铸铁显微组织观察

球墨铸铁的组织
铁素体基体
珠光体+铁素体基体
珠光体基体
球铁的性能
球墨铸铁是一种具有优良机械性能的 灰口铸铁，球铁的强度和韧性比其他铸 铁高。 不同基体的球墨铸铁，性能差别很大。 珠光体球墨铸铁的抗拉强度比铁素体基 体高50%以上，而铁素体球墨铸铁的延伸 率为珠光体基的3-5倍。球墨铸铁还具有 较好的疲劳强度。
一、实验目的
1. 了解各种铸铁的显微组织特征 2. 分析各种铸铁的基体与石墨的形状、大小、数量及分 布对铸铁性能的影响。 二、实验内容说明
1. 普通灰口铸铁：其基体组织有3种（F基、P基、 F基 +P基） 2. 可锻铸铁：其基体组织有3种（F基、P基） 3. 球墨铸铁：其基体组织与处理状态有关（F基、P基、 F基+P基） 三、实验报告要求
概述
铸铁是碳含量大于2.11%、并常含有较多的硅、 锰、硫、磷等元素的铁碳合金。
铸铁的生产设备和工艺简单，价格便宜，并具 有许多优良的使用性能和工艺性能，所以应用 非常广泛，是工程上最常用的金属材料之一。 它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、缸套、活塞环、曲 轴、凸轮轴；轧机的轧辊及机器的底座等。
一、 铸铁的石墨化
在铁碳合金中，碳可以以三种形式 存在：一是固溶在F、A中，二是化 合物态的渗碳体(Fe3C)，三是游离 态石墨（G）。渗碳体为亚稳相，具 有复杂的斜方结构。在一定条件下 能分解为铁和石墨（Fe3C→3Fe+C）。 • 石墨为稳定相，具有特殊的简单六 方晶格，其底面原子呈六方网格排 列，原子间距小（1.42×10-10m）， 结合力很强；而底面之间的间距较 大（3.04×10-10m），结合力较弱。 所以石墨的强度、硬度和塑性都很 差。
孕育处理可细化石墨片，减轻其对基体的割裂作 用，因而提高铸铁的强度，但塑性无明显改善。
灰口铸铁的工艺性能
优良的切削加工性能。因石墨的存在，造成脆性切 屑。
铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生的膨胀， 减少了铸件体积的收缩，降低了铸件中的内应力。
石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油，使铸件 有很好的耐磨性能。
可锻铸铁的化学成分
碳=2.2%~2.8% 硅=1.0%~1.8% 锰=0.4%~1.2% 硫<0.18% 磷<0.2%
可锻铸铁的组织
珠光体基体可锻铸铁
铁素体基体可锻铸铁
可锻铸铁的牌号
可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。 铁素体可锻铸铁以“KTH”表示，珠光体
可锻铸铁以“KTZ”表示。其后的两组数 字表示最低抗拉强度和延伸率。 KTH350-10、KTZ600-3
认真观察组织特征，完成实验报告。
硅含量一般控制在：1.0%～2.0%。
灰口铸铁的显微组织
灰口铸铁中石墨
铁素体基体 珠光体+铁素体基体
铁素体基体
灰口铸铁的力学性能
灰口铸铁的抗拉强度和塑性都很低，这是石墨对 基体的严重割裂所致。石墨强度、韧性极低，相 当于钢基体上的裂纹或空洞，它减小基体的有效 截面，并引起应力集中。石墨越多，越大，对基 体的割裂作用越严重，其抗拉强度越低
可锻铸铁的应用
可锻铸铁常用来制造形状复杂、承受冲击和 振动载荷的零件，如汽车拖拉机的后桥外壳、 管接头、低压阀门等。
五、 蠕墨铸铁
蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入 适量的蠕化剂而炼成的，其方法与程 序与球墨铸铁基本相同。
蠕化剂目前主要采用镁钛合金、稀土 镁钛合金或稀土镁钙合金等。
蠕墨铸铁的化学成分
铸铁的分类
按照碳的存在形式，铸铁可分为： • 碳以渗碳体形式存在的，称为白口铸铁； • 碳以石墨形式存在的，称为灰口铸铁；
源自文库
共晶白口铸铁
F基体球墨铸铁
铸铁的分类
按照石墨的形态,铸铁可分为: 石墨呈片状的铸铁称灰口铸铁； 石墨呈团絮状的铸铁称可锻铸铁； 石墨呈球状的铸铁称球墨铸铁； 石墨呈蠕虫状的铸铁称蠕墨铸铁。
球墨铸铁的应用
•• 有时可代替铸钢和可锻铸铁在机械制造工业中
得到了广泛应用。 可以用球墨铸铁来代替钢制造某些重要零件，
如曲轴、连杆、轴等。
四、可锻铸铁
可锻铸铁又称为玛铁、玛钢； 它是由白口铸铁通过石墨化退火处理得到
的一种高强铸铁。它有较高的强度、塑性和 冲击韧性，可以部分代替碳钢。 可锻铸铁不可锻！
铸铁有很好的减振性能。石墨对振动的传递起削弱 作用。
大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感。
灰口铸铁的应用
如，机床床身、导轨，汽缸体等
三、 球墨铸铁
• 球墨铸铁的石墨呈球状，使其具有很高的 强度，又有良好的塑性和韧性。其综合机 械性能接近于钢，因其铸造性能好，成本 低廉，生产方便，在工业中得到了广泛的 应用。
球墨铸铁的化学成分
球墨铸铁的成分要求比较严格，一般范围 是： 3.6%～3.9%C, 2.2%～2.8%Si, 0.6%～0.8%Mn, <0.07%S, <0.1%P。
球墨铸铁的球化处理
• 一般在浇注之前，在铁液中加入少量球 化剂（通常为镁、稀土镁合金或含铈的 稀土合金）和孕育剂（通常为硅铁）， 使铁水凝固后形成球状石墨。
铸铁的石墨化
• 铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。 • 石墨既可以从液体和奥氏体中析出，也可以通过
渗碳体分解来获得： • 1、灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体
中析出； • 2、可锻铸铁中的石墨则完全由白口铸铁经长时
间退火，由渗碳体分解而得到。
二、 灰口铸铁
• 灰铸铁的化学成分： 碳含量一般控制在： 2.5%～4.0%
一般成分范围如下： 碳：3.5%~3.9% 硅：2.1%~2.8% 锰：0.4%~0.8% 硫：<0.1% 磷：<0.1%
蠕墨铸铁的 显微组织
铁素体基体
珠光体基体 蠕墨铸铁中的石墨
蠕墨铸铁的应用
蠕墨铸铁已成功地用于高层建筑中高 压热交换器。内燃机、汽缸和缸盖、 汽缸套、钢锭模、液压阀等铸件。
“铸铁显微组织分析”报告要求