4.铸铁的分类
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如曲轴、传动 齿轮等。
铸铁曲轴
（四）蠕墨铸铁
蠕墨铸铁是20世纪60年代 发展起来的一种新型铸铁. 蠕墨铸铁是液态铁水经蠕 化处理和孕育处理得到的. 蠕化剂为稀土硅铁镁合金、 稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等。
蠕墨铸铁中的石墨
蠕墨铸铁的组织： 基体（F、F+P、P）+ 蠕虫状G
蠕墨铸铁的 显微组织
火、淬火加
回火、等温
淬火等。
贝 氏 体 基 球 墨 铸 铁 组织
制 品 轧 辊 与 辊 环
( )
球墨铸铁的热处理特点是： ① 奥氏体化温度比碳钢高，由于硅含量高; ② 淬透性比碳钢高; ③ 奥氏体中碳含量可控。
3、用途 承受震动、载
核燃料贮存运输 容器(QT350-22)
荷大的零件，
球墨铸铁
将铁水经过球化退火后而制成，强度、塑性提高 组织：铁素体、铁素体+珠光体、珠光体、回火索氏体／ 贝氏体（调制或等温淬火） 应用：可制造负荷较大、受力较复杂的零件，可代替钢制 造某些重要零件如柴油机曲杆、连杆、齿轮、机床主轴 牌号：QT+两组数字例：QT700（最低抗拉强度值）-2 （断后伸长率为2％） 熔炼工艺、锻造工艺要求高
表 5-1 铸铁的分类与牌号表示方法
铸铁 石墨 基体 名称 形态 组织
编号方法
牌号实例
灰 铸 片 状 铁 可 团 锻 絮 铸 状 铁
HT + 一组数字 HT100 F+P 数字表示最低抗拉强度值， HT150 单位MPa。 P HT200 “HT”表示灰铸铁代号。 KTH + F KTH、KTB、KTZ KTH300两组数字 分别为黑心、白心、 06 珠光体可锻铸铁代号； 表F KTB + KTB350第一组数字表示最低 心P 两组数字 04 F P
灰铸铁的组织是由液态铁水缓
慢冷却时通过石墨化过程形成
的，其基体组织有铁素体、珠
光体和铁素体加珠光体三种。
灰铸铁齿轮箱
灰铸 铁的
显微
组织
石 墨 片 的 三 维 形 貌
铁 素 体 灰 铸 铁
珠 光 体 灰 铸 铁
铁 素 体 加 珠 光 体 灰 铸 铁
常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片
硅铁
状石墨。
前言
铸铁是含碳量大于2.11%并含有较
多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁
基合金。
铸铁具有许多优良的性能及生产简 便、成本低廉等优点，因而是应用 最广泛的材料之一。
铸铁的分类及牌号
一、箱体类零件材料选择 1、箱体类工作条件 主要承受压应力，也承受 一定的弯曲应力和冲击力 2、箱体力学性能要求及选材 足够刚度、强度和良好的减震性 选用灰铸铁HT200 加工路线：铸造毛坯→去应力退火→划线→机械加工
2、灰口铸铁 碳全部或大部以石墨，断口呈暗 灰色，应用最广泛 3、麻口铸铁 碳一部分以石墨形式存在，另 一部分以渗碳体形式存在，断口呈相间的麻点， 很少使用。 根据石墨形态不同分为4种 1、灰铸铁 2、球墨铸铁 3、蠕墨铸铁 4、可锻铸铁
铸铁的石墨化 概念：铸铁结晶过程中石墨的形成过程 1、化学成分 C促进石墨化， Si强烈促 进，S阻碍石墨化， Mn与S生成Mn S减弱S 的阻碍性，所以Mn间接起到促进石墨化作 用 2、冷却速度 铸铁冷却速度越慢，越有 利于石墨化的进行
铸铁的特点及应用
一 . 铸铁的分类
（1） 按石墨化程度分类： 灰口铸铁 白口铸铁 （2） 按石墨形态分类 灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁
二.不同始末形态铸铁的特性及用途
（一） 灰铸铁
灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约
占铸铁总产量的80%以上。
Fra Baidu bibliotek
1、组织
灰铸铁
1、灰铸铁的组织与性能 灰铸铁与钢相比，力学性能较低，但具有一定优 良性能：灰铸铁铸造性能良好、减磨性好，减震 性好，切削加工性能良好、缺口敏感性较低，灰 铸铁强度塑性很低、抗拉强度与硬度与钢接近。 基本组织铁素体、铁素体+珠光体、珠光体3种
灰铸铁的牌号及用途 牌号：HT+一组数字例：HT150，HT200 应用：主要制造支架、底座、箱体、床身、 工作台、汽缸体 热处理：消除内应力退火，消除铸件白口 组织，改善切削加工性的退火，表面淬火。
可锻铸铁管件
（三） 球墨铸铁
石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到. 1、组织：基体（F、F+P、P）+ 球状G 球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。 球化剂为镁、稀土和稀土镁。
硅铁
稀土镁
为避免白口，并使石墨细小均
匀，在球化处理同时还进行孕
育处理。
硅 钙
常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。
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)
大型船用柴油机汽缸体(HT-300)
（二） 可锻铸铁
石墨呈团絮状的灰口
铸铁，是由白口铸铁
经石墨化退火获得的。
1、组织：
基体(F、P)＋团絮状G
球墨铸铁的显微组织
铁 素 体 球 墨 铸 铁 珠 光 体 球 墨 铸 铁
铁 素 体 加 珠 光 体 球 墨 铸 铁
球 墨 铸 铁 中 的 石 墨 球
2、性能与热处理
强度是碳钢的70~90%。球墨铸铁的突出特点是屈强 比(0.2 /b)高, 约为0.7~0.8, 而钢一般只有0.3~0.5。 球墨铸铁 可进行各 种热处理, 如退火、正
例如，机床床 身、内燃机的 汽缸体、缸套、 内 燃 机 汽 缸 柴 油 机 缸 套
活塞环及轴瓦、
曲轴等都可用 铸铁制造.
铸铁曲轴
3、铸铁的性能特点
⑴ 力学性能低。由于
石墨相当于钢基体中
的裂纹或空洞，破坏
了基体的连续性，且
易导致应力集中。
铸铁与铸钢的强度比较
⑵ 耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。
⑶ 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。
⑷ 铸造性能好。由于铸铁硅含量高, 成分接近于共晶.
⑸ 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。
铸铁的概述
铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金。工业 常用铸铁，含碳量2.5％-4％，含有Si、Mn、 S、P等元素 铸铁的分类：根据碳存在形式不同分为3类 1、白口铸铁 碳主要以渗碳体形式存在， 断口呈银白色，既硬又脆一般不直接加工 制件
常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。 经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。
硅钙
孕育处理前
孕育处理后
2、热处理
热处理只改变基体组织，不改变石 墨形态。 灰铸铁强度只有碳钢的30~50%， 热处理强化效果不大。 灰铸铁常用的热处理有： ① 消除内应力退火(又称人工时效) ② 消除白口组织退火 ③ 表面淬火
活 塞 环
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，%
表 5-1 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 QT400-15 QT600-3 QT700-2 RuT260 RuT300 RuT420
压泵的泵体等。
玻璃模具
制动鼓
可锻铸铁石墨化退火工艺曲线
铁素体基体可锻铸铁又称黑心可锻铸铁。
2、性能：强度为碳钢的４0~７0%，接近于铸钢。
名为可锻，实不可锻
可锻铸铁的显微 组织
珠光体可锻铸铁
黑心可锻铸铁
可锻铸铁的石墨化退火
3、用途
用于制造形状复杂且承受振 动载荷的薄壁小型件，如汽 车、拖拉机的前后轮壳、管 接头、低压阀门等。
珠光体基体
铁素体基体
蠕墨铸铁中的石墨
蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁， 其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。
灰铸铁 蠕墨铸铁 球墨铸铁
球 墨 铸 铁
灰 铸 铁
蠕 墨 铸 铁
灰铸铁
蠕墨铸铁
球墨铸铁
蠕墨铸铁常用于制造承受热循环载荷的零件和结构 复杂、强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、 柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐
蠕墨铸铁
是新型铸铁，石墨以蠕虫状存在 牌号： RuT +一组数字（最低抗拉强度） 例： RuT 420
合金铸铁
概念：
为满足不同要求，通过加入各种不同合金元素形 成的具有特殊性能的铸铁
加入Cu、Si、Mn、Mo、P、Ti、V、Cr等元素— —耐磨铸铁； 加入Si、Al、 Cr等元素使铸铁表面形成氧化膜， 防止高温氧化的耐热铸铁； 加入Si、 Al、 Cr、Ni、 Cu等元素的耐蚀铸铁
可锻铸铁
石墨成团絮状，比灰铸铁强度高、塑性和韧性好，但不可 锻 生产过程：先铸造白口铸铁，接着进行长时间的石墨化退 火 牌号：KTH（黑心可锻铸铁）／KTZ（珠光体可锻铸铁） +两组数字例：KTH300（最低抗拉强度）-06（最低断后 伸长率） 应用：制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁及中小型零件， 可铸造数十克或壁厚在2mm以下的铸件。黑心可锻铸铁 可制造水管弯头、三通管件、低压阀门、扳手、农具、汽 车后桥壳、轮壳等，珠光体可锻铸件制造耐磨零件，曲柄、 连杆、齿轮等。
铸铁曲轴
（四）蠕墨铸铁
蠕墨铸铁是20世纪60年代 发展起来的一种新型铸铁. 蠕墨铸铁是液态铁水经蠕 化处理和孕育处理得到的. 蠕化剂为稀土硅铁镁合金、 稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等。
蠕墨铸铁中的石墨
蠕墨铸铁的组织： 基体（F、F+P、P）+ 蠕虫状G
蠕墨铸铁的 显微组织
火、淬火加
回火、等温
淬火等。
贝 氏 体 基 球 墨 铸 铁 组织
制 品 轧 辊 与 辊 环
( )
球墨铸铁的热处理特点是： ① 奥氏体化温度比碳钢高，由于硅含量高; ② 淬透性比碳钢高; ③ 奥氏体中碳含量可控。
3、用途 承受震动、载
核燃料贮存运输 容器(QT350-22)
荷大的零件，
球墨铸铁
将铁水经过球化退火后而制成，强度、塑性提高 组织：铁素体、铁素体+珠光体、珠光体、回火索氏体／ 贝氏体（调制或等温淬火） 应用：可制造负荷较大、受力较复杂的零件，可代替钢制 造某些重要零件如柴油机曲杆、连杆、齿轮、机床主轴 牌号：QT+两组数字例：QT700（最低抗拉强度值）-2 （断后伸长率为2％） 熔炼工艺、锻造工艺要求高
表 5-1 铸铁的分类与牌号表示方法
铸铁 石墨 基体 名称 形态 组织
编号方法
牌号实例
灰 铸 片 状 铁 可 团 锻 絮 铸 状 铁
HT + 一组数字 HT100 F+P 数字表示最低抗拉强度值， HT150 单位MPa。 P HT200 “HT”表示灰铸铁代号。 KTH + F KTH、KTB、KTZ KTH300两组数字 分别为黑心、白心、 06 珠光体可锻铸铁代号； 表F KTB + KTB350第一组数字表示最低 心P 两组数字 04 F P
灰铸铁的组织是由液态铁水缓
慢冷却时通过石墨化过程形成
的，其基体组织有铁素体、珠
光体和铁素体加珠光体三种。
灰铸铁齿轮箱
灰铸 铁的
显微
组织
石 墨 片 的 三 维 形 貌
铁 素 体 灰 铸 铁
珠 光 体 灰 铸 铁
铁 素 体 加 珠 光 体 灰 铸 铁
常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片
硅铁
状石墨。
前言
铸铁是含碳量大于2.11%并含有较
多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁
基合金。
铸铁具有许多优良的性能及生产简 便、成本低廉等优点，因而是应用 最广泛的材料之一。
铸铁的分类及牌号
一、箱体类零件材料选择 1、箱体类工作条件 主要承受压应力，也承受 一定的弯曲应力和冲击力 2、箱体力学性能要求及选材 足够刚度、强度和良好的减震性 选用灰铸铁HT200 加工路线：铸造毛坯→去应力退火→划线→机械加工
2、灰口铸铁 碳全部或大部以石墨，断口呈暗 灰色，应用最广泛 3、麻口铸铁 碳一部分以石墨形式存在，另 一部分以渗碳体形式存在，断口呈相间的麻点， 很少使用。 根据石墨形态不同分为4种 1、灰铸铁 2、球墨铸铁 3、蠕墨铸铁 4、可锻铸铁
铸铁的石墨化 概念：铸铁结晶过程中石墨的形成过程 1、化学成分 C促进石墨化， Si强烈促 进，S阻碍石墨化， Mn与S生成Mn S减弱S 的阻碍性，所以Mn间接起到促进石墨化作 用 2、冷却速度 铸铁冷却速度越慢，越有 利于石墨化的进行
铸铁的特点及应用
一 . 铸铁的分类
（1） 按石墨化程度分类： 灰口铸铁 白口铸铁 （2） 按石墨形态分类 灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁
二.不同始末形态铸铁的特性及用途
（一） 灰铸铁
灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约
占铸铁总产量的80%以上。
Fra Baidu bibliotek
1、组织
灰铸铁
1、灰铸铁的组织与性能 灰铸铁与钢相比，力学性能较低，但具有一定优 良性能：灰铸铁铸造性能良好、减磨性好，减震 性好，切削加工性能良好、缺口敏感性较低，灰 铸铁强度塑性很低、抗拉强度与硬度与钢接近。 基本组织铁素体、铁素体+珠光体、珠光体3种
灰铸铁的牌号及用途 牌号：HT+一组数字例：HT150，HT200 应用：主要制造支架、底座、箱体、床身、 工作台、汽缸体 热处理：消除内应力退火，消除铸件白口 组织，改善切削加工性的退火，表面淬火。
可锻铸铁管件
（三） 球墨铸铁
石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到. 1、组织：基体（F、F+P、P）+ 球状G 球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。 球化剂为镁、稀土和稀土镁。
硅铁
稀土镁
为避免白口，并使石墨细小均
匀，在球化处理同时还进行孕
育处理。
硅 钙
常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。
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)
大型船用柴油机汽缸体(HT-300)
（二） 可锻铸铁
石墨呈团絮状的灰口
铸铁，是由白口铸铁
经石墨化退火获得的。
1、组织：
基体(F、P)＋团絮状G
球墨铸铁的显微组织
铁 素 体 球 墨 铸 铁 珠 光 体 球 墨 铸 铁
铁 素 体 加 珠 光 体 球 墨 铸 铁
球 墨 铸 铁 中 的 石 墨 球
2、性能与热处理
强度是碳钢的70~90%。球墨铸铁的突出特点是屈强 比(0.2 /b)高, 约为0.7~0.8, 而钢一般只有0.3~0.5。 球墨铸铁 可进行各 种热处理, 如退火、正
例如，机床床 身、内燃机的 汽缸体、缸套、 内 燃 机 汽 缸 柴 油 机 缸 套
活塞环及轴瓦、
曲轴等都可用 铸铁制造.
铸铁曲轴
3、铸铁的性能特点
⑴ 力学性能低。由于
石墨相当于钢基体中
的裂纹或空洞，破坏
了基体的连续性，且
易导致应力集中。
铸铁与铸钢的强度比较
⑵ 耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。
⑶ 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。
⑷ 铸造性能好。由于铸铁硅含量高, 成分接近于共晶.
⑸ 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。
铸铁的概述
铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金。工业 常用铸铁，含碳量2.5％-4％，含有Si、Mn、 S、P等元素 铸铁的分类：根据碳存在形式不同分为3类 1、白口铸铁 碳主要以渗碳体形式存在， 断口呈银白色，既硬又脆一般不直接加工 制件
常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。 经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。
硅钙
孕育处理前
孕育处理后
2、热处理
热处理只改变基体组织，不改变石 墨形态。 灰铸铁强度只有碳钢的30~50%， 热处理强化效果不大。 灰铸铁常用的热处理有： ① 消除内应力退火(又称人工时效) ② 消除白口组织退火 ③ 表面淬火
活 塞 环
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，%
表 5-1 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 QT400-15 QT600-3 QT700-2 RuT260 RuT300 RuT420
压泵的泵体等。
玻璃模具
制动鼓
可锻铸铁石墨化退火工艺曲线
铁素体基体可锻铸铁又称黑心可锻铸铁。
2、性能：强度为碳钢的４0~７0%，接近于铸钢。
名为可锻，实不可锻
可锻铸铁的显微 组织
珠光体可锻铸铁
黑心可锻铸铁
可锻铸铁的石墨化退火
3、用途
用于制造形状复杂且承受振 动载荷的薄壁小型件，如汽 车、拖拉机的前后轮壳、管 接头、低压阀门等。
珠光体基体
铁素体基体
蠕墨铸铁中的石墨
蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁， 其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。
灰铸铁 蠕墨铸铁 球墨铸铁
球 墨 铸 铁
灰 铸 铁
蠕 墨 铸 铁
灰铸铁
蠕墨铸铁
球墨铸铁
蠕墨铸铁常用于制造承受热循环载荷的零件和结构 复杂、强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、 柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐
蠕墨铸铁
是新型铸铁，石墨以蠕虫状存在 牌号： RuT +一组数字（最低抗拉强度） 例： RuT 420
合金铸铁
概念：
为满足不同要求，通过加入各种不同合金元素形 成的具有特殊性能的铸铁
加入Cu、Si、Mn、Mo、P、Ti、V、Cr等元素— —耐磨铸铁； 加入Si、Al、 Cr等元素使铸铁表面形成氧化膜， 防止高温氧化的耐热铸铁； 加入Si、 Al、 Cr、Ni、 Cu等元素的耐蚀铸铁
可锻铸铁
石墨成团絮状，比灰铸铁强度高、塑性和韧性好，但不可 锻 生产过程：先铸造白口铸铁，接着进行长时间的石墨化退 火 牌号：KTH（黑心可锻铸铁）／KTZ（珠光体可锻铸铁） +两组数字例：KTH300（最低抗拉强度）-06（最低断后 伸长率） 应用：制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁及中小型零件， 可铸造数十克或壁厚在2mm以下的铸件。黑心可锻铸铁 可制造水管弯头、三通管件、低压阀门、扳手、农具、汽 车后桥壳、轮壳等，珠光体可锻铸件制造耐磨零件，曲柄、 连杆、齿轮等。