黑色金属材料课件

牌号
HT150 HT200 HT250
车型
EQ1092 EQ1092 CA1093
零件名称 进排气歧管、变速器壳体等 气缸体、气缸盖、飞轮壳、正时齿轮、前后制动鼓等 气缸体、飞轮、曲轴皮带轮等
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2、球墨铸铁：
成分：成分：含碳3.8％～4.0％、含硅2.0％～2.8％、 含锰0.6％～0.8％、含硫小于或等于0.04％、含磷小于或 等于0.1％含镁0.03％～0.05％、含稀土小于或等于0.05％。
QT600－13 EQ1092
曲轴、摇臂、钢板弹簧侧垫板及滑块等
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3、可锻铸铁：
成分：含碳2.2％～2.8％、含硅1.2％～2.0％、含锰 0.6％～1.2％、含硫小于或等于0.2％、含磷小于或等于0.1％。
牌号：由KTH（或KTZ、KTB）和两组数字组成。其中KT 为可锻铸铁的代号，H表示黑心可锻铸铁，Z表示珠光体可锻 铸铁，B表示白心可锻铸铁，代号后面的两组数字分别表示其 抗拉强度σb（MPa）和伸长率δ（％）。如KTH370－12表示 抗拉强度为370MPa、伸长率为12％的黑心可锻铸铁。
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2、灰口铸铁 灰口铸铁中的碳绝大部分 以片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色而称 之为灰口铸铁。它是工业中应用最广泛的一 种铸铁，有一定的机械性能和良好的切削加 工性能。
3、可锻铸铁 可锻铸铁是经白口铸铁长 时间的退火处理而成的。其碳以团絮状石墨 形式存在。其塑性和韧度比灰口铸铁好，主 要用于要求韧度较好的薄壁类零件。
2、冷却速度的影响主要是指铁水从浇 注冷却到600℃左右的冷却速度，冷却速度 越小，越有利于石墨化。
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三、铸铁的组织特征和分类
根据碳的存在形式，铸铁分为下列几种：
1、白口铸铁 白口铸铁中碳全部或大部分 以化合物渗碳体的形式存在，其断口呈银白色。 性能硬而脆，很难切削加工，一般用来炼钢， 又叫炼钢生铁，也可经热处理后变为可锻铸铁 使用。铸铁要成为白口，除化学成分有要求外， 还和冷却速度有关。如EQ1091发动机中的气门 挺杆，为了得到表层的高硬度和耐磨性，常用激 冷的方法使表层获得白口铸铁的组织而心部由于 冷却速度较慢仍为灰口铸铁组织。
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一、铸铁铁中存在的形 式、形态、大小和分布。铸铁中碳的存在形式有两种：
1、化合状态的渗碳体（Fe3C） 如果铸铁中碳几乎 全部以渗碳体形式存在，其断口呈银白色，则称为白口 铸铁。其性能硬而脆，（硬度达HB800，塑性和韧度几 乎等于零）很难进行切削加工，因此，工业上很少用它 来制造机械零件，主要用作可锻铸铁的毛坯。
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金属材料是最重要的工程材料，工业上将金属及其 合金分为两大类型：
黑色金属—铁和铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）； 占工业用材的95％。
有色金属—除黑色金属以外的所有金属及其合金； 仅占工业用材的5％。
碳钢和铸铁是现代汽车工业生产中使用最广泛的金属 材料，它主要由铁和碳两种元素组成的合金。因此，要掌 握碳钢和铸铁的性能及用途，首先要了解铁碳合金相图。
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铁碳合金相图（Fe～Fe3C）
碳在γ－Fe中 的最大溶解度 （1148℃）
纯铁的同素异晶 转变点（912℃）
纯铁熔点 （1538℃）
A
共晶点（1148℃）
碳在α－Fe中
G
的最大溶解度
（727℃）
共析点
（727 ℃ ）
Fe3C
渗碳体熔点 （1227℃）
共析线
渗碳体（含 碳6.69％）
纯铁（含碳0～0.0218 ％ ）碳钢（含碳0.0218～2.11％）铸铁（含碳2.11～6.69％）
2、游离状态的石墨（常用G来表示） 石墨很软强度 极低，如果铸铁中碳主要以石墨形式存在，则其断口呈暗 灰色，俗称灰口铸铁。它是机械制造中应用最多的一种铸 铁。分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁等。
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二、影响石墨化的因素：
影响铸铁石墨化的因素主要是铸铁的化 学成分和冷却速度。
1、化学成分的影响主要是碳、硅、硫、 磷、锰等元素含量多少的影响。
1、灰铸铁：
成分：含碳2.8％～3.6％、含硅1.1％～2.5％、 含锰0.6％～1.2％、含硫小于或等于0.15％、含磷 小于或等于0.5％。
牌号：由HT和一组数字组成。其中HT为灰铸铁的 代号，代号后面的数字表示其抗拉强度值σb（MPa） 。 如HT150表示抗拉强度为150MPa的灰铸铁。
应用举例：
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第一节 铸铁
含碳量在2.11～6.69％的铁碳合金称为铸铁。
铸铁具有优良的铸造性能、切削加工性能以 及减震性、耐磨性，铸铁生产工艺简单、成本低， 应用广泛。特别是球墨铸铁和合金铸铁的应用， 提高了铸铁的机械性能，形成了以铁代钢的趋势。
在汽车上，约50％～70％的金属材料为铸铁。 如气缸体、气缸盖、活塞环、变速箱外壳、后桥 壳等等。
应用举例：
牌号 车型
零件名称
EQ1092
后桥壳、差速器壳、减震器壳、后轮毂等
KTH350－10
CA1093 后桥壳、差速器壳、减震器壳、轮毂、制动蹄片等
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4、蠕墨铸铁：
成分：含碳3.7％～3.9％、含硅2.0％～2.8％、含锰 0.3％～0.6％、含硫小于或等于0.025％、含磷小于或等 于0.06％、含钛0.08％～0.20％、含镁0.015％～0.03％、 含稀土小于或等于0.01％
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4、球墨铸铁 碳以球状石墨形态存在，故称 为球墨铸铁。它的强度、韧度比灰口铸铁、 可锻铸铁高，可替代钢材制造某些重要的机械 零件。
5、蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是在灰铸铁的铁水中 加入蠕化剂（镁钛合金等）和孕育剂（硅铁） 进行蠕化－孕育处理后，得到具有蠕虫状石墨 的铸铁。
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四、铸铁的成分、牌号及在汽车上的应用：
牌号：由QT和两组数字组成。其中QT为球墨铸铁的 代号，代号后面的两组数字分别表示其抗拉强度σb（MPa） 和伸长率δ（％） 。如QT450－10表示抗拉强度为450MPa、 伸长率为10％的球墨铸铁。
应用举例：
牌号 车型
零件名称
EQ1092 QT450－10
CA1093
前后轮毂、转向器壳、制动蹄等 辅助钢板弹簧支架、拖拽钩衬套等