华南理工大学机械工程材料课件-第八章

第一节概述第二节普通灰铸铁第三节可锻铸铁第五节蠕墨铸铁第四节球墨铸铁第六节

特殊性能铸铁

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机床启动阀

应用：可用于制造各种机器零件，如机

床的床身、床头箱；发动机的汽缸体、

内缸套、活塞环、曲轴、凸轮轴等。

燃

机汽

缸铸铁曲轴

石墨化过程：铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程化程铸铁中碳原子析成程

金刚石的共价结合及其方向性

石墨是碳的单质之

一，其强度、塑性、韧

性几乎为零

石墨晶体结构性几乎为零。

共晶白口铸铁共晶白铸铁F基体球墨铸铁

稳定相石墨的析出规律与Fe3C析出规

C相律一致。Fe-Fe

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图和Fe C（G）相图

Fe-C

合画在一起，称铁-

碳双重相图。

z铸铁中的石墨可以在结晶过程中直接析出,也可以由渗碳体加出也可以由渗碳体加

第二阶段：固态阶段石墨化(二次石墨，共析石墨)

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组织特点：钢的基体+G（石墨）

第一阶段→石墨的形态：片状、球状、团絮状、蠕虫状片状球状蠕虫状

第二阶段→基体组织

铁素体、珠光体＋铁素体、珠光体

F+G

石墨化程度

冷却速度

F +

G —第一、二阶段石墨化均充分进行；

第阶段墨化完全进行P+G

F+P+G —第一阶段石墨化完全进行，

F+P+G

特点：抗拉强度塑性和韧性都很低

四、铸铁的性能抗拉强度、塑性和韧性都很低。∵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坏了基体的连续性，且易导致应力集中。

1．石墨的影响数量大小形状和分布F+G 数量、大小、形状和分布

→铸铁性能形状影响↑↑，球状→强度↑↑

是提高铸铁性能的一条重要途径2、基体组织的影响普通灰铸铁基体组织影响不显著改善石墨形状是提高铸铁性能的条重要途径

P+G 普通灰铸铁：基体组织影响不显著

片状石墨+金属基体（铁素体、珠光体和铁素体+珠光体)

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由于灰铸铁上述优良性能，而且价格低廉，易于获得，

变速箱体

可锻铸铁的显微组织

——汽车后桥壳、低压阀、管接头等。

汽车后桥壳、低压阀、管接头等

KTZ650-02 (P+G

）——柴油机曲轴、连杆、活塞等。

团

后桥壳曲轴

低压阀

先浇注成

1、先浇注成白口铸铁

2、进行石墨化退火

——团絮状

缺点：

周期↑生产率↓成本↑

提高效率途径：

(1)低温时效

可锻铸铁的石墨化退火工艺(2)孕育处理

特点：G呈球状，对基体的割裂程度↓↓，

强度塑性韧性同时具有灰铸铁的优点∴强度、塑性、韧性↑↑，同时具有灰铸铁的优点：

球墨铸铁管道接口

常用基体组织：珠光体、珠光体＋铁素体、铁素体

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连杆凸轮轴

三、生产过程

灰铸铁熔化→球化处理→孕育处理→浇注

1、成分的选择

C、Si含量高，Mn、P、S含量低，含有稀土和镁。

2、球化处理稀土镁

球化剂：能使石墨结晶成球状的物质：纯镁、稀土镁

硅铁

去应力退火

、牌号、组织及应用

一、牌号、组织及应用

牌号：RuT(蠕铁)+数字(最低抗拉强度) ：RuT420

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图8-8蠕墨铸铁的显微组织

排气管进气管

分类：硅系、铝系、铝硅系及铬系等。

扇形扩散器托架