高强灰铸铁切削加工性能的研究
改善灰铸铁缸体切削加工性能的生产试验
４ ０ ７， ｈ ａ ３０ ４ Ｃ ｉ ） ｎ
Ａｂ ｔ ｃ ： ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｂ ｌ ｙ ｏ ｒ ｙ ｉ ｎ ｃ ｌ ｄ ｒｂ ｏ ｋ， ｎ ｅ ｐ ｒ ｎ ｎ ｅ ｒ ｄ ｃ ｉｅ ｃ ｎ ｉ ｏ ａ ｏ ｄ ｃｅ ｓｒ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｉ ｒｖ ｈ ｃ ｉａ ｉｉ ｆ ａ ｒ ｙｉ ｅ ｌ ｃ ａ ｘ ｅ ｉ ａ ｔ ｇ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｄ ｒｐ ｏ ｕ ｔ ｏ ｄ ｔ ｎ ｗ ｓ ｃ ｎ ｕ ｔ ｄ ｕ ｖ ｉ
（ ． ｏ １ Ｆ ｕ ｄ Ｄｏ ｇｅ ｇＡｕ ｏ ｂ ｌ Ｃ ． ｔ ． Ｓ ｉａ ４ ２ ４ ， ｈ ｎ ； ． ａ ｈ ｎ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｕ ｉｅｓｔ ， １Ｎ ． ｏ ｎ ￣， ｎ ｆ ｎ ｔ ｍｏ ｉ ｏ Ｌ ｄ ， ｈ ｙ ｎ ｅ ４ ０ ８ Ｃ ｉ ａ ２ Ｈｕ ｚ ｏ ｇ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｖ ｒｉ Ｗｕ ａ ｙ ｈｎ
入量 ， Ｗ Ｓ 量提高到 Ｏ ８ ０１％， 将 （） ． ％～ ． ０ ２ 使灰铸铁缸体排气侧面铣刀寿命提高 １ 。 倍
关键 词 ： 铸铁 ； 体 ； 工性 能 灰 缸 加
中 图分 类号 ：Ｇ ５ Ｔ２１ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编号 ：０ ３ ８４ （ ００）１０ ４ — ６ １０ — ３ ５２ １ Ｚ — ０ ８ ０
Ｐｒｄ ｃ ｉｅ Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ｏ Ｉ ｒｖ ｔｉｇ Ｍ ａ ｈｎ ｂｌ ｆ ｒｙ Ｉ ｎ Ｃｙｉｄ ｒＢｏ ｋ ｏ ｕｔ ｐ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｍｐ ｏ ｅ Ｃｕｔ ｃ ｉａ ｉ ｙ ｏ ａ ｒ ｌ ｅ ｌｃ ｔ ｎ ｉ ｔ Ｇ ｏ ｎ Ｃ Ｅ ｉｎａ Ｚ Ｕ Ｃ ｕ ｑｎ Ｙ ｉｇ Ｙ ｈｎ－ｉｎ ＴＡ ｅｇ ｑ ａ Ｃ Ｉ ｉｚｏ Ｈ ＮＬ—ｉｎ ＨＯ ｈ — ｉｇ ＵＰｎ ＵＣ ａｇｊ ’ Ｉ ＮＦ ｎ－ ｕ ｎ Ａ －ｈ ｕ ， ， ， ａ， ， Ｑ
哪些因素影响灰铸铁零件切削表面粗糙度？
哪些因素影响灰铸铁零件切削表面粗糙度？表面粗糙度作为灰铸铁表面质量的一项重要衡量指标，不仅直接决定了灰铸铁零件的外观精美程度，而且对机器的装备质量及灰铸铁零件的使用寿命都有着很大的影响。
本文着重从机床、刀具、切削参数三方面分析如何提高灰铸铁零件的表面粗糙度，资料由华菱超硬提供，分享给大家以供探讨。
1、机床对灰铸铁零件表面粗糙度的影响机床刚性差，主轴精度差，机床固定不牢固，机床各部件配合间隙较大等因素都会影响灰铸铁零件的表面粗糙度。
举个例子：如机床主轴跳动精度是0.002mm，也就是2微米跳动，那理论上是不可能加工出粗糙度会低于0.002mm粗糙度的工件，一般表面粗糙度Ra1.0的工件还可以加工出来。
并且灰铸铁本身是铸造件，就不会像钢件一样轻松加工出较高的表面粗糙度，再加上机床自身的条件差，更难保证表面粗糙度。
机床刚性一般是出厂时就设置好的，无法修改，除了机床刚性外，还可调整主轴间隙，提高轴承精度等，使机床间隙变小，从而对灰铸铁零件在加工中获得较高的表面粗糙度得到一定保障。
2、切削刀具对灰铸铁零件表面粗糙度的影响刀具材料，几何参数的选择不恰当，刀具磨损等因素都会影响表面粗糙度。
（1）刀具材料的选择当刀具材料与被加工材料金属分子亲和力大时，被加工材料容易与刀具粘结而生成积屑瘤和鳞刺，因此凡是粘结严重的，摩擦严重的，表面粗糙度就大，反之就小。
同样加工灰铸铁零件，硬质合金刀片很难达到Ra1.6的表面粗糙度，即使达到了，其刀具寿命也大打折扣，而BNK30牌号的CBN刀具则由于刀具材料摩擦系数低，优异的高温热稳定性和耐磨性，可在切削速度高出硬质合金几倍的条件下，轻松加工出Ra1.6的表面粗糙度，同时刀具寿命是硬质合金刀具的几十倍，表面亮度提高一个数量级。
硬质合金刀具加工后的表面粗糙度 BNK30牌号加工后的表面粗糙度（2）刀具几何参数的选择刀具几何参数中对表面粗糙度影响较大的是主偏角Kr、副偏角Kr'和刀尖圆弧半径re。
高强度灰铸铁熔炼技术发展趋势及最新研究成果
使用 的是 高 纯生铁 也 被证 明是落 后 的 ， 它是 熔化 设 备 和熔炼 丁 艺落 后 的双 重体 现 。 同时需 要说 明 ， 大 量使 用废 钢 增碳 工艺 提 高灰 铸铁 性 能 ， 其铁 液 的收
缩 和 白口倾 向反 而降低 ， 就是增 碳 的功劳 。 进入 新世 纪 ， 铸铁 的研 究 进 入 了一个 新 的活 灰 跃期 。许 多 新技 术 、 ｒ 的开 发应 用 为灰 铸铁 材 新一 艺
随着 重 型 卡 车 功率 的不 断 提 高 和 节 能 减 排 指 标 的更 加严 格 ， 柴油 发动 机 缸体 缸盖 正 在 向更 高 强
度 发展 ， 料 已从 Ｈ ２ ０发展 到 Ｈ ２ ０ 近 几 年 更 材 Ｔ０ Ｔ５ ，
收 缩倾 向并没 有 因此 增加 。
１ 灰铸 铁 熔 炼技 术 简要 回顾 及 发展 趋
向 ，减少灰铸铁 的断面敏感性 ，改善石墨形态 ，提高材料性能 。指 出随着熔炼 ＿艺水平的提高和铁 液炉前处理技术的创新 ， ｒ
Ｈ ３０材 料 已产 业 化 应 用 ， Ｔ ５ 及 更 高 牌 号 的 灰 铸铁 材 料 也 已经 能够 达 到 。 Ｔ０ Ｈ ３０ 关键 词 ： 铸 铁 ； 强 度 ； 灰 高 冲天 炉一 感 应 炉 双 联 ； 应 炉增 碳 感
是要 求 Ｈ ３０ Ｔ ０ 。更 高牌号 的灰 铸铁材 料被 多数人认 为并 不适 合 生产 缸体 缸 盖这 类复 杂 铸件 ， 如有 需 求 可能会 被蠕 墨铸铁 所替 代 。然 而 ， 许多 研究 表 明 ， 如
能采 取先 进 的熔 炼工 艺 以及 先进 的铁 液 处理 技 术 ， 灰铸 铁 的强度 性 能仍 有大 幅提高 的潜 力 ， 铁 液 的 而
第二篇铸铁及其熔炼 第二章 灰铸铁
第三节 灰铸铁癿结晶
• • • • • • • • • 一、碳在铸铁中癿存存形式 二、铁—碳（渗碳体）合金二元相图 三、灰铸铁癿结晶 1、灰铸铁癿一次结晶 2、灰铸铁癿二次结晶 四、石墨结晶癿特点 1、G形核 2、G长大 3、灰铸铁中片状石墨癿形态
•
第四节 影响铸铁组织和性能癿主要因素
• • • • • • • • • • • • • 一、铸铁癿化学成分对铸铁组织和性能癿影响 1、各元素在铸铁中癿存在形式 2、铸铁中常见元素有对铁—碳双重相图各临界点癿影响 3、化学成份对铸铁G化癿影响 4、化学成分对金属基体癿影响 5、碳当量CE和共晶度SC 二、铸件况却速度对铸铁组织和性能癿影响 1、铸件壁厚对况却速度癿影响 2、浇注温度对铸件况却速度癿影响 3、 2、炉料癿影响
第二节 灰铸铁癿金相组织、性能特点、牌 号及技术要求
一、灰铸铁癿金相组织 • 灰铸铁癿金相组织由片状石墨和金属基体两部分组成（即： F+G片、F+P+G片戒P+G片）。此外，还有少量癿夹杂物， 如硫化物、磷化物、碳化物、氧化物等。 • 1、石墨及其对性能癿影响 • 石墨本身有两个显著癿特点：一是密度小（约2.25g/cm3， 仅为铁癿1/3），在铸铁组织中占体积大；二是石墨本身软 而脆，力学能差，且强度较低（σb＜20Mpa）。石墨在铸 铁组织中就相当于存在着许多切口一样，对金属基体起着 割离作用；另一方面，引起应力集中，致使金属基体癿力 学性能得丌到充分癿収挥（据测定基体癿性能収挥 30%~50%）。石墨对灰铸铁性能癿影响起着决定性癿作用。 这主要表现在石墨癿形状、分布、大小和数量等方面。
• 2、金属基体对性能的影响 • 灰铸铁癿金属基体主要分为三种：F体、F体+P体、P体。 如面2-8所示。 • （1）F体：铁素体本身质软，强度和硬度较低（σb约 为250MPa，硬度约为90HBS）,塑性高（δ约为50% 左右）。但是在铁素体基体癿灰铸铁中,由于片状石墨 癿存在，铁素体癿塑性难収挥。 • （2）F体+P体：铁珠光体本身强度硬度较高（σb约为 700MPa，硬度约为200HBS），塑性低（δ约为 15%），在实际生产中，随着P含量癿提高，其强度硬 度也在提高，见图2-9所示。
灰铸铁缸体切削加工性能的影响因素分析
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灰铸铁缸体切 削加工性能 的影 响 因素分析
蔡 启舟 １ 伯康 １ ， 魏 ， 周楚 清 ｚ ， 喻
（． 中科技 大学 １ 华 材料学 院 ， 湖北 武汉
喻 昌健 ２田凤 全 ２陈礼 年 ２ ， ，
十堰 ４ ２４ ） ４ ０ ８
４ ０ ７ ；冻 风 汽车公 司 ： 综述 了影响灰铸铁缸体切削加工性 的因素 ， 包括化学成分 、 熔炼及孕育处理方法 、 石墨和基 体组织 中的硬质点 。 认 为 （ ） Ｃ 量不是 影响灰铸铁 加工性能 的主要 因素 ； 应严格 控制 （ｉ量 ， Ｓ） 因为 （ｉ量 高使 Ａ 温度升高 ， ｓ） 珠光 体片 间距 大、 强度低 ； ｓ 在 ００ ％ ．２ 有利的 ， Ｍｎ （ ） ．８ ０１％是 而 Ｓ与加工 性的关 系还有 待验证 。 建议 ｃ 与 Ｍｎ Ｓ 和微量 ｓ ｒ 、ｉ ｂ复合加入 ； （ ｕ 的合理加入量在 ０１％ ． ％， Ｓ ） 低于 ０１ （ｂ 在 ００ ％ ０ ０ ％为宜 。指 出灰铸铁缸体 铁液 由冲天 ｃ） ．５ ０ ５ Ｗ（ｎ 应 ２ ．％， Ｓ ） ． ４ ０ ．６ ０ 炉—感应炉双联熔炼为好 ， 随流孕育 对提高硬度和降低 断面敏感性有一定作用 ； 晶团细化 ， 共 虽然灰铸 铁的强度和硬度 增加 ， 却并不 一定 恶化加工性 能。 关键词 ： 灰铸铁 ； 缸体 ； 加工性 ； 影响 因素
Ａ ｔ ｂｌ Ｃ ． ｔ．Ｓ ｉ ｎ ４ ２ ４ ， ｈ ａ ｕｏ ｉ ｏ Ｌｄ， ｈｙ ４ ０ ８ Ｃ ｉ ） ｍｏ ｅ ａ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｆ ｃｏ ｓ ｉｆｕ ｎ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｔ ｎ ｃ ｉ ａ ｉ ｔ ｆｇ ａ ｒ ｎ ｃ ｌ ｄ ｒｂ ｏ ｋ ｒ ｕ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ａ ｔｒ ｎ ｅ ｃｎ ｈ ｕ ｔ ｇ ｍａ ｈ ｎ ｂ ｌ ｙ ｏ ｒ ｙ ｉ ｙ ｉ ｅ ｌｃ ｓｗｅ ｅ ｓ ｍｍａ ｚ ｄ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｃ ｅ ｃ ｌ ｌ ｉ ｉ ｏ ｎ ｉ ｒ ｅ ｎ ｌ ｄｎ ｈ ｍｉ ａ
灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关
灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关要点:1、炭素行业龙头,积极实施战略转型。
公司是我国炭素企业的龙头,是全国唯一的新型炭砖生产基地,产能位居亚洲第一、世界第三,但国内企业产品主要还是集中于普通功率石墨电极和炭砖等传统炭素领域。
为了适应钢铁等行业结构调整的要求并将公司打造成复合型炭素制品研发和生产基地,近年来公司加快了产品结构调整并在核石墨、纳米炭材料、特种石墨、碳纤维、石墨导热片等产品领域取得突破。
2、针状焦项目将进一步完善公司产业链。
由于顶级特殊钢必须使用以优质针状焦生产的超高功率石墨电极冶炼才能得到,而针状焦的生产工艺仅由美国、英国和日本所掌握,所以,长期以来我国针状焦主要依赖进口,不仅成本高昂而且供应不稳定,严重制约了国内超高功率石墨电极的产量。
目前公司自身每年对针状焦的需求已达到近10万吨左右,但进口供应不稳定在很大程度上阻碍了公司产品结构的优化升级。
通过努力,公司已成功研制出了油系针状焦,经中试小批量试制出了符合要求的超高功率石墨电极,现已具备进入规模化生产阶段的基本条件。
公司拟通过非公开发行投资建设10万吨/年油系针状焦项目,项目建成后将满足公司自身的需要,从而进一步完善公司的产业链。
3、特种石墨业务将支撑公司未来业绩增长。
特种石墨被广泛应用于半导体、光伏太阳能、电火花及模具加工、核能、冶金、航天等众多领域,但国内特种石墨的市场供给明显不足。
公司拟通过非公开发行投资建设3万吨/年特种石墨制造与加工项目,预计该项目将于2014年建成投产,由于特种石墨售价为10万元/吨左右,而毛利率更是高达50%-60%,所以3万吨/年特种石墨项目投产后将支撑公司未来业绩增长空间。
4、钢市有望回暖,铁精粉依旧是公司的现金牛业务。
公司铁精粉产能100万吨/年,毛利率一直在50%甚至60%以上,铁精粉业务的收入占比只有30%左右但利润占比却达到50%以上,可以说铁精粉业务是公司的现金牛业务。
尽管全球经济疲软降低了建筑业和制造业对钢铁的需求,但目前钢铁价格已经跌破了很多钢铁企业的成本价,随着铁工基等各项刺激政策的出台,预计2013年钢铁市场有望逐步回暖,铁精粉业务对公司业绩的贡献有望维持稳定。
高强灰铸铁切削加工性能的研究现状及进展
低廉 ， 在 汽车 、 冶 金等行 业 得到广 泛 应用 ｌ Ｉ ＇ ２ ］ 。迄 今为 止， 随着 灰 铸 铁 铸 件 的基 体 强 度 的提 高 ， 许 多 汽 车
的某些工件 （ 如大型载重汽车柴油发动机缸体 、 制 动鼓等 ） 的选用材料仍 以高强灰铁为 主 ， 其市场前 景广阔嘲 。 但是 ， 灰铸铁力学性能的提高导致其切削
Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ专题 究现状及进展
范 哓明 ’ ，谭 聪 ，雷亚会 ’ ，蔡坤 山 ，王修 强 ，李汉 均
（ １ ． 武 汉理 工大 学 ， 湖 北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ０；
２ ． 湖北 三环 铸造 股份 有 限公 司 ， 湖 北 随州 ４ ４ １ ３ ０ ０）
造合金与工艺
中国铸造装备与技术 ３ ／ ２ ０ １ ３● 参 ＦＭ Ｔ
专题 综 述 Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
下降明显 ， 并急剧恶化加工性能㈣。研究表 明， 细小
均 匀 的 Ａ型石 墨 断屑性 能好 ， 刀具 寿命长 。
性 能更好 。
（ ４ ） 微 量元 素含 量 。 炉料 中含有 很 多 影 响其 切 削 性 能 的有 害元 素 ，如 生 铁 中含 有 一定 量 的钒 、 钛 等。 在微量 元 素 中 Ｔ ｉ 被 认 为是对 灰铁 件加 工性 能影 响最大 的有 害元 素 。因此 ，想要 优化 灰铸 铁 的切 削
的最直 接 有效 的方 式 。当铸 铁 中游 离碳 化 物 达 到 ３ ％一 ５ ％时 ， 尽管硬度增加不明显 ， 但其力学性 能却
度灰铸铁 的加工性能改善显著 ， 总体上已能满足汽
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ２ — ７ 稿件编号 ： １ ３ ０ ２ — ２ ０ ６
浅谈灰铸铁切削性能及其影响刀具寿命的若干因素
ｌ 灰 铸 铁 的 组 织 形态 及 用 途
灰 铸 铁 的组 织 是 由片状 石 墨 和金 属 基体 组 成 。 以第 三 阶段 石墨 化 进行 程 度 的不 同 ， 体 组织 可 分 基
பைடு நூலகம்
口， 同时石 墨可 以起 断 屑 作用 和对 刀 具 的润 滑 减 磨
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｒ ａ ｉａｉ ｎ ｆ ｒ ，ｐｅ ｏ ｍａ ｃ ｎ ｅ ｅ ａ ｎ ｕ ｎ ｅ ｆ ｃｏ ｓｏ ｕ ｔ ｇ ｐｅｆ ｒ — ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｏ ｇ ｎ ｚ ｔｏ ｏ ｍ ｆ ｒ ｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｓ ｖ ｒ ｌｉｆ ｅ ｃ ａ ｔ ｒ ｎ ｃ ｔｉ ｒｏ ｍ ｌ ｎ
关键 词 ： 铸铁 ； 灰 硬质 点 ； 石墨 形 态 ； 内应 力 ； 刀具寿 命
中图分 类号 ： Ｇ ０ 文献标 志码 ： 文章 编号 ：６ ３— ３ ７ ２ １ ）４— ０ ５— ４ Ｔ ５６ Ａ １７ ６ ９ （ ０ ０ ０ ０ ６ ０
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｂｏ ｓ ｕ ｓｏ ａ ｕｔＣｕｔｉ ｒ ｏ ｍ ａ ｃ ｆＧ ｒ ｙ Ｃａ ｔｉｏ ｔｎｇ Ｐｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ａ ｓ ｒ ｎ
ｃ ｔｅ ｏ ｔｒ ｄ ｃ ｉｎ． ｕ ｔｒ ｃ ｓ ｅ ｕ ｔ ｏ Ｋｅ ｏ ｄ Ｇｒｙ Ｃａ ｔＩｏ Ｈａ ｄ Ｓ ｏｓ； ａ ｈｉ ｒ ｈ ｌｇ ｙ Ｗ ｒ ｓ： ａ ｓ ｒ ｎ； ｒ ｐ ｔ Ｇｒ ｐ ｔ Ｍｏ ｐ ｏ ｏ ｙ；Ｉ ｔｒ ａ ｔｅ ｓ Ｃｕｔ ｒＬｉ ｅ ｎ ｅ ｎ ｌＳ ｒ ｓ ； ｔ ｆ ｅ ｅ
２１ ０ ０年第 ４期 （ 总第 ｌ８期 ） １
内燃机与动力装置
Ｉｃ Ｅ＆ Ｐｗ ｒｌ ｔ ．． ｏｅ ａ ｐｎ
灰铸铁铣削质量的参数优化
文章编号：1007—6042(2009)10—0001—05灰铸铁铣削质量的参数优化黄朝晖L2陈明1史华杰2(1．上海交通大学机械与动力学院上海200030；2．常林股份有限公司江苏常州213000)摘要i高效切削是先进帝J造技术的重要内涵，灰铸铁是机械制造业中应用最为广泛的重要材料之一。
优化铣削参数可以提高高效切削奈件下的灰铸铁加工表面质量。
关键词：灰铸铁；铣削；回归模型；参教优化中图分类号：TG506．I文献标识码：B高效切削是20世纪新兴发展起来的高新技术之一，与传统切削加工相比，高教切削具有较高的切削速度和切削效率。
高效加工技术基于最新的高效率切削理论，选用先进的刀具材料，优化刀具几何形状，选用高功率、高刚性机床及合适的刀具夹头，采用特殊加工方案等等，尤其是选择高效的切削参数，并根据切削条件合理优化切削参数，将使得加工质量与加工效率大幅度提高，大大降低生产成本。
灰铸铁成本低廉，生产工艺简单，铸造和切削加工性能良好，且具有很高的耐磨减摩性、消振性以及较低的缺口敏感性等，是机械制造业中应用最为广泛的重要材料之一。
据统计，汽车、拖拉机中铸铁零件约占50％一70％；机床中约占60％～90％，常见的灰铸铁零部件为发动机缸体、变速箱体、机床床身、底座等。
这些零部件上有许多平面、槽形需要加工，通常采用铣削工艺完成，因此铣削的材料切除率和加工表面质量始终是灰铸铁加工关注的焦点。
1灰铸铁的切削加工特性灰铸铁是含碳量大于2．1l％的铁碳合金，由于其含碳量过饱和以及硅元素的存在，使得铸铁中的碳多以游离态片状石墨形式存在。
整个铸铁组织由金属基体加游离态石墨片形成，由于石墨的强度与钢相比很低，因此铸铁组织可以看成是充满石墨孔隙的铁碳合金组织。
片状石墨的存在降低了铸铁的塑性和韧性，因此灰铸铁具有脆性和低抗拉强度的特性，是典型的脆一l——性材料。
灰铸铁中片状石墨的石墨腔结构，其尖锐边缘易形成裂纹。
切削时，在刀具剪切力作用下，裂纹沿最小抗力方向发展，导致切屑的崩碎断裂。
ht250灰铸铁硬度标准
ht250灰铸铁硬度标准HT250灰铸铁是一种常用的金属材料，具有较高的强度、韧性和耐磨性等特性，广泛应用于机械、汽车、航空等领域。
以下是HT250灰铸铁的硬度标准，包括化学成分、抗拉强度、冲击韧性、硬度范围、热处理特性、耐磨性、耐腐蚀性、铸造性能和切削加工性等方面。
1.化学成分HT250灰铸铁的化学成分通常包括碳、硅、锰、磷和硫等元素。
其中，碳是影响铸铁硬度的重要元素之一，硅和锰可以促进珠光体的形成，提高铸铁的强度和硬度。
磷和硫则是有害元素，应尽可能降低其含量。
2.抗拉强度HT250灰铸铁的抗拉强度通常在250-350MPa之间，具有较高的拉伸性能。
在铸铁中，抗拉强度主要取决于基体组织和珠光体数量。
通过调整化学成分和热处理工艺，可以改变铸铁的抗拉强度。
3.冲击韧性HT250灰铸铁的冲击韧性通常在15-40J/cm²之间，具有较好的冲击抗力。
在铸铁中，冲击韧性主要取决于基体组织和晶粒大小。
通过调整化学成分和热处理工艺，可以改善铸铁的冲击韧性。
4.硬度范围HT250灰铸铁的硬度范围通常在HB130-220之间，硬度值取决于基体组织和珠光体数量。
通过调整化学成分和热处理工艺，可以改变铸铁的硬度值。
5.热处理特性HT250灰铸铁可以通过热处理进行强化和改善冲击韧性。
常用的热处理工艺包括去应力退火、时效处理和淬火等。
通过合理的热处理工艺，可以改善铸铁的性能和硬度。
6.耐磨性HT250灰铸铁具有良好的耐磨性，其耐磨性能与基体组织和硬质相的含量有关。
在耐磨性方面，HT250灰铸铁通常优于其他金属材料。
通过调整化学成分和热处理工艺，可以改善铸铁的耐磨性能。
7.耐腐蚀性HT250灰铸铁的耐腐蚀性相对较好，但在某些腐蚀介质中仍可能发生腐蚀。
耐腐蚀性能主要取决于铸铁的化学成分和表面处理。
通过调整化学成分和采用适当的表面处理技术，可以提高铸铁的耐腐蚀性能。
8.铸造性能HT250灰铸铁具有良好的铸造性能，包括流动性好、收缩率小、无砂性等优点。
影响缸体用灰铸铁加工性能的因素
影响缸体用灰铸铁加工性能的因素近年来，随着中外技术合作的加强，在许多中外合资厂中都出现了缸体灰铸铁件的力学性能，金相组织与国外的铸件相当，都符合要求，但加工时刀具磨损要比进口灰铸件严重的多的现象。
这严重影响了缸体铸件的国产化。
如某一铸造二厂在对自己生产的捷达车发动机缸体铸件进行加工时发现，在相同的刀具和加工工艺的条件下，其刀具磨损是国外同类铸件刀具磨损的10倍。
铸件的加工性能可以从切削力，刀具磨损和表面光洁度等方面考虑。
影响灰铸铁件加工性能的因素是多方面的，石墨的形态和含量，合金元素，微量元素和铸造工艺等都对灰铸铁件加工性能有很大影响。
1 、碳元素对灰铁加工性能的影响灰铸铁件的理想组织为：均匀分布，中等大小的A型石墨；均匀分布中等或中细的珠光体基体；尽可能少的夹杂物颗粒；尽可能少的游离分布的渗碳体和磷共晶；材质纯净。
首先石墨的形态，数量及分布形式对灰铸铁件的加工性能有很大的影响。
石墨既是灰铸铁中的软相，又对加工刀具有润滑作用并且石墨的量多时有利于裂纹的扩展和切屑的断裂。
因此，石墨量多有助于改善灰铸铁的加工性能，即在保证牌号的条件下，提高石墨含量是促成灰铸铁加工性能提高最直接最有效方式。
缸体的碳当量高，石墨量多，这也是进口缸体比国产缸体加工性能好的原因之一。
石墨在铸件中以石墨和碳化物两种形式存在，碳的存在形式也影响加工性能。
当铸铁中含有3%---5%的游离碳化物时，尽管硬度增加不明显，但其力学性能却明显下降，加工性能也急剧恶化。
碳与强碳化物形成元素形成的碳化物特别是灰铸铁中的TIC，WC等硬质点硬度可达到1000HV 以上，铸铁中这些硬质点，可极大的恶化灰铸铁的加工性能。
2 、合金元素对缸体用灰铁件加工性能的影响一般说来，合金元素大多都提高灰铸铁件的硬度对提高加工性能是不利的。
而有些合金元素如锡，可均匀灰铸铁的基体组织，促进石墨析出，细化石墨，改善灰铸铁的加工性能。
研究发现，Cu，CR是常用的且对灰铸铁加工性能影响较大的元素。
HT250灰铸铁
HT250灰铸铁HT250灰铸铁灰铸铁性能分析材料名称：灰铸铁牌号：HT250标准：GB 9439-88●特性及适用范围：为珠光体类型的灰铸铁。
其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优，需进行人工时效处理。
可用于要求高强度和一定耐蚀能力的泵壳、容器、塔器、法兰、填料箱本体及压盖、碳化塔、硝化塔等；还可制作机床床身、立柱、气缸、齿轮以及需经表面淬火的零件●化学成份：碳C ：3.16～3.30硅Si：1.79～1.93锰Mn：0.89～1.04硫S ：0.094～0.125磷P ：0.120～0.170●力学性能：抗拉强度σb (MPa)：250硬度：(RH=1时)209HB试样尺寸：试棒直径：30mm●热处理规范及金相组织：热处理规范：（由供方定，以下为某试样的热处理规范，供参考）铸态金相组织：片状石墨＋珠光体生产HT200 HT250 灰铸铁，灰铸铁性能用途及。
铸铁可分为①灰口铸铁。
含碳量较高（2.7％～4.0％），碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。
熔点低（1145～1250℃），凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。
用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。
②白口铸铁。
碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。
凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。
硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。
多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。
③可锻铸铁。
由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧铁。
其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和韧性。
用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。
④球墨铸铁。
将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，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。
⑤蠕墨铸铁。
将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。
力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。
用于制造汽车的零部件。
金属材料与热处理 模块八 课题二 灰口铸铁
思与练习
1.灰铸铁与钢相比，其组织和性能有何特点？经过孕育处理后的灰铸铁性能有何 变化？ 2.灰铸铁有哪些优越性？ 3.生产中是采用什么方法来改善灰铸铁的力学性能的？ 4.试分析制造齿轮箱所采用的材料和热处理方法 5.在机械加工车间加工一批灰铸铁件时，发现在铸件的薄壁处加工不动。试分析 其原因，并提出解决办法。 6．解释灰铸铁牌号HT250的含义。
HT200 或HT250这种灰铸铁材料强度较高，刚度很好，不易产生形变，这是 高精度机床最主要的性能要求；笨重的铸铁材料及其高含量的石墨可以起到减震 的作用。另外，超大尺寸和复杂外形的零件，选择灰铸铁制造，造价低，加工更 容易。由于床身尺寸大、形状复杂，在冷却过程中会产生较大的内应力。为防止 铸件变形或开裂，应采用去应力退火的热处理方法消除其内应力。
机车床床身
案例分析
•由于床身用于支撑机床上的全部零件，主要承受较大的压应力。 机床在工作时转速很高，产生震动，所以要求床身应具有足够的强 度、刚度（不易变形，提高加工精度）和良好的减震性。另外，床 身的尺寸较大，形状复杂，还要求加工容易，造价低等。选择什么 材料能满足其要求呢？
必备知识
灰铸铁通常是指断口呈灰色，其中的碳主要以片状石墨形式存在的铸铁。在 铸铁的总生产量中，灰铸铁件占８０％以上。 一、灰口铸铁的成分和组织
因为化学成分将影响铸铁的石墨化程度，所以灰铸铁的成分应在一定的范围内， 一般为：WC为2.7%～3.6% 、WSi为1.0%～2.2％、 WS<０.１5％、 Wp <０.3 ％。其中碳、硅、锰是调节组织的元素，磷是控制使用的元素，硫是限制使用的 元素。
其组织是由钢的基体和在基体上分布的片状石墨组成。由于石墨化程度不同， 基体组织中的含碳量也不同；石墨化越充分，则基体中的含碳量也越低，这样便 形成了三种不同的基体组织的灰铸铁，即铁素体灰铸铁（Ｆ＋片状Ｇ）、珠光 体—铁素体灰铸铁（Ｐ＋Ｆ＋片状Ｇ）和珠光体灰铸铁（Ｐ＋片状Ｇ）。它们的 显微组织如图８—8所示。
ht250灰铸铁热处理工艺
ht250灰铸铁热处理工艺HT250灰铸铁是一种常用的铸铁材料，具有良好的机械性能和耐磨性能，广泛应用于各个行业。
热处理是提高HT250灰铸铁性能的重要工艺之一。
本文将介绍HT250灰铸铁的热处理工艺，并探讨其对材料性能的影响。
一、HT250灰铸铁的特性HT250灰铸铁是一种含碳量较高的铸铁材料，碳含量一般在2.9%~3.5%之间。
它具有较高的强度、硬度和耐磨性，同时具有较好的铸造性能和切削加工性能。
在使用过程中，HT250灰铸铁还能够保持较好的尺寸稳定性和耐久性。
二、HT250灰铸铁的热处理工艺热处理是通过对材料进行加热、保温和冷却等过程，改变其组织结构和性能的工艺。
对于HT250灰铸铁，常用的热处理工艺包括退火、正火和淬火等。
1. 退火工艺退火是将材料加热到一定温度，保温一段时间后，缓慢冷却至室温的过程。
退火可以消除材料内部的应力，改善其塑性和韧性。
对于HT250灰铸铁，常用的退火工艺是将材料加热到800~900℃，保温1~2小时后，以每小时50℃的速度冷却至400℃以下。
通过退火处理，可以使HT250灰铸铁的组织变得均匀细密，提高其韧性和抗冲击性能。
2. 正火工艺正火是将材料加热到一定温度，保温一段时间后，通过适当速度的冷却使材料产生一定的组织转变。
对于HT250灰铸铁，常用的正火工艺是将材料加热到900~950℃，保温1~2小时后，以适当速度冷却至室温。
正火处理可以提高HT250灰铸铁的硬度和强度，但会降低其韧性。
3. 淬火工艺淬火是将材料加热到一定温度，保温一段时间后，迅速冷却至室温的过程。
对于HT250灰铸铁，常用的淬火工艺是将材料加热到900~950℃，保温1~2小时后，以水或油介质进行迅速冷却。
淬火处理可以使HT250灰铸铁产生马氏体组织，从而提高其硬度和强度，但会降低其韧性。
三、热处理对HT250灰铸铁性能的影响热处理可以改变HT250灰铸铁的组织结构，从而影响其性能。
退火处理可以使HT250灰铸铁的组织细化，提高其韧性和抗冲击性能；正火处理可以提高HT250灰铸铁的硬度和强度，但会降低其韧性；淬火处理可以进一步提高HT250灰铸铁的硬度和强度，但对韧性的影响更大。
灰铸铁的特性
1.灰铸铁具有良好的铸造和切削加工性，其熔炼比较方便，与铸钢相比，融化温度较低，熔炼设备和熔炼工艺都都比较简单，在铸造性能方面，灰铸铁液的流动性良好，铸件不易开裂，所以划线平板都用灰铸铁。
2.灰铸铁的取材方便，而且费用较低，一般是铸钢的0.6-0.7.因此，对于划线平台这样要求不太高的铸件，灰铸铁是首选材料，我国已经制订了灰铸铁件标准，其排号和力学性能可参见GB9439-1988。
3.灰铸铁具有良好的导热性能，用灰铸铁制作内燃机上的汽缸体，汽缸盖时，可迅速到处大量的热量，这中良好的导热性低于在高温下工作的机电设备是很重要的。
4.灰铸铁中具有片状石墨，在基体上起到切口的作用，因而使得灰铸铁作为结构金属材料不具有切口敏感性。
5.灰铸铁具有良好的减震性，用灰铸铁制作机电设备上的底座或机架等零件，比如测功器铸铁平台。
既能有效的吸收机器振动的能量，从而起到阻尼的作用，这也是灰铸铁一项很重要的性能。
6.灰铸铁具有良好的润滑性能，用灰铸铁制作机电设备上经受滑动摩擦的零件时，具有良好的减磨性能。
在有水分存在的情况下，石墨是很好的润滑剂，而一旦石墨从基体上脱落时所留下的空间又便于存住润滑油，这也是灰铸铁作为良好耐磨材料的重要条件之一。
7.灰铸铁在同一应力下反复加载时，具有加载次数增加，应变曲线弯曲程度明显减小，卸载后残留塑性变形也减少的特性。
划线平台就是利用这种特性，可通过过精加工前一定次数的预加载，获得高的铸件稳定性。
8.灰铸铁的塑性和韧性虽然都很低，但是仍具又有一定的强度，而且抗拉强度也很强，。
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。
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高强灰铸铁切削加工性能的研究
高强灰铸铁是一种常用的工程材料，具有良好的机械性能和耐磨耐蚀性，被广泛应用于汽车、机械制造等行业。
由于其具有高硬度和高强度的特点，使得其切削加工性能相对较差，给刀具选择和切削过程带来很大挑战。
对高强灰铸铁的切削加工性能进行研究具有重要的意义。
高强灰铸铁的力学性能对切削加工有直接影响。
高强灰铸铁具有较高的硬度和强度，使得其难以被加工。
研究高强灰铸铁在不同切削条件下的力学性能变化规律，有助于选择合适的切削参数，提高切削效率。
切削润滑剂在高强灰铸铁的切削加工过程中起到润滑、降温、减小磨损等作用。
研究切削润滑剂对高强灰铸铁切削加工性能的影响，有助于优化切削过程，提高切削质量。
切削刃具的几何特征对切削加工性能也有重要影响。
合理的刀具结构和刃磨方式可以降低切削力、减小切削区域温度，并提高切削质量。
研究高强灰铸铁的切削刃具几何特征对切削加工性能的影响，有助于优化刀具设计，提高切削效率和质量。
高强灰铸铁切削加工性能的研究具有重要的意义。
通过对高强灰铸铁材料的力学性能分析、切削工具选择、切削润滑剂影响和刀具几何特征等方面的研究，可以有效地优化切削加工过程，提高切削质量和效率。
这对于广泛应用于工程实践中的高强灰铸铁材料具有重要的指导意义。