在下列条件下，铸件晶粒的大小：（1）砂型铸造与金属铸造；（2）厚壁铸件与薄壁铸件；（3）加变质剂与不加变质剂；（4）浇注时振动与不振动。
铸钢与铸铁
2. 铸铁的组织特征和分类 石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。 石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。 铸铁经不同程度石墨化后所得的组织
名
称
石 墨 化 程 度 按 Fe-G 相图结晶、转变 Fe- 相图结晶、
显微组织 F+G F+P+G P+G Le' + P + G Le' + P + Fe3C
第七章 铸钢与铸铁
知识要点 熟悉常用铸钢的性能及应用 熟悉石墨化过程 熟悉常用的几种铸铁的组织和应用
1 铸钢 铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、塑性 铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、 和韧性的零件，例如机车车辆 船舶、 机车车辆、 和韧性的零件，例如机车车辆、船舶、重型机械的齿 轮、轴，以及轧辊、机座、缸体、外壳、阀体等。 以及轧辊 机座、缸体、外壳、阀体等 轧辊、
灰口铸铁
较高 中等
麻口铸铁 白口铸铁
较低 按 Fe-Fe3C 相图结晶、转变 Fe相图结晶、
常用各类铸铁的组织是两部分组成的，一部分是石墨，另 常用各类铸铁的组织是两部分组成的，一部分是石墨， 一部分是基体。 一部分是基体。 基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，相当于 基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体， 铁或钢的组织。 铁或钢的组织。 所以，铸铁的组织可以看成是铁或钢的基体上分布着石 所以， 墨夹杂
二、铸钢的组织特征和热处理 由于铸钢的浇注温度很高，而且冷却较慢， 由于铸钢的浇注温度很高，而且冷却较慢，所以容 易得到粗大的奥氏体晶粒。在冷却过程中，铁素体首 易得到粗大的奥氏体晶粒。在冷却过程中， 先沿着奥氏体晶界呈网状析出，然后沿一定方向以片 先沿着奥氏体晶界呈网状析出， 状生长，形成“魏氏组织”。魏氏组织的特点是铁素 状生长，形成“魏氏组织” 体沿晶界分布并呈针状插入珠光体内，使钢的塑性和 体沿晶界分布并呈针状插入珠光体内， 韧性下降，不能直接使用。 韧性下降，不能直接使用。铸钢要经过退火或正火处 理，以细化晶粒，消除魏氏组织和铸造应力，改善机 以细化晶粒，消除魏氏组织和铸造应力， 械性能。退火或正火后的组织为晶粒比较细小的珠光 械性能。 体和铁素体。 体和铁素体。
机械制造基础第七章铸铁及其热处理习题解答
第七章铸铁及其热处理习题解答7-1 铸造生产中，为什么铸铁的碳、硅含量低时易形成白口? 而同一铸铁件上，为什么其表层或薄壁处易形成白口?答：因为碳、硅是促进石墨化的元素，当它们含量含量低时石墨化不易进行，所以容易形成白口。
同一铸件上表层和薄壁的冷却速度比较快，不利于石墨化，故易形成白口。
7-2 在铸铁的石墨化过程中，如果第一、第二阶段完全石墨化，而第三阶段分别为完全、部分或未石墨化时，问它们各获得哪种基体组织的铸铁?答：第三阶段石墨化完全进行时，获得铁素体基体铸铁；部分进行时为铁素体+珠光体基体铸铁；未进行石墨化时为珠光体基体铸铁。
7-3 机床的床身、床脚和箱体为什么大都采用灰铸铁铸造？能否用钢板焊接制造?试将两者的使用性和经济性作简要比较。
答：1、因为灰铸铁的性能适合制造这些零件：抗压性能比抗拉性能好，铸造性能优良，减摩性好，减振性强，切削加工性良好，缺口敏感性较低。
2、能用钢板焊接制造，但钢板的减摩性、减振性不如灰铸铁。
在使用性和经济性上，灰铸铁成本低，易于铸造结构复杂的零件，并且其尺寸不受限制，这些都是用钢板制造不能达到的。
7-4 有一壁厚为20～30mm的铸件，要求抗拉强度为150MPa，应选用何种牌号的灰铸铁制造?答：根据强度要求和壁厚，应选用HT200。
7-5 生产中出现下列不正常现象，应采取什么措施予以防止或改善?(1) 灰铸铁精密床身铸造后即进行切削，在切削加工后发现变形量超差；(2) 灰铸铁件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。
答：(1) 应在切削前进行去应力退火，消除铸造应力。
去应力退火通常是将铸件缓慢加热到500~560℃，保温一段时间(每l0mm厚度保温1h)，然后随炉冷至150～200℃后出炉。
(2)应进行消除白口组织退火。
退火方法是把铸件加热到850～950℃，保温1～3h，使共晶渗碳体发生分解，即进行第一阶段的石墨化，然后又在随炉冷却中进行第二和第三阶段石墨化，析出二次石墨和共析石墨，到500～400℃再出炉空冷。
《金属材料与热处理》第六章至第七章
第六章 铸铁（P108）
第一节 铸铁的组织与分类
三、铸铁的分类： 铸铁的分类： 2、按石墨形态不同分： 、按石墨形态不同分： （1）普通灰铸铁：石墨呈曲片状 ）普通灰铸铁： （2）可锻铸铁：石墨呈团絮状 ）可锻铸铁： （3）球墨铸铁：石墨呈球状 ）球墨铸铁： （4）蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状 ）蠕墨铸铁：
＜0.1%
2、性能：强度和塑性超过灰铸铁和可锻铸铁，接近铸钢，而 、性能：强度和塑性超过灰铸铁和可锻铸铁，接近铸钢， 铸造性能和切削性能比铸钢要好。 铸造性能和切削性能比铸钢要好。 3、牌号及用途： 、牌号及用途： 球铁”二字的汉语拼音字母字头“ 由“球铁”二字的汉语拼音字母字头“QT”，后面的一组表 ， 示最小抗拉强度和断后伸长率数值的数字组成。 示最小抗拉强度和断后伸长率数值的数字组成。 用途见P114 表6-3 用途见
第六章 铸铁（P108）
第二节 常用铸铁简介
一、灰铸铁： 灰铸铁： 1、成分与组织：2.77-3.6%C、1.0-2.2%Si、S＜0.15%、P＜0.3% 、成分与组织： 、 、 ＜ 、 ＜ 2、性能和孕育处理（变质处理）：就是在浇注前往铁水中投 ）：就是在浇注前往铁水中投 、性能和孕育处理（变质处理）： 入少量硅铁、硅钙合金等作为孕育剂， 入少量硅铁、硅钙合金等作为孕育剂，使 铁水内产生大量 均匀分布的晶核，使石墨片及基体组织得到细化。 均匀分布的晶核，使石墨片及基体组织得到细化。 3、牌号及用途： 、牌号及用途： 灰铁”二字的汉语拼音字母字头“ 由“灰铁”二字的汉语拼音字母字头“HT”及后面的一组表 及后面的一组表 示最小抗拉强度数值的数字组成。 示最小抗拉强度数值的数字组成。 用途见P111 表6-1 用途见
第六章 铸铁（P108）
第二节 常用铸铁简介
金属材料学07
第七章 铸 铁
• 铸铁是以Fe-C-Si为主的多元铁基合金。普通铸铁的 化学成分一般为2.4～4.0％C，0.6～3.0％Si，0.04～ 0.20％S，0.04～1.2％P。 • 铸铁的铸造性能优良，因而通常采用铸造的方法制 造成铸件使用，故称之为铸铁。 • 铸铁是人类使用最早的金属材料之一。到目前为止， 铸铁仍是一种被广泛使用的金属材料。从整个工业 生产中使用金属材料的数量来看，铸铁的使用量仅 次于钢材。被广泛地应用于机械制造、冶金、矿山、 石油化工、交通运输、建筑和国防生产部门。
组织特点
铸铁中的C主要有如下三种分布形式： 溶于Fe晶格的间隙中，形成间隙固溶体，如铁素体、 奥氏体；与Fe生成化合物，如Fe3C碳化物；以游 离的石墨形式析出。
分类
• 根据铸铁中的碳在结晶过程中的析出状态以及凝固 后断口颜色的不同，可分为三大类： 白口铸铁：碳除少量溶于铁素体外，其余全部以化 合物状态的渗碳体析出，凝固后断口呈白亮的颜色； 灰口铸铁：碳全部或大部分以游离状态的石墨析出， 凝固后断口呈灰色； 麻口铸铁：碳既以化合状态的渗碳体析出，又以游 离状态的石墨析出，凝固后断口夹杂着白亮的渗碳 体和暗灰色的石墨 。
2、球墨铸铁的显微组织 • 显微组织由 球状石墨 和 钢基体 两部分组成。根据 化学成分和冷却速度的不同，基体组织在铸态下 可以是铁素体、铁素体+珠光体、珠光体； • 如果将铸件进行 调质 或 等温淬火 ，则基体组织可 转变为回火索氏体或下贝氏体组织。
ห้องสมุดไป่ตู้
球墨铸铁的显微组织 （a）铁素体球墨铸铁（b）铁素体+珠光体球墨铸铁（c）珠光体球墨铸铁
6） 减振性 物体吸收振动能的能力称为减振性。灰铸铁的减振 性比钢约大6～10倍。 适宜用作减振材料，用于机床 床身有利于提高被加工零件的精度。 7）铸造性能 灰铸铁具有熔点低(约为1200℃)、流动性好、铸造 收缩率小(一般从铁水注入铸型凝固冷却至室温其收 缩率约为0.5-1％)、铸件内应力小、易于铸造成型等 特点。 8）切削加工性能 由于石墨使切削加工时易于形成断削，故灰铸铁的 切削加工性能优于钢。
第十二讲 金属材料
第七章金属材料概述建筑钢材铸铁铝及铝合金其他有色金属等浙江林学院园林学院龙江2008.101、建筑钢材的机械性能包括哪些方面，各有什么要求？2、钢材的冷加工和热处理目的分别是什么？常用的方法各有哪些？3、钢铁防锈有措施哪些？4、常见的铝合金建筑制品有哪些？第七章金属材料概述建筑钢材铸铁铝及铝合金其他有色金属等浙江林学院园林学院龙江2008.10概念金属材料在建筑上的应用，从古到今，具有悠久的历史。
在现代建筑中，金属材料品种繁多，尤其是钢、铁、铝、铜及其合金材料，它们耐久、易加工、表现力强，这些特质是其它材料所无法比拟的。
金属材料还具有精美、高雅、高科技并成为一种新型的所谓“机器美学”的象征。
第七章金属材料概述建筑钢材铸铁铝及铝合金其他有色金属等浙江林学院园林学院龙江2008.101）抗拉强度从图7－１中曲线逐步上升可以看出：试件在屈服阶段以后，其抵抗塑性变形的能力又重新提高，称为强化阶段。
对应于最高点的应力称为抗拉强度，用σb表示。
设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈强比σs／σb有一定意义。
建筑钢材的机械性能第七章金属材料概述建筑钢材铸铁铝及铝合金其他有色金属等浙江林学院园林学院龙江2008.102) 伸长率图7－3中当曲线到达顶点后，试件薄弱处急剧缩小，塑性变形迅速增加，产生“颈缩现象”而断裂。
量出拉断后标距部分的长度Ll，标距的伸长值与原始标距L的百分率称为伸长率。
即伸长率表征了钢材的塑性变形能力。
由于在塑性变形时颈缩处的伸长较大，故当原始标距与试件的直径之比愈大，则颈缩处伸长中的比重愈小，因而计算的伸长率会小些。
通常以δ5和δ10分别表示L=5d和L=10d（ｄ为试件直径）时的伸长率。
对同一种钢材，δ5应大于δ10。
%1001⨯-=LLLδ第七章金属材料概述建筑钢材铸铁铝及铝合金其他有色金属等浙江林学院园林学院龙江2008.103）冷弯性能冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是钢材的重要工艺性能。
7.1 铸铁的牌号、组织与
2．灰铸铁的性能特点： ．灰铸铁的性能特点： ① 抗拉强度比较低； ② 耐磨性与消震性好； ③ 工艺性能好，如铸造流动性、可切削性能优于钢。
二、球墨铸铁
1．球墨铸铁是铁水经球化处理及孕育处理后而获得的一种 铸铁。 ① 球化剂有：镁、稀土或稀土镁。 ② 孕育剂有：硅铁和硅钙。
2．球墨铸铁牌号如QT400-17、QT600-02等。 ．球墨铸铁牌号如 、 等 “QT”表示球磨铸铁，其后第一组数字代表最低抗拉强度 值，第二组数字代表最低延伸率值。 3．球墨铸铁的组织特征：显徽组织由石墨和金属基体两部 ．球墨铸铁的组织特征： 分组成。石墨的外观接近于球形，如图所示。 分组成。石墨的外观接近于球形，如图所示。 4．球墨铸铁的性能特点: ．球墨铸铁的性能特点 ① 抗拉强度和弯曲疲劳极限比灰铸铁高； ② 塑性及韧性比灰铸铁好； ③ 消震能力比灰铸铁低； ④ 可通过热处理强化方法提高它的力学性能。
“铸铁的石墨化” 铸铁的石墨化”
四、可锻铸铁 1．可锻铸铁的生产过程是：先制得白口铸铁件，然后 ．可锻铸铁的生产过程是：先制得白口铸铁件， 经石墨化退火。 经石墨化退火。 2．可锻铸铁的牌号如KTH300-06、KTH350-10、 ．可锻铸铁的牌号如 、 、 KTZ450-06、KTZ650-02等。 、 等 “KTH”和“KTZ”分别表示铁素体(黑心)可锻铸 铁 和珠光体可锻铸铁； 代号后边的第一组数字表示最低抗拉强度值,第 二组数字代表最低延伸率。
3．组织特征:由基体组织和团絮状石墨构成。团絮状石墨 ．组织特征 由基体组织和团絮状石墨构成 由基体组织和团絮状石墨构成。 特征为表面形状不规则。 特征为表面形状不规则。 4．性能特点: 可锻铸铁的强度和韧性均较灰铸铁为高。 ．性能特点 可锻铸铁的强度和韧性均较灰铸束！ 请转入：
铸铁课件
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 铁
第二节 铸铁的石墨化
• ３.硫的影响 • 硫是强烈阻碍石墨化的元素. 硫不仅增强铁、碳原子的结合力. 而且形
成硫化物后常以共晶体形式分布在晶界上. 阻碍碳原子的扩散. 硫不但 能促进铸铁白口化. 而且还能降低铸铁的铸造性能和力学性能. 所以硫 是有害元素. 铸铁中的含硫量越低越好. 一般应控制在０.１５％以下. • (二) 冷却速度的影响 • 冷却速度是指铁水从浇注到铸件在６００℃左右时的冷却速度. 在这 一温度范围的冷却速度是影响铸铁组织和石墨化的重要因素. 冷却速 度越小. 越有利于石墨化.
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第二节 铸铁的石墨化
• 二、石墨化过程 • 铸铁组织中石墨的形成过程称为石墨化过程. • 根据铁碳双重状态图中的Ｆｅ － Ｇ 相图. Ｐ′Ｓ′Ｋ′温度以上析出石墨
的过程称为第一阶段石墨化. Ｐ′Ｓ′Ｋ′及其以下温度析出石墨的过程 称为第二阶段石墨化. • 铸铁第一、第二阶段石墨化充分进行时. 铸铁的最终组织是铁素体基 体上分布着石墨.如图７ －３ (ａ) 所示. 即Ｆ ＋ Ｇ. • 铸铁第一阶段石墨化充分进行、第二阶段石墨化尚未充分进行时. 铸 铁的最终组织是铁素体与珠光体基体上分布着石墨. 如图７ －３ (ｂ) 所示. 即Ｆ ＋Ｐ ＋Ｇ.
• 铸铁第一、第二阶段石墨化均未进行时. 这种铸铁称为白口铸铁.石墨 化过程是一个原子扩散过程. 石墨化的温度越低. 原子扩散越困难. 越 不易石墨化
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第二节 铸铁的石墨化
• 三、影响石墨化的因素 • 铸铁石墨化程度受到许多因素影响. 但主要的影响因素是铸铁的化学
成分和冷却速度. • (一) 化学成分的影响 • 常见合金元素对铸铁石墨化影响如下:
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LR船级社船规第七章铸铁部分
铁素体化热处理。机械性能试验结果应符合表 7.3.2
的要求。
第7章
第 3 部分
3.4
金相组织检测
3.4.1 球墨铸铁铸件应准备金相组织检测试棒。这些 试棒应代表已浇注的每个浇杯的材质，也许能很方便 地从抗拉强度试验试样中取样。然而，若采取这些试 棒的规定之备选方案亦可由验船师同意即可。无论如 何，试棒需在浇注结束时取样。
对每批 1 吨以下重量（除去砂子后的重量）
铸件可采取批量测试程序。每批全部铸件应为相近的
类型和尺寸，且为同一钢包铁水铸造。每批铸件的两
件锥体倍数均应提供一个试棒。
1.6.3
若采用单铸试棒，应以浇注铸件的相同类
型材质在模具内铸造而成，且在温度降低至 500℃之
前不得将其从模具上取走。
1.6.4
全部试棒均应适当标识以区别其各自所代
范的详情，以待批准。
4.1.2
曲柄轴灰铁铸件仅适用于压缩机，其抗拉
强度的规定最小值应不低于 300N/mm2。
4.13
曲柄轴球墨铸铁铸件，抗拉强度的规定最
小值应不低于 370N/mm2。
4.2
生产
4.2.1
应提交生产方式的详情，包括测试材料的
规定建议安排，以待批准。
4.2.2
要求进行能证明铸件样品质量和重要位置
由验船师酌情决定。
1.9.2
根据验船师以往认证经验，如若空隙范围
不会有害地影响铸件的强度，则有局部孔隙的铸件可
通过适当的塑性填料真空浸透的方式进行矫正。
1.9.3
通常不允许焊接修复，但在特殊情况下亦
可予以考虑。在这些情况下，在建议修复方案正式实
施前应提交建议修复程序的全部详情，以待批准。
第七章 金属的液态成形
缩松：分散在铸件内部分散而细小的缩孔，大多分布在 铸件中心轴线处、冒口根部、内浇口附近或缩孔下方。形成 的原因与缩孔基本相同。 缩孔及缩松使铸件力学性能下降，防止其发生的主要 措施是“定向凝固”，通过增设冒口、冷铁等一些工艺措施 ，使凝固顺序形成向着冒口方向进行，如下图。远离冒口的 部位先凝固，冒口最后凝固，使缩松和缩孔产生在冒口处。 或在铸件厚大部位增设冷铁，以加快该处的凝固速度。
第七章 金属的液态成形
什么是金属的液态成形: 即将液态金属浇入与零件形状相适应的铸型空腔 中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的工艺方法,亦 称铸造. 金属的液态成形的作用: 金属的液态成形是制造毛坯、零件的重要方法之一。 按铸型材料的不同，金属液态成形可分为砂型铸造和特 种铸造（包括压力铸造、金属型铸造等）。 其中砂型铸 造产品成本最低，应用最普遍，所生产的铸件要占铸件 总量的80%以上。但工艺过程较复杂不易控制，，铸件内 部常有缩孔、夹渣、气孔、裂纹等缺陷产生，导致铸件 力学性能，特别是冲击性能较低。
• （2） 浇注温度 • 浇注温度越高，液态合金的流动性越好，若过高，铸 件易产生缩松、粘沙等缺陷。一般浇注温度控制在：铸钢 1520~1620℃；铸铁1230~1450℃；铝合金680~780℃。 • （3）铸型填充条件 • 内浇道横截面小、型腔表面粗糙、型砂透气性差都会增加 液态合金的流动阻力；铸型材料的导热性过大，使液体金 属凝固快，同样会降低流动性。
f) 挖砂造型
活块造型是在制模时将铸件上的妨碍起模的小凸台，肋 条等这些部分作成活动的（即活块）。起模时，先起出 主体模样，然后再从侧面取出活块。其造型费时，工人 技术水平要求高。主要用于单件、小批生产带有突出部 分、难以起模的铸件。
活块造型
三箱造型的铸型由上、中、下三型构成。中型高度 需与铸件两个分型面的间距相适应。三箱造型操作 费工。主要适用于具有两个分型面的单件、小批生 产的铸件。
工程材料大题集合
第一章金属晶体结构2、金属晶体中常见的晶格类型有哪几种？属于这几种常见的晶格类型有哪些？体心立方，铁铬钨钼钒。
面心立方，铜金银铝铁。
密排六方晶格，镁锌钛。
4、为什么金属结晶一定要有过冷度？过冷度与冷却速度有什么关系？对结晶后晶粒大小有何影响？结晶温度Tn与理论结晶温度T0之间的温度差成为“过冷度”，要是液体进行结晶，就必须是结晶温度低于理论结晶温度，是液体与晶体之间长生能量差，即“自由能差”形成液体向晶体转变的驱动力，才能完成结晶过程，所以金属结晶一定要有过冷度。
冷却速度快，过冷度大，过冷度大，晶粒细小。
第二章金属塑性变形1、为什么金属晶粒越细，强度越高，塑性韧性也越好？答：金属的晶粒越细，其晶界的总面积越大，塑性变形的抗力也越大，强化作用也越大；晶粒越细，单位体积的晶粒越多，变形时同样的变形量可以有更多的晶粒来承担，是塑性变形越均匀些，减小应力集中，推迟了最终引起断裂的裂纹的发生合发展，从而提高了金属的塑性和韧性。
所以晶粒越细，强度、硬度越高；塑性韧性越好。
2、什么叫加工硬化？他给生产带来哪些好处和困难？加工硬化：经过冷态下塑性变形之后的金属的力学性能要发生很大的变化，其强度和硬度随变形量的增加而增加，同时塑性却随之降低，这种现象叫加工硬化或冷作硬化。
优点：冷挤压、冷冲压、冷轧制等加工工艺会使产品具有尺寸精度高及表面质量好。
缺点：金属的加工硬化使其强度和硬度上升，塑性下降，必然给金属材料的加工带来困难。
3、热加工对金属的组织和性能有什么影响？金属在热加工时为什变形阻力较小？热加工后金属的组织与性能产生很大的变化主要表现在以下几个方面：1）经过热加工后，可以把铸态金属中粗大的枝晶、柱状晶以及夹杂物破碎为细小的晶粒，从而是晶粒细化。
2）通过热加工，可是铸态金属中的气孔、疏松焊接，提高至密度。
3）热加工还可以改变铸态金属中的成分偏析和夹杂物的分布，是原来沿着树枝晶分布的偏析元素和夹杂物发生改变，而是他们沿变形方向拉长分布，形成在宏观监测时通常所称的“流线”。
第七章 铸铁
汽 缸 套
灰铸铁件
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。
变速箱体
重型机床床身(HT-250)
碳、硅含量对铸铁石墨化的影响
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，
C 白口铸铁
麻口 铸 铁
灰口铸铁
降低铸件的性能.
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。 磷虽然可促进石墨化, 但其含量高时易在晶 界上形成硬而脆的磷 共晶，降低铸铁的强
P
抗拉强度值，MPa； KTZ + 第二组数字表示最低 KTZ45006 两组数字 伸长率值，%
铸铁的分类与牌号表示方法（续）
铸铁 石墨 基体 编号方法 名称 形态 组织 F QT + 两组数字 球 第一组数字表示最低抗拉 球 墨 F+P 强度值，MPa； 铸 第二组数字表示最低伸长 状 率值，%。 铁 P “QT”表示 球墨铸铁代 号 蠕 F RuT + 一组数字 蠕 墨 数字表示最低抗拉强度值, 虫 F+P 铸 MPa。 状 铁 P 牌号实例
段石墨化。
包括结晶时一次石墨、
二次石墨、共晶石墨 的析出和加热时一次 渗碳体、二次渗碳体 及共晶渗碳体的分解.
P’
在P’S’K’线以下发
生的石墨化称为第
二阶段石墨化。包
括冷却时共析石墨 的析出和加热时共 析渗碳体的分解。
P’
石墨化程度不同， 所得到的铸铁类型 和组织也不同。
金属热处理习题及答案
第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？4.晶面指数和晶向指数有什么不同？5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？6.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？7.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？8.金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？9.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？第二章金属的塑性变形与再结晶1．解释下列名词：加工硬化、回复、再结晶、热加工、冷加工。
2．产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？3．划分冷加工和热加工的主要条件是什么？4．与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？5．为什么细晶粒钢强度高，塑性，韧性也好？6．金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？7．分析加工硬化对金属材料的强化作用？8．已知金属钨、铁、铅、锡的熔点分别为3380℃、1538℃、327℃、232℃，试计算这些金属的最低再结晶温度，并分析钨和铁在1100℃下的加工、铅和锡在室温（20℃）下的加工各为何种加工？9．在制造齿轮时，有时采用喷丸法（即将金属丸喷射到零件表面上）使齿面得以强化。
试分析强化原因。
第三章合金的结构与二元状态图1．解释下列名词：合金，组元，相，相图；固溶体，金属间化合物，机械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶强化，弥散强化。
2．指出下列名词的主要区别：1）置换固溶体与间隙固溶体；2）相组成物与组织组成物；3．下列元素在α-Fe 中形成哪几种固溶体?Si、C、N、Cr、Mn4．试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别.5．固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？6. 何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点.7．二元合金相图表达了合金的哪些关系？8．在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么？9. 已知A（熔点600℃）与B(500℃) 在液态无限互溶；在固态300℃时A溶于B 的最大溶解度为30% ，室温时为10%，但B不溶于A；在300℃时，含40% B 的液态合金发生共晶反应。
第七章铸件宏观组织
二、孕育处理
孕育处理( Inoculation) : 是浇注之前或浇注过程中向液态金 属中添加少量物质以达到细化晶粒、改善宏观组织目的的一 种工艺方法。 孕育主要是影响生核过程, 促进非自发形核以细化晶粒；促进 晶粒游离,细化晶粒.
变质处理（Modification）: 则是改变晶体的生长机理，从而 影响晶体形貌。 变质在改变共晶合金的非金属相的结晶形貌上有着重要的应 用，而在等轴晶组织的获得和细化中采用的则是孕育方法。
32
4．流变铸造
这流种变细铸小造圆又整称的半固半态固铸 态造，金这属种浆方液法由是于当液具体有金 较属凝好固的达流50动～性60而％时容，易在 成氩气形保。护因下为进它行高的速温搅度拌， 远使金低属于成液为相半线固温态浆度液，， 所以对于黑色金属的
将半固态浆液凝固成坯料
压铸件来说，能大大
或挤压至铸型凝固成形。
论 三、 枝晶熔断及结晶雨理论 四.单个等轴晶形成过程的动态演示 8
一、“成分过冷”理论
该理论认为，随着凝固层向内 推移，固相散热能力逐渐削弱， 内部温度梯度趋于平缓，且液相 中的溶质原子越来越富集，从而 使界面前方成分过冷逐渐增大。 当成分过冷大到足以发生非均质 生核时，便导致内部等轴晶的形 成。
第七章 铸件宏观组织的控制机理 及方法
一、铸件的宏观组织构成 二、表面激冷区及柱状晶区的形成 三、 内部等轴晶的形成机理 四、 铸件宏观结晶组织的控制
1
一、 铸件的宏观组织构成
内部等轴晶区 表层急冷晶区
1.表面激冷细晶 区，晶粒细小均 匀
2.柱状晶区，晶 粒垂直于型壁排 列，平行于热流 方向.
中间柱状晶区
孕孕育育剂衰加退入: 几合乎金所液有后的要孕经育历剂一都个有孕在育孕期育和处衰理退后期一。 段在时孕间育出期现内孕，育作衰为退孕现育象剂. 的中间合金的某些组分完 成影熔响化孕过育程效，果或的与因合素金: 液孕反育应剂生的成种化类合(成物分，)和起孕细育化
第七章 主要内容
第七章金属材料建筑工程中主要使用的金属材料是建筑钢材，其次是铸铁、铝合金等。
本章重点介绍建筑钢材。
一、建筑钢材的基本知识钢，是以铁为主要元素，含一定量的强化元素碳及硅、锰、铬等合金元素，杂质硫、磷等含量控制在一定范围内。
纯铁的塑性、韧性好，但强度和硬度太低，工程中很少使用。
随着碳及合金元素的含量增大，其强度和硬度大幅度增加、但塑性和韧性有所降低。
生铁中碳的含量较大，超过2%，有害杂质硫、磷的含量也较大，故其力学性能差，呈脆性材料的性质。
钢是由生铁冶炼而成的。
通过冶炼使其以铁为主要元素，内含有一定比例的碳及合金元素（根据不同的要求），并将其杂质的含量控制在规定的范围之内，这就是钢了。
钢若以碳为主要强化元素，则称为碳素钢。
按含碳量的大小，可分类低碳钢、中碳钢、高碳钢。
在含一定量碳的同时，又含有较多的合金元素，则称为合金钢，按合金元素含量的大小，可分为低合金钢、中合金钢、高合金钢。
钢中最有害的杂质是硫、磷。
所以钢的质量等级是按钢中硫、磷的含量来划分的。
分成普通质量、优质和特殊质量三等。
钢的冶炼是将生铁在冶炼炉中加热至熔融，进行氧化以除杂质同时控制碳及合金元素含量，最后再脱氧。
根据所用的炼炉钢可分为：空气转炉钢、氧气转炉、平炉钢和电炉钢。
（以往质量较差的空气转炉钢已被氧气转炉钢代替。
氧气转炉钢和平炉钢质量均很好。
）根据冶炼后期脱氧（使FeO还原为Fe，过程是FeO C Fe CO+−−→+↑，脱氧不完全时，在注模时仍有CO气泡从钢液中析出，像钢液沸腾了），所以根据脱氧程度不同，有沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢之分。
沸腾钢脱氧不充分，碳及磷、硫等的偏析（即元素在钢中分布不均匀，富集于某些区间的现象）较严重，因此沸腾钢的抗冲击韧性和可焊性较差，时效敏感性大，低温下脆性增大。
但其成品率高，成本低。
镇静钢和特殊镇静钢脱氧充分，钢质量好，成本较高。
半镇静钢质量和成本介于沸腾钢和镇静钢之间。
二、建筑钢材的主要技术性质抗拉性能和冲击韧性是建筑钢材的主要力学性能，冷弯性能和焊接性能是建筑钢材的主要工艺性能。
灰铸铁的组织与性能
1. 退火
退火的主要目的是得到铁素体基体的球墨铸铁，以提高 球墨铸铁的塑性和韧性，改善切削加工性能，消除内应力。
2. 正火
正火的目的是得到珠光体基体的球墨铸铁，从而提高其 强度和耐磨性。
3. 调质
调质的目的是获得回火索氏体基体的球墨铸铁，从而获 得良好的综合力学性能。
4. 等温淬火
灰铸铁具有优良的 铸造性能，力学性能可 以满足一般性零件的要 求；价格低廉，生产成 本较低，并且具有钢质 材料所不具备的其他特 殊性能，因此在实际生 产中应用比较广泛，是 机械制造业中使用最多 的材料之一。
卧式车床实物图
1—主轴箱 2—进给箱 3—床脚 4—床身 第4页5—/共溜18页板箱 6—刀架 7—尾座
第七章 铸铁
黑心可锻铸铁（铁素体基体的可锻铸铁）具有较高的塑性 和韧性，而珠光体可锻铸铁具有较高的强度、硬度和耐磨性。
2. 可锻铸铁的牌号及用途
可锻铸铁的牌号由“KT”（“可铁”两字汉语拼音首字母） 及其后的“H”（表示黑心可锻铸铁）或“Z”（表示珠光体可锻 铸铁），再加上两组数字组成，两组数字分别表示最低抗拉强度 和最低断后伸长率。
第七章 铸铁
二、铸铁的组织与性能的关系
铸铁的力学性能取决于铸铁的基体组织及石墨的数量、形 状、大小和分布状况。石墨的存在减小了铸铁的有效承载面积， 且受力时石墨尖端处产生应力集中，大大降低了基体强度的利 用率。因此，铸铁的抗拉强度、塑性和韧性比碳钢低。
由于石墨本身有润滑作用，石墨脱落后留下的空洞还可以 储油，使铸铁具有良好的耐磨性。石墨可以吸收振动能量，因 此铸铁具有良好的减振性。石墨割裂了基体，使切屑易脆断， 而且石墨有减摩作用，可以减小刀具磨损，使铸铁具有良好的 切削加工性能。
铸铁的成分
缺点：凝固收缩率较大，对原铁水成分要求严格， 减震性不如灰口铸铁。
三、球墨铸铁的表示方法
QT 40—17 最低延伸率 17%
最低抗拉强度的十分之一 MN/m2 球墨铸铁
四、球墨铸铁的热处理 1、特点
1、铸铁的成分特点
a、含碳量 理论上含C：2.11%~ 6.69% 的铁碳合金
都属于铸铁， 但工业上常用铸铁的含碳量一 般在：2.50%~4.00%之间。
b、含硅量
铸铁是以铁-碳-硅为主的多元铁基合金： Si：1.00~3.00%
c、其它元素
含有较多的硫、磷杂质： P：0.01~0.50%，S：0.02~0.20%
最细。1～4级粗大片状，机械性能较低；5～ 8级细小蠕虫状石墨，机械性能较高。
★ 按石墨片的粗细分： 普通铸铁、孕育铸铁（变质铸铁）
一、灰口铸铁的组织与性能
铁素体+片状石墨 组织 铁素体+珠光体+片状石墨
珠光体+片状石墨
● 铁素体灰口铸铁，强度、硬度低，尽管铁素 体本身塑性、韧性高，但由于片状石墨的割 裂作用，引起应力集中，致使该类铸铁的延 伸率、冲击韧性均不高。
d、价格低廉，生产工艺简单，成品率高，在机 械工业中应用广泛。尤其近年来，由于稀土 镁球墨铸铁的发展，使铸铁的应用范围大大 拓宽，以铁代钢，以铸代锻的领域越来越多。
二、铸铁中的石墨化过程 1、石墨化过程
石墨组织的形成，称为铸铁 的石墨化过程。
Fe-C合金中，C的存在方式有两种：
Fe3C 和 G（graphite） Fe3C是一种亚稳定相，G是一种稳定的相。
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课题：第七章铸铁
教学目的、要求：掌握铸铁的牌号了解灰铸铁组织、性能及用途
教学重点、难点：铸铁的牌号
授课方法：讲授法
教学参考及教具（含电教设备）：教参、教具
授课执行情况及分析：2课时
本章内容掌握较好。
板书设计或授课提纲
第七章铸铁
§7－l铸铁的分类及组织特点
§7－2灰铸铁
§7—3可锻铸铁
§7—4球墨铸铁
【导入】
复习
1．合金工具钢分类和牌号
2．特殊性能钢分类和牌号
【新授】
第七章铸铁
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。
铸铁中的碳主要以渗碳体和石墨两种形式存在，根据碳存在的形式不同，铸铁可以分为下列几种：
(1)白口铸铁 (2)灰铸铁 (3)麻口铸铁
根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁又可分为下列几种：
(1)灰铸铁 (2)可锻铸铁 (3)球墨铸铁 (4)蠕墨铸铁
§7一l铸铁的分类及组织特点
铸铁中的石墨可以从液体中或奥氏体中直接析出，也可以先结晶出渗碳体，再由渗碳体在一定条件下分解而得到(Fe3C→3Fe+C)。
铸铁中的碳以石墨形态析出的过程称为石墨化。
影响石墨化的主要因素是铸铁的成分和冷却速度。
1．成分的影响
铸铁中的各种元素，按其对石墨化的作用，可以分为两大类。
一类是促进石墨化的元素，
另一类是阻碍石墨化的元素。
2．冷却速度的影响
§7—2灰铸铁
灰铸铁是一种价格便宜的结构材料，在铸铁生产中，灰铸铁产量约占80％以上。
一、灰铸铁的组织与性能
灰铸铁的化学成分一般为：(22.7％～3.6％，Sil.0％～3％。
MnO.4％～1.2％．S<0.15％，P<O.3％。
它的组织由金属基体和片状石墨两部分组成。
根据石墨化进行的程度不同，可分为三种不同基体组织的灰铸铁：
(1)铁素体灰铸铁(铁素体+片状石墨)：
(2)铁素体一珠光体灰铸铁(铁素体+珠光体+片状石墨)；
(3)珠光体灰铸铁(珠光体+片状石墨)。
二、灰铸铁的孕胃处理
所谓孕育处理(或称变质处理)就是在浇注前往铁水中投加少量硅铁、硅钙合金等作孕育剂，使铁水内产生大量均匀分布的晶核，使石墨片及基体组织得到细化。
三、灰铸铁的牌号及用途
灰铸铁的牌号由“灰铁”两字的汉语拼音字母字头“HT”及后面一组数字组成，数字表示最低抗拉强度。
表8—1是灰铸铁的牌号和应用。
四、灰铸铁的热处理
灰铸铁可以通过热处理改变基体组织，但不能改变石墨的形态和分布，因而对提高灰铸铁的力学性能作用不大。
灰铸铁的热处理主要是为了减小铸件的内应力．提高表面硬度和耐磨性等。
常用的热处理工艺有以下几种：
1．去应力退火
2．表面淬火
3．消除铸件白口，降低硬度的退火
§7—3可锻铸铁
可锻铸铁俗称玛钢、马铁。
它是白口铸铁通过石墨化退火，使渗碳体分解而获得团絮状石墨的铸铁。
一、可锻铸铁的组织与性能
可锻铸铁的生产过程包括两个步骤：首先铸造白口铸铁件，然后进行长时间的石墨化退火。
可锻铸铁的成分一般为：C2.2％～2.8％，Sil.2％～1.8％，MnO.4％～0.6％，P<O.1％．S<O.25％。
二、可锻铸铁的牌号及用途
可锻铸铁具有铁水处理简单、质量稳定、容易组织流水生产、低温韧性好等优点，广泛应用于汽车、拖拉机制造行业．常用来制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁、中小型零件。
§7—4球墨铸铁
铁水经过球化处理而使石墨大部分或全部呈球状的铸铁称为球墨铸铁。
一、球墨铸铁的组织与性能
球墨铸铁的化学成分一般为：C3.6％～3.9％，Si2.0％～2.8％，MnO.6％～0.8％，S<O.07％，P<O.1％。
与灰铸铁相比，它的碳、硅含量较高，以有利于石墨球化。
二、球墨铸铁的牌号及用途
球墨铸铁的牌号是由“球铁”两字的汉语拼音的第一个字母“QT”及两组数字组成，两组数字分别代表其最低抗拉强度和伸长率。
如(11"400—18表示球墨铸铁，其最低抗拉强度为400MPa，最低伸长率为18％。
三、球墨铸铁的热处理
由于球状石墨对基体的割裂作用小，所以通过热处理改变球墨铸铁的基体组织，对提高其力学性能有重要作用。
常用的热处理工艺有以下几种：
1．退火。
2．正火。
3．调质。
4．等温淬火。
【课堂练习】
1．何谓铸铁?根据碳在铸铁中的存在形式不同，铸铁可分为哪几类?根据石墨形态不同，铸铁又可以分为哪几类?
2．何谓石墨化?影响石墨化的主要因素有哪些?
【小结】
1．铸铁的分类。
2．铸铁的石墨化。
3．灰铸铁的牌号，组织、性能及主要用途。
4．可锻铸铁、球墨铸铁的牌号。
5．可锻铸铁、球墨铸铁的组织、性能及用途。
【作业】
练习册。