灰铁铸造专业知识——总结版
灰铁铸造专业知识——总结版
HT250珠光体含量应大于95%。
经销商的要求是多少？你们的珠光体含量是多少？珠光体含量达不到要求的原因有很多情况，考虑你们的原因主要是碳、硅含量较高。
(此条信息共被浏览93 次)工业上常用铸铁的成分范围：2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si，0.5~1.4%Mn，0.01~0.20%S。
除此之外，还含有Cr，Mo，V，Cu，Al等元素。
灰口铁铸造的组织特点是具有片状的石墨，其基体组织分为三种类型：铁素体、珠光体、铁素体+珠光体。
通常，C和Si能有效地促进石墨化的元素。
为了保证铸铁在浇铸能够得到灰口，且不至于得到过多和粗大的石墨片，通常将铸铁的成分控制在2.5~4.0%C及1~2.5%Si。
铸铁中Al、Cu、Ni、Co等元素也会促进石墨化。
S、Mn、Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素则阻止石墨化。
S不仅强烈的阻止石墨化，还可以降低铸铁的机械性能和流动性。
一般控制在0.1~0.15%以下。
Mn虽然可以阻止石墨化，但是他可以与S生成MnS，其含量0.5~1.4%。
最常用的孕育剂为硅铁和硅钙合金，加入量一般为铁水总重的0.4%左右。
经孕育处理后的铸铁，不仅其强度有很大提高，而且塑形和韧性也有所提高。
口铁可以看作是钢的基体与片状石墨的夹杂。
因此石墨片越少，越细，越均匀，铸铁的机械性能越高。
铸铁中石墨片的含量与含C和Si量有关，尤其是C。
但含C和Si量低会增加铸铁的白口倾向，形成白口或麻口组织。
为了提高铸铁机械性能，可采取“孕育处理”即浇铸前在铁水里加少量“孕育剂”。
这样在铸铁的凝固过程中产生大量人工晶核，以促进石墨的形核和结晶。
不仅可以防止白口，而且还可以使石墨片的结晶显著细化。
在铁液中，锰与硫化合形成MnS，随着锰量增加，与锰结合的硫量就大，使铁液中的自由硫含量降低，抑制了硫的有利作用，石墨长度增加，端部钝化效果变差，导致铸铁性能下降。
另外，形成的大量MnS夹杂物，一部分形成石墨核心，另一部分则会发生聚集，形成局部密集的MnS排列，消弱了基体的强度。
铸铁熔炼基本知识
铸铁熔炼基本知识（内容）、熔解的目的获得一定成分和一定温度的铁水、球铁和灰铁的主要性能特点及原因1.灰铁的性能特点及原因a）强度的性能差•石墨的缩减作用一一灰铸铁组织中存在大量的石墨，石墨强度很低可近似认为无强度，这就使得材料的实际承载面积总比材料的实际面积要小•石墨的缺口（切割）作用——灰铸铁组织中的石墨大多以片状形式存在，在石墨片的确良尖端有应力集中现象易导致基体过载失效b）硬度不稳定因受石墨的影响大硬度稳定性差c）缺口敏感性低灰铸铁组织中存在大量的石墨，石墨的缩减作用与石墨的缺口作用使得灰铸铁缺口敏感性低，石墨片越粗大缺口敏感性越低d）良好的减震性一一大量的石墨阻止了振动的传播，将能量转化为热能而散发e）良好的减摩性•石墨本身具有润滑作用•石墨脱落处可存储润滑油以保证油膜完整从而提高润滑效2．球铁的性能特点1)强度和硬度高2)具有一定的韧性3)优良的屈/强比4)较低的缺口敏感性原因：石墨呈球状对基体割裂作用弱，基体连续3．球铁灰铁性能差异的根本原因球铁灰铁性能差异的根本原因在于石墨形状的不同。
三、影响铸件性能的主要因素1．常见合金元素对铸件性能的影响1)C、S i(CE)的影响•碳当w(CE)%=w(C)%+w(Si+P)%/3•对球铁的影响•CE值过高会产生石墨漂浮现象，使夹杂物增多铸铁性能下降;CE值过低易产生缩松裂纹等缺陷，CE值在4.6—4.7%左右时易形成组织致密的铸件(实际生产球铁时,如对性能成分无特殊要求,则原汤调质目标为C——3.85%Si——1085%,球化处理后的成分约为C——3.65%Si——2.80%,w(C)%=w(C)%+w(Si+P)%/3=3.65%+2.08%+0.06%/3=4.60%.成分的选取恰恰有利于得到致密铸件) •Si可减小铁水的白口倾向,可细化石墨,提高石墨的圆整度:但Si过高会降低铸件的韧性,提高脆性转变温度,因而在寒冷地区使用的铸件或有高韧性要求的铸件一般Si%〈2.80%。
铸造工基本知识和技能要求
铸造工基本知识和技能要求*铸铁：含碳量大于2.11%，其中包括普通灰铸铁、高强度（或称孕育）铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、耐磨铸铁、耐热铸铁、冷硬铸铁、合金白口铸铁等。
*铸钢：含碳量小于2.11%，有碳素铸钢、合金铸钢等，*铸造有色合金，以铜或铝、锌等为主体的铸造合金属于有色金属。
*灰铸铁的牌号有HT150、HT200、HT250、HT300、HT350等，我公司主要生产HT250、HT300。
*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，有时少量为团絮状的铸铁，其常用牌号为：QT400-18、QT400-15、QT500-7、QT600-3、QT700-2等。
*常用铸铁的熔炼设备有三节炉、冲天炉、工频或中频感应炉等，目前我公司使用的熔炼设备是冲天炉（10T），冲天炉具有结构简单、操作方便、熔炼迅速、适应性强、可连续生产和成本低等优点。
*生产中常用的模样有：木模、金属模、塑料模、泡沫塑料模等。
木模：用木材制成的模样叫木模，常用木模分为：实体模样、框架模样、刮板模样等。
*树脂自硬砂的优点：①铸件精度高，表面粗糙度低；②型砂的溃散性好，落砂容易，减轻劳动强度；③再生容易（≥95%）；④造型性能好，减轻劳动强度；⑤车间环境好。
*树脂砂所用的原材料有：原砂、树脂、固化剂。
树脂的加入量一般为砂的0.7-1.5%，固化剂的加入量一般为树脂的30%-60%为宜。
树脂加入量是影响树脂砂发气量的主要因素，加入量多，发气量大，加入量少发气量就小；固化剂加入量多少对树脂砂发气量影响不大。
树脂砂的发气量在800℃以下随温度升高而增加，在800℃以上发气量迅速增加，到1000℃时发气量约为800℃时的一倍以上。
若型、芯烘干后未及时扣箱浇注，放置时间较长或大气湿度较大，将吸收空气中湿气，使发气量增大。
*涂料的作用：①防止粘砂；②降低铸件表面的粗糙度；③加固砂型表面——防砂眼；④铸件表面合金化；⑤调节铸件凝固速度（用激冷涂料，如碲粉）；⑥减少清理的工作量。
铸造知识简介(演示版)
主要的机器造型设备
• • • • • • • • • 震压和震实造型机 多触头高压造型机 水平分型脱箱压实造型机 垂直分型无箱射压造型机 气流冲击造型机 压铸机 低压铸造机 离心铸造机 熔模铸造设备、
震压造型机
低压铸造机
机器制芯工艺
一、制芯常见工艺： 制芯常见工艺： 1、 、 冷芯盒工艺 冷芯盒制芯是在常温下通 过二元或三元化学反应使泥芯 固化的一种制芯方式。
缩孔,缩松的防止办法 基本原则: 制定合理工艺—补缩, 缩松转化成缩孔.
3、气孔： 、气孔： 气体在铸件中形成孔洞. （1）气孔对铸件质量的影响 a、 破坏金属连续性 b、 较少承载有效面积 c、 气孔附近易引起应力集中,机械性能↓ d、 弥散孔,气密性↓
4、铸造内应力 、 凝固之后的继续冷却过程中,其固态收缩若受到阻碍,铸件内部就发生内应力, 内应力是铸件产生变形和裂纹的基本原因 （1）热应力: 铸件厚度不均,冷速不同,收缩不一致产生. （2）机械应力 合金的线收缩受到铸型或型芯机械阻碍而形成的内应力。 （3）相变应力 冷却过程中,固态相变时,体积会发生变化 5、浇注系统：金属液进入铸型的通道，并具有预防缺陷的作用。 浇注系统： 浇注系统 由直浇道、横浇道、内浇口、冒口、排气通道组成
灰铸铁简介（ ） 灰铸铁简介（2）
3、灰口铁的孕育处理 、 1）为了提高灰口铁的强度,硬度,尽量使石墨片细化,对其进行孕育处 理.即加入许多外来质点,增加石墨结晶核心,得到珠光体灰铁,受冷却速 度影响小。 2）孕育铸铁(又叫变质铸铁),适于较高强度,高耐磨性,气密性铸件 4、 灰口铸铁的生产特点 、 1) 常见的熔炼方式： ——冲天炉-保温炉双联熔炼 ——中频炉熔炼 2) 铸造性能优良,便于铸出薄而复杂的铸件,(流动性好,收缩↓) 3) 一般不需冒口,冷铁,使工艺简化. 4) 一般不用热处理,或仅需时效.
灰铸铁详细资料大全
灰铸铁详细资料大全灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁，因断裂时断口呈暗灰色，故称为灰铸铁。
主要成分是铁、碳、矽、锰、硫、磷，是套用最广的铸铁，其产量占铸铁总产量80%以上。
根据石墨的形态，灰铸铁可分为：普通灰铸铁，石墨呈片状；球墨铸铁，石墨呈球状；可锻铸铁，石墨成团絮状；蠕墨铸铁，石墨呈蠕虫状。
基本介绍•中文名：灰铸铁•外文名：gray cast iron•指：具有片状石墨的铸铁•主要成分：铁、碳、矽、锰、硫、磷•产量：占铸铁总产量80%以上•套用：制造机架、箱体简介,组成成分,主要性能,热处理,牌号套用,简介灰铸铁是铸铁的一种。
碳以片状石墨形式存在于铸铁中。
断口呈灰色。
有良好的铸造、切削性能，耐磨性好。
用于制造机架、箱体等。
灰铸铁石墨呈片状，有效承载面积比较小，石墨尖端易产生应力集中，所以灰铸铁的强度、塑性、韧度都低于其他铸铁。
但具有优良的减振性、低的缺口敏感性和高的耐磨性。
组成成分灰铸铁碳量较高（为2.7%~4.0%），可看成是碳钢的基体加片状石墨。
按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁；珠光体一铁素体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。
铁素体灰铸铁是在铁素体的基体上分布著多而粗大的石墨片，其强度、硬度差，很少套用；珠光体灰铸铁是在珠光体的基体上分布著均匀、细小的石墨片，其强度、硬度相对较高，常用于制造床身、机体等重要件；珠光体—铁素体灰铸铁是在珠光体和铁素体混合的基体上，分布著较为粗大的石墨片，此种铸铁的强度、硬度尽管比前者低，但仍可满足一般机体要求，其铸造性、减震性均佳，且便于熔炼，是套用最广的灰铸铁。
灰铸铁显微组织的不同，实质上是碳在铸铁中存在形式的不同。
灰铸铁中的碳有化合碳（Fe3C)和石墨碳所组成。
化合碳为0.8%时，属珠光体灰铸铁；化合碳小于0.8%时，属珠光体—铁素体灰铸铁；全部碳都以石墨状态存在时，则为铁素体灰铸铁。
主要性能力学性能灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。
灰铁件铸造易产生的13种缺陷，原因与防止方法，铸造人必备！
灰铁件铸造易产生的13种缺陷，原因与防止方法，铸造人必备！灰铸铁件由于造型制芯时造成的主要缺陷及其原因分析与防止方法（1）气孔特征及发现方法:局部气孔:铸件的局部地方，出现的孔穴表面较干净光滑的单个气孔或蜂窝状气孔用外观检查，机械加工或磁力探伤可以发现。
原因分析:1.浇注系统设置不合理，使排气不畅通或产生涡流，卷入气体2.砂型紧实度过高，降低了透气性3.砂芯排气不良，或通气道堵塞防止方法:1.浇注系统的设置应考虑型腔内排气畅通及平稳流入铸型2.砂型紧实度要求均匀，不宜过紧3.砂芯排气要求畅通。
合箱时，注意封死芯头间隙，以免铁液钻人，堵塞通气道4.在铸件的最高处，可设置出气孔或出气片等5.起模和修型时，不宜刷水过多6.对于大平面铸件，可采用倾斜浇注，出气孔处稍高，以利排气7.芯撑和冷铁必须千净，无锈（2）砂眼特征及发现方法:铸件的孔穴内含有砂粒用外现检查，机械加工或磁力探伤可以发现原因分析:1.浇注系统位置不合适，如直对砂芯，或浇口太小，铁液冲刷力大。
破坏局部砂型2.由于模型结构设计不够好，发生粘模，而砂型又未修理好，或对铸件拐弯处未捣圆角3.湿型在浇注前的停留时间过长，使干澡部分或凸出部位脱落4.造型和合箱时的落砂，未清砂干净防止方法:1.浇注系统位置和大小合适2.合理选择起模斜度和圆角，手工造型时，可压出圆角。
成批生产中，模样应涂刷分型剂,以免粘模，并往意修理好损坏部位。
3.缩短湿型在浇注前的停留时间4.合理选用芯头和芯座之间的间隙，以免合箱时压碎5.合箱前，必须将型内落砂清扫干净，仔细合箱，并及时盖住浇冒口，以免重新掉入砂粒（3）夹砂特征及发现方法:在铸件表面上，一层铁和铸件之间夹有一层型砂用外观检查或机械加工可以发现原因分析:铁液进人砂型后。
使型面层的水分向内迁移，在离型面3~5mrn 处形成高水分带。
该处强度大大降低，易引起铁液潜入，或由于硅砂粒高温膨胀的应力使表面层鼓起，铁液钻入，形成夹砂。
灰铸铁的铸造工艺
灰铸铁的铸造工艺-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII灰铸铁的铸造工艺铸造业就说“三好”即：好铁水、好型砂、好工艺。
铸造工艺在铸件的制造上是和铁水、型砂并列的而做出铸件，铸造工艺是研究决定其流入的路径、方法的技术。
铸型分为：浇口：把铁水从铁水包注入铸型的入口。
往往为使浇注量均匀，除去铁水中的夹杂物，设有集渣浇横浇道：指铁水从直浇道向型腔流道的水平部分。
内浇口：指铁水从横浇道进入型腔的部位。
铸造俗语叫“堰”，是工艺上的重要部分。
出气孔：是随着铁水的充型把型腔内部的空气向外排放的孔道，如果型砂的透气性合适，一般是没冒口：是把铁水中的夹杂物和铸型中的杂物向外排出口，但是由于铸件冷却收缩造成体积不足起补铸造工艺的基本要点铸造工艺是为了使浇注顺利进行，得到良好铸件的技术，平稳且快是加山延太郎博士的名言，即（1）关于铸型的上下：铸件的切削加工面尽量在下箱里，因下部产生缩孔少，材质致密。
（2）浇注方式：有从铸件的上部浇入的顶注式和从下部、中部浇注的底注式。
顶注式铸型容易（3）内浇口的位置：由于流入型腔内的铁水急速冷却成固体，如果在厚壁部分开内浇口铁水进浇口的数量、形状而决定其位置。
（4）内浇口的种类：主要为三角内浇口和梯形内浇口。
三角内浇口容易做，梯形内浇口能防止渣子混入铸型。
（5）直浇口、横浇口、内浇口的断面积比。
按西德R·LEHMANN博士的意见，直浇口为A，横浇口为B，内浇口为C时，A ∶B ∶C＝3.6 ∶4.0 ∶虽然关于这个比例是否妥当，有各种不同意见，但说明一下这个比例的思路是：首先铁水通过3间稍长，这期间比重轻的夹杂物可以上浮，就不能从内浇口进入铸件内部。
这就是这种比例的要点浇注系统的设计浇注系统设计上的一个要点在直浇口和横浇道设计时，为了缓和铁水的冲击，在直浇口的底部和横浇道的未端都要做成半球浇注时间由于铁水在铸型中急速冷却凝固要尽量在短时间内浇注完了，浇注的时间标准如表2－8所示：表2－8浇注时间标准铸件重量／kg浇注时间／s＜1010～2525～5050～100100～2004～66～88～1212～1616～26注：取自加山延太郎博士文献补缩冒口和冒口怎么说都挺相似的，冒口的目的是把进入铸型内部的夹杂物排出型外，补缩冒口的目的是由铸型铸件的厚壁部位，并且补缩冒口粗细要是铸件壁厚的1.3～1.5倍。
铸造知识
片状 菊花状 块片状 枝晶点状 枝晶片状 星状
2、石墨的长度分类
级别 1 2 3 4 名称 石长100 石长75 石长38 石长18 石墨长度×100(mm) 级别 ＞100 ＞50～100 ＞25～50 ＞12～25 5 6 7 8 名称 石长9 石长4.5 石长2.5 石长1.5 石墨长度×100(mm) ＞6～12 ＞3～6 ＞1.5～3 ＜1.5
金相组织（磷共晶）
金相组织（渗碳体）
硬度计介绍
硬 度
目镜
布氏（HB） 洛氏（HRB）
标准块
维氏（HV）
里氏（HL）
试验过程
试验样品
布氏硬度计介绍
布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或 退火后的钢铁。 布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬 质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表 面压痕直径。布氏式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一 般为：以一定的载荷(一般3000kg、750Kg)把2类 3类 4类 5类 6类
中国牌号 HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350
日本牌号 FC100 FC150 FC200 FC250 FC300 FC350
抗拉强度（MPa） ≥ 100 150 200 250 300 350
测试抗拉强度的仪器
10mm、5mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负
荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
硬度计介绍
洛氏硬度计 洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬
度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单
位。 当HB>450或者试样过小时，不能采用布 氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用
灰铸铁件技术要求-
灰铸铁件技术要求1 铸造方法铸件在砂型或导热性与砂型相当的铸型中铸造。
2 铸造后的热处理2.1 铁液浇注完成后，在砂箱中缓慢冷却，开箱时铸件温度不得高于300℃。
2.2 铸件冷却到室温后，须进行去应力退火。
退火温度550-600℃，均温后的保温时间不小于48小时，然后随炉缓冷，至低于200℃出炉空冷。
3 技术要求3.1附铸试样3.1.1化学成分、力学性能和金相组织通过测定附铸试样确定。
3.1.2 附铸试棒的数量：5件/块在铸件上的位置：4个边角各1，中心位置1。
3.1.3附铸试样随同铸件一起热处理，在铸件热处理后再从铸件上切开。
3.2 化学成分3.3 力学性能3.4 金相组织按GB/T7216-2009执行3.5 复验3.5.1 复验条件如果首次测试的结果不能满足材料的力学性能要求，允许进行重复试验。
3.5.2 试验的有效性如果不是由于铸件本身的质量问题，而是由于下列原因造成实验结果不符合要求时，则试验结果无效：a）试样在试验机上装卡不当或试验机操作不当。
b）试样表面有铸造缺陷或试样加工不当（如过渡圆角、表面粗糙度和尺寸不合要求等）。
c）拉伸试样在标距外断裂。
d）拉伸试样端口上存在明显的铸造缺陷。
在上述情况下，应在同一试块上重新取样或从同一批浇注的试块上重新取样再次试验。
3.5.3 铸件以去应力退火的状态交货。
如果力学性能不合格，允许供货方将铸件和代表该铸件的试块一起进行热处理，并再次提交验收。
为复验而进行的热处理次数不得超过两次。
3.5.4 复验的结果作为最终结果。
复验结果都达到要求，可判定该件铸件力学性能合格。
若复验结果仍达不到要求，则判断该件铸件力学性能不合格。
4 无损检测4.1顺序：目测、超声波探伤和加工表面的磁粉探伤。
4.2要进行试验的表面必须清洁无油、无油脂、无砂子或其他污物，表面粗糙度不大于Ra12.5，无影响试验或结果解释的异物存在。
4.3无损检测工作应由具备GB/T 9445规定的2级或以上资格的人员来完成。
铸铁基础知识(一)灰铁
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什么叫铸铁？ 铸铁在国民生产中的地位
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铸铁的分类
灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁
灰铸铁
牌号
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灰铸铁的金相组织
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灰铸铁的使用性能
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铸造基本知识
教育训练教材A 各化学元素的作用及控制范围。
碳硅碳硅比（碳当量）灰铸铁的含碳量大多在2.6%-3.6%，含硅量在1.2%-3.0%，碳硅都是强烈的促进石墨化的元素。
可用碳当量CE （CE%=C%+1/3（P+SI）%）来说明他们对灰铸铁金相组织和力学性能的影响。
提高CE值促进石墨片变粗，数量增加，强度和硬度下降。
降低CE值可减少石墨，细化石墨，但回导致铸造性能降低，铸件断面敏感性增大，铸件应力增大，硬度上升，加工困难。
CE值较低时，适当提高SI C。
强度性能会有所提高，但要注意缩松倾向增加和铁素体减少。
CE值提高时，提高C SI 反使强度下降，但没有减少反白口的倾向。
球铁中碳促进石墨化，减少白口，既减少渗碳体珠光体，增加铁素体，降低硬度，改善加工性能。
锰和硫普通灰铸铁的锰含量在0.4%-1.2%，硫含量在0.02%-0.15%。
锰和硫都是稳定碳化物，阻碍石墨化的元素，只要防止铁水氧化，正确使用孕育剂防白口的能力，锰量增加不仅增加并能细化珠光体。
为确保孕育剂的孕育效果，灰铸铁硫含量一般不低于0.05%-0.06%，硫与镁稀土亲和力很强，由于硫的消耗作用使有效的残留球化元素含量过低则降低球化率。
硫还促进形成夹渣，皮下气孔。
磷灰铁铸件的含磷量一般小于0.20%，磷可提高灰铸铁的耐磨性和硬度，随着磷的提高，韧性和致密性降低，磷量高往往是铸件冷裂的原因。
磷可促进白口化元素增加，铬（CR）铬能强烈形成碳化物，稳定珠光体，降低韧性塑性，提高强度硬度。
钼强烈形成碳化物，稳定并细化珠光体。
钛TI<0.2%能促进石墨化，稀土含量不足以抑制钛的反球化作用时，能降低球化率，严重降低力学性能。
锡稳定珠光体并增加珠光体强度，锡阻碍球化，不得超过0.1.%。
锑微量锑可细化石墨，改善石墨形态，抑制厚大断面出现碎快石墨。
强烈稳定珠光体，少量SB与MN 复合添加可改善铸态强度。
B.基体组织在铸铁中的作用铁素体改善韧性塑性，降低强度硬度，降低耐磨性，加工性良好。
灰铸铁金相分析讲解
3、铸铁中的元素： 基本元素：Fe C Si Mn P S 合金元素：Cr Mo Mn 增加硬度 Cu Ni 增加强度 Si RE Sb Sn B V Nb Ti 增加强度的元素一定增加硬度；增加硬度 的元素开始增加时，增加强度，当增加到一定 程度时继续增加，强度不但不增加，反而下降 ，硬度继续增加。
石墨的形态：
五、灰铸铁 1、灰铸铁的定义：在铸铁的金相组织中， 碳以片状石墨的形式存在，这种铸铁称为灰铸 铁。 2、灰铸铁的分类： 3、灰铸铁的生产 4、灰铸铁的牌号： 其中：HT100 HT150 HT200为普通灰铸铁 HT250 HT300 HT350为孕育铸铁
5、灰铸铁的化学成分一般为： 2.8%～3.9%C，1.2%～3.0%Si， 0.4%～1.2%Mn，P≦0.3%，S≦0.15%。 该铸铁大量地应用于各种机械零件，是应 用最广泛的铸造材料。
4、基本计算 1）共晶点碳量 考虑各元素对相图中共晶点的影响后，共 晶点的实际含碳量，称为共晶点碳量。 Cc’%=4.26%-1/3(Si+P)% 比较方法: > 过共晶 C% =Cc’% 共晶 < 亚共晶
例1：C 3.2, Si 1.9 Mn 0.8 P 0.12 S 0.12 Cc’%=4.26%-1/3(Si+P)%=Cc’%=4.26%1/3(1.9+0.12)%= 4.26%-0.67%=3.59% 因为3.2% < 3.59%，所以该铸铁是亚共晶 例2：C 3.4, Si 2.5 Mn 0.8 P 0.15 S 0.12 Cc’%=4.26%-1/3(Si+P)%=Cc’%=4.26%1/3(2.5+0.15)%= 4.26%-0.88%=3.38% 因为3.4% > 3.38%，所以该铸铁是过共晶
知识篇——灰铁铸件，热裂纹是怎么形成的？
知识篇——灰铁铸件，热裂纹是怎么形成的？
热裂是灰铁铸件形成期间在高温下出现的裂纹缺陷，在灰铁铸件表面上可以观察到的裂纹称为外裂，隐藏在铸件内部的裂纹称为内裂。
热裂是铸铁件，特别是灰铁铸件，可铸铁件和某些轻合金铸件常见的铸造缺陷之一，那么是什么原因会造成热裂呢？
1、热裂纹沿晶界展开，外形曲折而不规则。
2、外裂断口表面呈氧化色。
灰铁铸件外裂断口进似黑色，铝合金裂口呈暗灰色，说明裂口在高温下形成并被氧化。
内裂纹由于发生于铸件内部，氧化不明显，常有枝状晶。
3、外裂纹的另一特征是表面宽而内部窄。
裂口从铸件表面开始延伸到内部，有时裂口贯穿于整个断面，形成穿透性裂纹；而内裂的形状则是铸件中心宽，越靠近铸件外表越窄。
4、热裂问的位置多发生在凝固缓慢的热解部分。
外裂常发生在灰铁铸件拐角处，截面厚度有突变处，壁于壁的十字交接处，冒口根部，两块外冷铁之间以及可产生应力集中的肥厚部位；内裂产生在铸件内部后凝固的中心附近。
在需补修的灰铁铸件的废品件总数中，热裂件占20%，由于灰铁铸件是一种结构复杂、壁厚差别大的合金铸件，热裂率还要较高，因此应重视热裂的发生和防止。
灰铸铁的铸造工艺
灰铸铁的铸造工艺(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--灰铸铁的铸造工艺铸造业就说“三好”即：好铁水、好型砂、好工艺。
铸造工艺在铸件的制造上是和铁水、型砂并列的三大要素之一，若轻视它，绝对做不出好铸件。
在砂型中用模型做出铸型，使铁水流入型腔而做出铸件，铸造工艺是研究决定其流入的路径、方法的技术。
铸型分为：浇口：把铁水从铁水包注入铸型的入口。
往往为使浇注量均匀，除去铁水中的夹杂物，设有集渣浇口杯。
浇口杯下是直浇道。
横浇道：指铁水从直浇道向型腔流道的水平部分。
内浇口：指铁水从横浇道进入型腔的部位。
铸造俗语叫“堰”，是工艺上的重要部分。
出气孔：是随着铁水的充型把型腔内部的空气向外排放的孔道，如果型砂的透气性合适，一般是没有必要的。
冒口：是把铁水中的夹杂物和铸型中的杂物向外排出口，但是由于铸件冷却收缩造成体积不足起补缩作用时叫补缩冒口，这种冒口粗大。
铸造工艺的基本要点铸造工艺是为了使浇注顺利进行，得到良好铸件的技术，平稳且快是加山延太郎博士的名言，即浇注时间应尽量短，而且在型腔内部又不产生紊乱那样去浇注，其要点如下。
（1）关于铸型的上下：铸件的切削加工面尽量在下箱里，因下部产生缩孔少，材质致密。
（2）浇注方式：有从铸件的上部浇入的顶注式和从下部、中部浇注的底注式。
顶注式铸型容易产生冲砂而不怎么使用。
（3）内浇口的位置：由于流入型腔内的铁水急速冷却成固体，如果在厚壁部分开内浇口铁水进不到薄壁部分，在大铸件时，内浇口若小了通过的铁水就快，内浇口附近要冲砂。
要考虑内浇口的数量、形状而决定其位置。
（4）内浇口的种类：主要为三角内浇口和梯形内浇口。
三角内浇口容易做，梯形内浇口能防止渣子混入铸型。
（5）直浇口、横浇口、内浇口的断面积比。
按西德R·LEHMANN博士的意见，直浇口为A，横浇口为B，内浇口为C时，A ∶B ∶C＝∶∶。
虽然关于这个比例是否妥当，有各种不同意见，但说明一下这个比例的思路是：首先铁水通过的入口而进入这样大而长的横浇道再进入内浇口，由于狭窄，铁水在横浇道流速慢时间稍长，这期间比重轻的夹杂物可以上浮，就不能从内浇口进入铸件内部。
电炉熔炼灰铸铁技术要点讲解
电炉熔炼灰铸铁技术要点讲解在现代铸铁生产中，冲天炉因环保问题正被逐步关停，大多数铸造企业改用中频炉熔炼铸铁。
与冲天炉相比，中频炉熔炼工艺相对简单；铁水的化学成分和温度容易控制，不增碳不增硫有利于低硫铁水的获得；环境污染小，炉前冶炼的工作环境和劳动强度也大为改善；利用夜间电价低谷熔炼，生产成本可大致与冲天炉相当；同样化学成分的铁水、同样的铸型浇注的铸件，中频炉比冲天炉熔炼的灰铁强度和硬度高；中频炉铁水比冲天炉铁水过热温度高、流动性差，并具有以下不良特性：铁水的晶核数量少，过冷度、白口和收缩倾向大，铸件厚壁处易产生缩孔和缩松，薄壁处易产生白口和硬边等铸造缺陷。
在亚共晶灰铸铁中,A 型石墨数量极易减少,D、E 型石墨及其伴生的铁素体数量增加,珠光体数量少。
所有这些再加上日常生产中的一些不当因素，都在生产中表现为铸件质量的波动,影响了铸铁的正常生产。
针对中频炉熔炼灰铁出现的新问题,笔者克服了电炉熔炼工艺、技术资料少,实践、探索难度大等诸多困难，逐步摸索和总结积累了一些生产技术经验和体会,期望能对正处于艰难经营和转型升级阵痛中的中小铸造企业提供微薄帮助。
1．原材料的选用及炉料配比炉料优劣直接影响铁水的质量,中频炉熔炼灰铁对于炉料的清洁程度和干燥要求较高,炉料不干净、含有有害元素或熔炼控制不好，会导致铁水氧化和纯净度低,严重恶化铁水的冶金质量,影响铸铁的基体组织和石墨形态,引起孕育不良、白口和缩松倾向大、气孔多等问题。
因此应强化对原辅材料的管理,严禁使用锈蚀严重、有油污的炉料。
同时，为提高铁水的纯净度和稳定铁水的化学成分,应选用碳素钢废钢做炉料,并使其在炉料配比中占 50%以上；对于回炉料应选用同材质铸件浇冒口,并清理掉粘附的型砂和涂料后再使用,使用量以40%左右为宜；废铁屑也应是同材质铸件机加工铁屑；对于生铁,因其中的杂质和微量元素以及组织缺陷都具有遗传性,应选用来源稳定、干净少绣、有害元素低、最好是Z18 以上牌号的铸造生铁，这样的生铁生产的铸件内在质量好且稳定,不要轻易变换生铁的来源,否则对于使用存在不合格因素的炉料而可能引起的质量问题将防不胜防, 并且生铁的加入应在熔炼初期加入为好,配比可占15%，以利于改善铸铁的石墨形态；增碳剂应选用商品石墨增碳剂或经高温石墨化处理过的增碳剂,并在熔炼中尽量早加,使增碳剂与铁水直接接触, 且有充足的时间熔化吸收；铁合金和孕育剂应化学成分合格、粒度适宜。
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HT250珠光体含量应大于95%。
经销商的要求是多少？你们的珠光体含量是多少？
珠光体含量达不到要求的原因有很多情况，考虑你们的原因主要是碳、硅含量较高。
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工业上常用铸铁的成分范围：2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si，0.5~1.4%Mn，0.01~0.20%S。
除此之外，还含有Cr，Mo，V，Cu，Al等元素。
灰口铁铸造的组织特点是具有片状的石墨，其基体组织分为三种类型：铁素体、珠光体、铁素体+珠光体。
通常，C和Si能有效地促进石墨化的元素。
为了保证铸铁在浇铸能够得到灰口，且不至于得到过多和粗大的石墨片，通常将铸铁的成分控制在2.5~4.0%C及1~2.5%Si。
铸铁中Al、Cu、Ni、Co等元素也会促进石墨化。
S、Mn、Cr、W、Mo、V等碳化物形成元素则阻止石墨化。
S不仅强烈的阻止石墨化，还可以降低铸铁的机械性能和流动性。
一般控制在0.1~0.15%以下。
Mn虽然可以阻止石墨化，但是他可以与S生成MnS，其含量0.5~1.4%。
最常用的孕育剂为硅铁和硅钙合金，加入量一般为铁水总重的0.4%左右。
经孕育处理后的铸铁，不仅其强度有很大提高，而且塑形和韧性也有所提高。
口铁可以看作是钢的基体与片状石墨的夹杂。
因此石墨片越少，越细，越均匀，铸铁的机械性能越高。
铸铁中石墨片的含量与含C和Si量有关，尤其是C。
但含C和Si量低会增加铸铁的白口倾向，形成白口或麻口组织。
为了提高铸铁机械性能，可采取“孕育处理”即浇铸前在铁水里加少量“孕育剂”。
这样在铸铁的凝固过程中产生大量人工晶核，以促进石墨的形核和结晶。
不仅可以防止白口，而且还可以使石墨片的结晶显著细化。
在铁液中，锰与硫化合形成MnS，随着锰量增加，与锰结合的硫量就大，使铁液中的自由硫含量降低，抑制了硫的有利作用，石墨长度增加，端部钝化效果变差，导致铸铁性能下降。
另外，形成的大量MnS夹杂物，一部分形成石墨核心，另一部分则会发生聚集，形成局部密集的MnS排列，消弱了基体的强度。
因此，含锰量增加，灰铸铁的强度降低。
另外，有资料表明【6】，锰对灰铸铁强度的影响与碳当量有关。
当碳当量为3.65-3.9 5%时，其抗拉强度随着锰量的增加显着降低。
当碳当量为3.96-4.15%时，其抗拉强度随着锰量的增加有所提高。
（3）Mn/S比
由于硫在灰铸铁则会具有双重作用，同时，锰与硫化合形成的MnS又具有核心功能，但过多的MnS对灰铸铁的强度没有益处。
所以，硫和锰的含量在铸铁中存在着相互制约的关系，即存在着一个合理的Mn/S。
通常认为，当S<0.2%时，以Mn=1.7S+0.3来考虑锰含量。
生产实践证明【6】，Mn/S对灰铸铁的性能有较大的影响。
当CE为3.70%~3.85%时，σb随Mn/S的增大而降低；当CE为3.90%~4.05时，σb随Mn/S的增大先降低然后提高。
当CE为3.70%~3.95%时，Mn/S=3~5，抗强度较佳，取Mn/S=4；当S=0.07%~0.15%时，Mn 0.3%~0.6%。
当CE为3.96%~4.05%时，Mn/S=5~7，抗拉强度较佳，取Mn/S=6，当S=0.07%-0.15%时，Mn 0.4%~0.9%。
2钛的控制
钛是强烈形成碳化物，与碳、氮、氧具有很强的化学亲和力，形成TiN、TiC、或Ti（N C），其硬度极高（TiC 3200Hv，VC 2800Hv），常以颗粒状存在于铸铁基体中。
少量的Ｔｉ可以细化石墨，但随着钛含量的增加，Ｄ型石墨增多，并且，Ti分布在Ｄ型石墨区域。
当Ti含量超过0.15％，Ｄ型石墨达到95％。
Ti对灰铸铁抗拉强度有较大的影响【7】。
当含Ti量在0.13%以下时，灰铸铁的抗拉强度随含Ti量的增加而下降，含Ti量为0.13%时，出现了最低值222.20MPa；当含Ti量大于0.13%时，其抗拉强度随含Ti量的增加而升高，当含Ti量增加到0.36% 时，抗拉强度升高到271.79MPa。
Ti对灰铸铁硬度也有较大的影响。
当含Ti量在0.04%以下时，随Ti量的增加硬度下降；当含Ti量大于0.04%时，其硬度随含Ti量的增加而增加；当含Ti量为0.36%时，硬度高达226HB。
Ti含量小于0.03%时，铁液的白口倾向减小，具有提高灰铸铁冶金质量指标的趋势。
值得注意的是，含钛量的大小对灰铸铁的加工性能影响较大【8】。
随着钛含量的增加，刀具磨损严重，同时，影响加工铸件的表面光洁度。
3氮的控制
一般情况下，氮在灰铸铁中含量较低，生产单位大都不具备化验氮的手段和仪器，所以，它对灰铸铁的作用没有引起人们的足够重视。
研究表明【9】，氮对灰铸铁的组织有较大的影响，主要作用表现两个方面：一是对基体组织的影响，二是对石墨形态的影响。
氮降低灰铸铁的共析转变温度，并使得共析转变温度区间加大【10】。
氮对灰铸铁基体的影响表现在三个方面：一是氮可以使初生奥氏体枝晶臂间距减小，二是氮作为碳化物稳定元素，促进铸态珠光体的含量增加和稳定性，三是有效地促进共晶形核，细化基体组织，增加珠光体和铁素体的显微硬度。
氮对铸铁石墨的形态、数量、分布有很大影响。
日本张博等人的研究表明，铸铁中吹入氮气，不加入任何球化元素，可以使石墨球化。
对于普通灰铸铁，加入适量的氮可使得片状石墨长度缩短、弯曲程度增加、端部钝化、长宽比减小。
因此，灰铸铁中含有一定的氮，可显着提高强度和硬度。
生产实践证明，在相同化学成分条件下，冲天炉熔炼铁液浇注的铸件力学性能低于电炉
熔炼。
通常认为，其原因是冲天炉铁液温度低，存在着炉料遗传问题。
实际上，这与铁液的含氮量有关。
冲天炉熔炼时，由于使用生铁量较多，而高碳生铁的含氮量较低，一般冲天炉灰铸铁中的含氮量为40-70ppm 【11】。
通常废钢的含氮量比铸造生铁高的多，用感应电炉熔炼铸铁时，炉料中所用生铁较少，废钢比例较大，另外，电炉熔炼多使用增碳剂，而大多数增碳剂中氮含量较高，所以，感应电炉熔制的灰铸铁含氮量比较高。
一般，炉料中废钢比例越大，铸铁中含氮量越高，如表1所示【11】。
另外，需要指出，不同炼钢工艺获得的废钢的含氮量也是不同的，如表2所示。
氮是廉价的资源，对改善灰铸铁的组织和力学性能具有积极的作用，在当今铁合金价格飞涨的形势下，有效利用氮对灰铸铁进行微合金化是值得重视的技术。
但是，也应该充分注意过量的氮将造成气孔甚至微观裂纹缺陷。
因此，在氮的应用中，应注重其科学性，充分合理地利用氮的积极作用，尽量避免其消极作用。