铸铁知识金相PPT课件
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材料知识铸铁ppt课件
球墨铸铁的化学成分通常不作为铸件验收的依 据，但有特殊要求时，应以图纸或客户要求为 准。化学成分的选取必须保证铸件材料满足本 标准所规定的力学性能和金相组织要求。
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2.3.2力学性能及金相组织
单铸试棒的力学性能 铸件的力学性能
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单铸试棒的力学性能及金相组织
铸铁部分
铸铁是碳含量大于2.11％的铁碳合金。除碳以外，铸铁 还含有较多的Si、Mn和其他一些杂质元素。同钢相比， 铸铁熔炼简便、成本低廉，虽然强度、塑性和韧性较 低，但是具有优良的铸造性能，很高的减磨和耐磨性， 良好的消震性能和切削加工性能以及缺口敏感性低等 一系列优点。
按铸铁中是否有石墨存在，把铸铁分成灰铸铁和白口 铸铁。按石墨形态的不同，可以分为（普通）灰铸铁、 球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁。此外，按铸铁中是 否含有除常规元素以外的合金元素，还可把铸铁分成 普通铸铁与合金铸铁（亦称为特种性能铸铁）。
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2.1球墨铸铁所涉及的标准
GB/T1348-1988 球墨铸铁件 CAYJS-17-90 铁素体球墨铸铁铸件技术条件 Q/CAYJS-17-2008球墨铸铁件(2009.1.1)
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2.2球墨铸铁的牌号
铸件材料牌号通常是通过随件浇注的单铸试块，经加工 成试样后测定的力学性能而确定的。本标准针对汽车零 件的性能要求，按单铸试块的力学性能分为9个牌号 。
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2.3.2本体力学性能及金相组织
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2.3.2力学性能及金相组织
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2.3.2力学性能及金相组织
石墨主要以球状为主，通常石墨球化等级要符合 GB/T 9441中的1-4级,石墨大小5-8级。如有疲劳强 度等特殊要求的，球化率由供需双方商定。
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2.3.2力学性能及金相组织
单铸试棒的力学性能 铸件的力学性能
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单铸试棒的力学性能及金相组织
铸铁部分
铸铁是碳含量大于2.11％的铁碳合金。除碳以外，铸铁 还含有较多的Si、Mn和其他一些杂质元素。同钢相比， 铸铁熔炼简便、成本低廉，虽然强度、塑性和韧性较 低，但是具有优良的铸造性能，很高的减磨和耐磨性， 良好的消震性能和切削加工性能以及缺口敏感性低等 一系列优点。
按铸铁中是否有石墨存在，把铸铁分成灰铸铁和白口 铸铁。按石墨形态的不同，可以分为（普通）灰铸铁、 球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁。此外，按铸铁中是 否含有除常规元素以外的合金元素，还可把铸铁分成 普通铸铁与合金铸铁（亦称为特种性能铸铁）。
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2.1球墨铸铁所涉及的标准
GB/T1348-1988 球墨铸铁件 CAYJS-17-90 铁素体球墨铸铁铸件技术条件 Q/CAYJS-17-2008球墨铸铁件(2009.1.1)
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2.2球墨铸铁的牌号
铸件材料牌号通常是通过随件浇注的单铸试块，经加工 成试样后测定的力学性能而确定的。本标准针对汽车零 件的性能要求，按单铸试块的力学性能分为9个牌号 。
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2.3.2本体力学性能及金相组织
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2.3.2力学性能及金相组织
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2.3.2力学性能及金相组织
石墨主要以球状为主，通常石墨球化等级要符合 GB/T 9441中的1-4级,石墨大小5-8级。如有疲劳强 度等特殊要求的，球化率由供需双方商定。
铸铁金相检验(自编)PPT演示课件
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抛光
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4. 试样的侵蚀
• 一般采用2～5％硝酸酒精溶液或4％苦 味酸酒精溶液。
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配浸蚀液：酒精25ml+硝酸1ml
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浸蚀、清洗、吹干
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三、灰铸铁金相检验及评定方法
• 石墨：类型、石墨的长度和等级。 • 基体组织：珠光体的数量，铁素体数量。 • 磷共晶的数量。 • 渗碳体数量等。
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细磨
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精磨
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3. 试样的抛光
• 选用短毛纤维柔软的平绒、呢或丝绸做 抛光布。用抛光粉、抛光剂、抛光胶等 做抛光剂。常用的有金刚石液、氧化铝、 氧化铬、氧化铁等。在开始抛光时兑的 浓度可以高些，这对防止石墨拖尾有好 处。抛光时用力要适中均衡，随时转动 变换试样方向，将至完成时把抛光液减 薄，并用力减轻。最后清水冲洗试样， 每个试样一般抛光5～6分钟即可。
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100X
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100X
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400X
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片状珠光体 500×
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粒状珠光体 500×
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E型：片状石墨在枝晶二次分支间呈方 向性分布
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F型：初生的星状（或蜘蛛状）石墨
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2、石墨长度
铸铁ppt课件
11.2.4 影响铸铁结晶的因素
冷却速度的影响 冷速慢有利于按Fe－C相图进行结晶，石墨化 越容易进行。 冷速快有利于 形成白口铁
不同C+Si含量，不同壁厚（冷却速度）铸件的组织
11.3 灰铸铁
概述 灰铸铁中石墨呈片状，断口呈灰色，是使
用最多的铸铁，占铸铁总量的80％以上。 灰铸铁分为：普通灰铁和孕育灰铁－通过孕育 处理，使石墨的片层变细，强度高于普通灰铁 牌号表示：HT100，HT150，HT200 属普通灰铁
11.2.4 影响铸铁结晶的因素
为综合考虑C，Si，P对铸铁组织及石墨化的影 响，引入了两个参量：碳当量和共晶度。
碳当量：把Si，P折合成相当的碳含量 CE＝WC ＋1/3W(Si+P)
共晶度：表示铸铁中碳含量接近共晶碳含量的程度 Sc=WC/[4.3%-1/3W(Si+P)]
Sc=1为共晶 >1为过共晶
球墨铸铁
一、铸铁中碳的分布形式与石墨的形态
2.石墨形态：片状，蟹状，蠕虫状，团絮状，不规则形状，球形
片状
蟹状
球形
蠕虫状
团絮状
二、铸铁的分类
按石墨存在的形式及石墨形态分类
灰口铸铁 C全部或大部分以游离的片状石墨形式存在，断口呈灰色
球墨铸铁 C全部或大部分以游离的球形石墨形式存在
蠕墨铸铁 C全部或大部分以游离的蠕虫状石墨形式存在
球化剂：Mg，稀土－硅铁合金，稀土－ 硅铁－镁合金（应用最广泛）
孕育处理：由于球化处理只能在铁液中 有石墨核心时，才能促进石墨生成球 形，而常用的球化剂都强烈阻碍石墨 化，因此，在球化处理同时，必须进 行孕育处理（石墨化处理），获得球 径小，数量多，圆度好，分布均匀的 球状石墨
球铁缺陷和金相PPT课件
间偏析等。
球墨 铸铁 孕育 的目
的
球化处理是球铁生产的基础，孕育处理是球铁生产的关键，孕育 效果决定了石墨球的直径、石墨球数和石墨球的圆整度。
为了保证孕育效果，孕育处理采用多级孕育处理。孕育处理越接 近浇注，孕育效果越好。
从孕育到浇注需要一定的时间，该时间越长，孕育衰退就越严重。 球化衰退防止：球化衰退的原因一方面和Mg、RE元素由铁液中逃 逸减少有关，另一方面也和孕育作用不断衰退有关，为了防止球化衰 退，采取以下措施： A、铁 液中应保持有足够的球化元素含量； C、降低原铁液的含硫量，并防止铁液氧化； C、缩短铁液经球化处理后的停留时间； D、铁液经球化处理并扒渣后，为防止 Mg、RE元素逃逸，可用覆盖剂 将铁液表面覆盖严，隔绝空气以减少元素的逃逸。
一石般墨不 球检螺查旋牛生眼长铁模素型体数量，仅检查与其共存的珠光体数量。 c锰、有保严证重必的要正的偏冷析却倾速向度，往往有可能富集于共晶团界处，严重时会促使形成晶间碳化物，显著降低球墨铸铁的韧性。
不充分时取上限；反之，取下限。将碳当量选择在共晶点 一球般墨不 铸检铁查也牛不眼例铁外素，体只数有量石，墨仅球检化查，与才其能共发存挥的金珠属光基体数的量作。用，使铸铁的力学性能大幅度提高。
挥5、。铋及铋的化合物 1特、征观：察收金缩相应，力评、定相球变应力之和超过断面金属抗断裂后形成裂纹，热裂呈暗褐色不平整端口，冷裂形成浅褐色光滑平直断口。
石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度， GCEB％94低41于－41．99286球％墨为铸亚铁共金晶相成检分验；标准将石墨大小分成六级。
球墨 铸铁
球墨铸铁可以像钢一样，通过热处理和合金化等 措施来进一步提高其使用性能。比如，处理过的球墨 铸铁可以取得很好的韧性，延伸率高达24％；抗拉强 度可以高达1400MPa，基本接近钢材。
铸铁基础知识二PPT课件
图中虚线表示Fe-C （石墨）温 度系相图，实线表示Fe- Fe3C介 稳定系相图。
2019版一轮复习物理课件
铸铁基础知识
金属的晶体结构与结晶
金属（纯铁、铜、 铝等）都是晶体
2019版一轮复习物理课件
铸铁基础知识
2019版一轮复习物理课件
金属的结晶：由液态冷却变成固态，原子由不规
则排列→有规则的排列
铸铁基础知识
铸铁的石墨化
2019版一轮复习物理课件
按照Fe－G相图，可将铸铁的石墨化过程分为三个阶段： 第一阶段石墨化： 铸铁液体结晶出一次石墨（过共晶铸铁）和在
1154℃通过共晶反应形成共晶石墨。 第二阶段石墨化 ：在1154℃～738℃温度范围内奥氏体沿E'S'线析出
二次石墨。 第三阶段石墨化 ：在738℃通过共析反应析出共析石墨。
2019版一轮复习物理课件
焊工技师、高级技师培训
8-2 铸铁基础知识（二）
铸铁基础知识
铸铁的石墨化
2019版一轮复习物理课件
• 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。灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体中析出；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。
硅能减弱碳和铁的亲合力，不利于渗碳体的析出，从而促进了石墨化；
在铸铁中，1%Si对石墨化的作用相当于1/3%C，所以有：
碳当量CE=C%+1/3Si%
铸铁基础知识
2019版一轮复习物理课件
2、 S 是阻碍石墨化的元素。硫强烈促进白口化，并使铸铁的铸造性能 和机械性能恶化。少量硫即可生成FeS(或MnS)。FeS与铁形成低熔 点(约980℃)共晶体，沿晶界分布。因此限定硫的含量在0.15%以下。
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铸铁基础知识
金属的晶体结构与结晶
金属（纯铁、铜、 铝等）都是晶体
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铸铁基础知识
2019版一轮复习物理课件
金属的结晶：由液态冷却变成固态，原子由不规
则排列→有规则的排列
铸铁基础知识
铸铁的石墨化
2019版一轮复习物理课件
按照Fe－G相图，可将铸铁的石墨化过程分为三个阶段： 第一阶段石墨化： 铸铁液体结晶出一次石墨（过共晶铸铁）和在
1154℃通过共晶反应形成共晶石墨。 第二阶段石墨化 ：在1154℃～738℃温度范围内奥氏体沿E'S'线析出
二次石墨。 第三阶段石墨化 ：在738℃通过共析反应析出共析石墨。
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8-2 铸铁基础知识（二）
铸铁基础知识
铸铁的石墨化
2019版一轮复习物理课件
• 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。灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体中析出；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。
硅能减弱碳和铁的亲合力，不利于渗碳体的析出，从而促进了石墨化；
在铸铁中，1%Si对石墨化的作用相当于1/3%C，所以有：
碳当量CE=C%+1/3Si%
铸铁基础知识
2019版一轮复习物理课件
2、 S 是阻碍石墨化的元素。硫强烈促进白口化，并使铸铁的铸造性能 和机械性能恶化。少量硫即可生成FeS(或MnS)。FeS与铁形成低熔 点(约980℃)共晶体，沿晶界分布。因此限定硫的含量在0.15%以下。
高清金相图谱之白口铸铁与灰铸铁（80张，彩色）
高清金相图谱之白口铸铁与灰铸铁（80张，彩色）白口铸铁是由化学成分中的碳以碳化物形式存在、铸态组织不含石墨、断口呈白色的铸铁，组织与碳含量的关系如图所示。
铁碳合金亚稳定凝固相图及组织白口铸铁可分为3类：（1）CE<>，Sc<>（共晶度Sc指铸铁含碳量与共晶点实际碳量的比值）的为亚共晶白口铸铁，高温组织为枝晶状奥氏体和莱氏体（连续的渗碳体上分布着岛状奥氏体），室温时组织为珠光体和莱氏体；（2）CE=4.3%，Sc=1的共晶白口铸铁；（3）CE>4.3%，Sc>1的为过共晶白口铸铁，组织为初晶渗碳体（大板条状）和莱氏体。
灰铸铁灰铸铁是石墨呈片状分布，断裂时断口呈暗灰色的铸铁。
根据化学成分在Fe-C相图上的位置，灰铸铁分为亚共晶、工具、过共晶三种。
灰铸铁的凝固组织包括初生奥氏体、初生石墨、共晶体（共晶石墨+共晶奥氏体）以及共晶晶粒边界区生长的组织。
详细介绍请查看“一文了解铸铁”。
金相赏析材料亚共晶白口铸铁放大倍数400X处理工艺铸态平衡冷却浸蚀剂4%硝酸酒精溶液组织说明大块黑色区域为珠光体，枝晶状不明显，分布在麻点状的共晶莱氏体基体上，在枝晶珠光体边缘有一圈纯色组织为析出的二次渗碳体组织。
材料亚共晶白口铸铁放大倍数400X处理工艺铸造快速冷却浸蚀剂4%硝酸酒精溶液组织说明大块蓝黑色枝晶状区域为先析出奥氏体转变成的珠光体，分布在麻点状的共晶莱氏体基体上，枝晶珠光体边缘纯色组织为析出的二次渗碳体。
材料共晶白口铸铁放大倍数500X处理工艺铸造平衡冷却浸蚀剂4%硝酸酒精溶液组织说明由圆粒状或条状分布的珠光体(黑色)与渗碳体基体(黄色)构成的机械混合物，平衡冷却时粒状珠光体较多，也称蜂窝状莱氏体。
材料共晶白口铸铁放大倍数200X处理工艺铸造快速冷却浸蚀剂4%硝酸酒精溶液组织说明由圆粒状或条状分布的珠光体(黑色)与渗碳体基体(其它色)构成的机械混合物，快速冷却时条状珠光体明显，也称板条状莱氏体。
(完整PPT)常见金相组织
厚较长，横贯整个奥氏体晶粒，次生者尺寸较小，大
部分片的中央有中脊，在两个初生片之间常见“Z”字
形分布的细薄片。
第四节 贝氏体
贝氏体是过饱和铁素体和渗碳体组成的两相混 合物，钢中贝氏体的的金相形态是多变的，转变 温度和合金元素对贝氏体的金相形态都有影响。 钢中贝氏体主要包括上贝氏体、下贝氏体和粒状 贝氏体。
右图：珠光体＋沿晶界分布的二次渗碳体
区别：铁素体内有晶界，与片状珠光体中的铁素体没有相 界,二次渗碳体边界平直，渗碳体网细而薄，内部没有晶 界与片状珠光体中的铁素体有明显相界。
1-5a、白口铸铁
亚共晶白口铸铁 100×
亚共晶白口铸铁 200×
珠光体＋莱氏体＋二次渗碳体
1-5b、白口铸铁
共晶白口铸铁 200×
常见金相组织
1、铁碳平衡组织 2、铸铁组织 3、马氏体 4、贝氏体 5、其它金相组织
第一节 铁碳平衡组织
1、工业纯铁（含碳≤0.0218%) 2、亚共析钢（含碳0.218%～0.77%) 3、共析钢（含碳0.77%，T8钢) 4、过共析钢（含碳0.77%～2.11%) 5、白口铸铁（含碳2.11%～6.69%)
3-1、板条马氏体
板条马氏体 200×
板条马氏体 500×
板条自奥氏体晶界向晶内平行成群，一个奥
氏体晶粒内包含几个板条群，板条体之间为小 角晶界，板条群之间为大角晶界
3-2、片状（针状）马氏体
片状马氏体 1000 ×
片状马氏体 100×
片状马氏体＋残余奥氏体。
呈凸透镜片状（或针状），中间稍厚，初生者较
一般灰铸铁在共晶转变时，液相即与奥氏体又与石墨 接触，所以石墨呈片状生成。加镁铸铁在共晶转变时， 它只与奥氏体接触，在石墨周围形成奥氏体外壳，当铸 件凝固后碳是通过周围的奥氏体外壳向石墨堆集，使石 墨均匀生长成球状。
铸造合金铸铁部分课件PPT
最初采用的孕育处理方法是冲浇法,即将孕育剂放置在铁包底部,靠铁液液流将孕育剂冲熔的方法.
铸铁依该照图其凝表固明方式过的冷不同度，增而可加能，形成生灰长口组速织度或白增口加组织Δ，T在R某非些特殊的条件下也可能形成由灰口和白口构成的混合组织，即麻 口如组果织 铸晶。型？刚度差，在石墨化膨胀压力作用下，造成型壁向外迁移，铸件尺寸增加，最终使铸铁件内缩孔容积增加。0 绪论一、铸 Nhomakorabea技术的发展
人类社会生产的历史，以其使用的材料的性质来划分，经历了 石器时代、青铜器时代、铁器时代，人工合成新材料的新时代。 是以铸造技术水平的提高为前提的。 铸造是集熔炼与凝固、成形为一体的科学技术。
铸造包括熔炼方法、浇注方法、造型方法、热处理方法，每种 方法都得到了快速发展。
铸造工艺发展：传统的范型工艺到现在的多种类的铸造技术， Near Net Shape精密铸造 铸造加工的对象：
蠕墨铸铁的强度和塑性低于球墨铸铁，但高于灰铸铁。
可锻铸铁强度300-700MPa,塑性2-12%。
2-2、铁碳相图
由于铸铁中的碳能以 石墨或渗碳体两种独 立的形式存在，因而 Fe-C合金系中存在Fe石墨、Fe-Fe3C双重相 图，其中Fe-石墨是稳 定系，Fe-Fe3C是非稳 定系。 从动力学角度分析， 稳定系发生在冷却速 度缓慢，非稳定系发 生在冷却速度较快的 条件下。
核经心过说 高注：温意认处为理：作的过为铁晶液冷核在度物较质低越的温大晶度格下，结静形构置是相核决当率定时石间高墨后、形，状过生的热长条效件果速。会度消失，即过热处理图在具2范有-3可围逆灰性口。 和白口铸铁组织的存 越大，固相分数增加快，不绝对，过大的
过冷度会使凝固速度降低，形成细晶，直
至非晶的形成。
实验7铸铁的金相组织观察精品PPT课件
三、实验原理
三、实验原理
三、实验原理
三、实验原理
2、影响石墨化的因素
三、实验原理
三、实验原理
三、实验原理
3、铸铁的组织特点
三、实验原理
4、铸铁的性能特点
三、实验原理
5、铸铁的分类与牌号
三、实验原理
三、实验原理
（1）灰铸铁
三、实验原理
三、实验原理
三、实验原理
三、实验原理
三、实验原理
（2）可锻铸铁
三、实验原理
三、实验原理
三、实验原理
（3）球墨铸铁
三、实验原理
三、实验原理
三、实验原理
三、实验原理
（4）蠕墨铸铁
三、实验原理
三、实验原理ຫໍສະໝຸດ 三、实验原理三、实验原理
四、实验内容及步骤
1、各小组分别领取各种不同类型的铸铁材料试样。 2、在显微镜下进行观察，并分析其组织形态特征。
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
铸铁的金相组织观察
一、实验目的
• 1、观察和研究灰铸铁、可锻铸铁、球
墨铸铁及蠕墨铸铁的显微组织特征。
金相基础ppt课件
二、金相制样
5)抛光 6）试样的侵蚀 结构钢淬火或调质状态下,以下几种显示原奥氏体晶界的常用试剂: a)饱和苦味酸水溶液; b)结晶苦味酸4g, 水100mL,加热至沸腾, 腐蚀约15～20s; c)饱和苦味酸水溶液+洗净剂;40Cr钢淬火回火态 100mL饱和苦味酸水溶 液+1g洗净剂; d)饱和苦味酸水溶液添加少量新洁尔灭(45钢调质,70℃腐蚀); e)10%苦味酸乙醚溶液, 再加入1～2mL盐酸; f)饱和苦味酸水溶液+几滴环氧乙烷（40Cr调质）。
Байду номын сангаас
金相显微镜的光学放大原理示意图
光学显微镜的放大倍数可达到1600～2000倍。当被观察物体AB置于物镜前 焦点略远处时，物体的反射光线穿过物镜经折射后，得到一个放大的倒立实像 A1B1（称为中间象）。若A1B1处于目镜焦距之内，则通过目镜观察到的物象 是经目镜再次放大了的虚象A1’B1’。由于正常人眼观察物体时最适宜的距离 是250mm（称为明视距离），因此在显微镜设计上，应让虚象A1’B1’正好 落在距人眼250mm处，以使观察到的物体影像最清晰。
金相基础
一、金相基本组织
4) 魏氏组织－亚共析钢在铸造、锻造、轧制、焊接和热处理时, 由于高 温形成粗晶奥氏体。在冷却时, 游离铁素体除沿晶界呈网状析出外, 还 有一部分按切变机制形成铁素体从晶界并排向晶粒内部生长, 或在晶 粒内部独自析出。这种针片状铁素体分布在珠光体基体上的组织称为 魏氏组织。 过共析钢在一定条件下也会形成魏氏组织, 但析出相是针状渗碳体。 5) 贝氏体－是钢的奥氏体在珠光体转变区以下、Ms点以上的中温区转变 产物。它基本上也是就是铁素体与渗碳体两相组织的机械混合物, 但 形态多样、不像珠光体那样呈层状排列。从金相的形态特征来看, 大 致可分为羽毛状、针状和粒状。其中羽毛状为上贝氏体, 针状为下贝 氏体, 粒状为粒状贝氏体。 6) 奥氏体－在碳钢中，奥氏体是碳溶于γ -Fe中的固溶体。在合金钢中， 奥氏体则是碳和合金元素固溶于γ -Fe中的固溶体。奥氏体具有面心立 方结构,在光学显微镜下呈白色。
灰铸铁金相分析ppt课件
（1）分布特征 晶间无向性分 布（点状石墨） （2）形成条件 a、亚共晶成分 b、冷速快 （3）对性能的影响 不好（现在观 点：好）
（1）分布特征 晶间有向性分布 （2）形成条件 a、亚共晶成分（比 D低） b、冷速较慢 （3）对性能的影响 不好
（1）分布特征 星状分布 （2）形成条件 a、过共晶成分 b、冷速较快 （3）对性能的影 响 不好
5、铸铁的分类 1）白口铸铁 （1）白口铸铁的基本组织 碳除少量溶于铁素体外，绝大部分以碳 化物的形式存在于铸铁中，断口呈银白色， 金相组织为珠光体+莱氏体。图1.1为亚共晶 白口铸铁金相组织。
（2）白口铸铁的特点是硬而脆，很难加工。 在实际生产中，可利用白口铸铁硬度高的特 点，制造一些高耐磨性的零件和工具。 例如：农具（如犁铧等），球磨机的衬板和 磨球，抛丸机的叶片以及电厂灰渣泵及磨煤 机的磨损件等。另外还可铸成具有一定深度 的白口表面层，而心部则为灰口组织的“冷 硬铸铁件”，最常见的冷硬铸铁件有轧辊和 矿车车轮等
六、灰铸铁的金相检验 1、灰铸铁金相组织中石墨的检验
1）石墨分布 （1）分布特征 均匀无向性分布 （2）形成条件 a、共晶成分（亚共 晶） b、冷速较慢 （3）对性能的影响 好
（1）分布特征 菊花状分布 （2）形成条件 a、共晶成分（比A 低） b、冷速较快 （3）对性能的影响 较好
1、分布特征 板条状分布 2、形成条件 1）过共晶成分 2）冷速慢 3、对性能的影响 不好（1） （2） a、 b、 （3）
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。
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如前所述,灰铁的组织是 成熟度：对于由铸铁的碳素饱和 由石墨组织和基地组织构成的。度推定的标准的抗拉强度，实际 石墨的强度和基地比较，小得 的抗拉强度比如下公式所示。 可以忽视，石墨量越是增加铸 铁的强度就越低。另外，即使 成熟度 RG=σB×100/σB'=σB×100/(102-82.5Sc) 是同样石墨组织的情况下，因 比较硬度：由铸铁的抗拉强度推 基地组织，强度变化显著。灰 定的标准的布氏硬度和实际的硬 铁的基地如果从珠光体变化为 度公式如下。 铁素体的话抗拉强度和ห้องสมุดไป่ตู้度也 比较硬度 RH=HB/HB'=HB/(100+4.3σB) 会显著降低，如果成为贝氏体 的话这些值就会显著上升。
（1）密度
灰铁的密度受其构成的组织要素的量的 影响。由于石墨特别轻，通过量的增减会对 密度产生差异。下图为各种类灰铁的密度。
灰铁的溶解温度越高，石墨就越 小，残留成为初晶奥氏体形状。这是 由于高温溶解石墨的核消失，易过冷。 通过适当的接种，能够改善该石墨组 织。
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铸铁的基本知识
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●铸铁的种类
按照石墨形态可分为下列五种：
◎灰口铸铁：片状石墨 ◎球墨铸铁：球状石墨 ◎蠕墨铸铁：蠕虫状石墨 ◎白口铸铁：石墨以碳化物形式存在 ◎可锻铸铁：团絮状石墨
列有方向性，所以抗拉强度比D型高，比A型
E
低。
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灰铁的基地组织在没有特别的 热处理或添加合金的情况下,形 成珠光体或铁素体或此两者的 混合组织。
珠光体（Pearlite）：如图2.8所示,组 织呈白和黑的条纹状。是因为以铁素 体和渗碳体的板状结晶相交成层状的 截面作为观看的形状的。为此，有着 极其强韧的性质，在硅量的低范围里 布氏硬度约为230，抗拉强度约为 880N/mm2。
C
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D型: 细小的共晶石墨分布在树枝状晶（枝蔓
状晶）之间。这是因为如果冷却速度大的话就
形成过冷石墨组织，石墨全体细微化。这种情
况下，抗拉强度比较的高，由于基地容易铁素
D
体化，所以耐磨耗性差。
E型: 由于小片状石墨沿着树枝状晶分布，排
接种的材质改善就是进行石墨组织 变化，通过接种将D型或E型石墨变为A 型石墨。接种能防止白口化，改善质量 效果等。
1.2.1 物理的性质
灰铁的物理性质不仅取决于化学组成, 其组织也会带来很大的影响。例如,会因 铸铁中的碳以何种形式存在带来很大的差 异。因此，灰铁的物理性质不是以点，很 多是以范围来表示的。
灰铁组织构成要素各密度
铁素体（Si，O%） 珠光体 渗碳体 石墨 斯氏体 奥氏体（C，0.9%） 马氏体（C，0.9%）
（2）融点
灰铁因为是Fe-C-Si系3元合金，从凝固 开始到终了期间存在凝固范围，由于该范
围会因化学组成而变化，所以融点不固定。 凝固开始温度（初晶温度）根据化学组成 即碳及硅量而变化。
另一方面，如果增加灰铁中的磷（P），融 点为1228K（955℃）的话会出现低斯氏体 〔磷化铁（Fe3P）和铁素体的疑似—2元共 晶〕，由于溶解温度显著降低，高温下使用 需要注意。因此，作为灰铁的融点，应在 1390~1520K（1117~1247℃）的范围内。
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灰鋳鉄金相組織
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片状石墨大小的分类（ISO 945）
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A
B
E
C
D
片状石墨的形状、分布的分类
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石墨 非常に軟らかくて脆い
很软，很脆
２）パーライト
珠光体
フェライトとセメンタイト が交互に並んだ層状組織 体；硬くて強度がある
铁素体和渗碳体交互排 列的层状组织体；硬且 有强度
３）フェライト
铁素体 微量のC（炭素）を含むα 含有微量C（碳素）的α 鉄；比較的軟らかくて伸び 铁；比较软有伸展性
がある
４）セメンタイト 渗碳体 鉄と炭素の化合物(Fe3C)； 铁和碳素的化合物
A型: 片状石墨分布均匀,无方向地排列。这样 容易得到接近共晶组成的亚共晶组成，是灰铁 最理想的石墨组织。
A
B型: 因为石墨呈玫瑰花瓣状分布,也称为玫瑰 状石墨。细的石墨部分的基地被铁素体化,抗拉 强度容易降低。
B
C型: 在片状石墨均匀分布里自由发达的粗大 初晶石墨(结集石墨)也混在。出现过共晶组成的 情况，由于这粗大初晶石墨抗拉强度显著降低。
球墨铸铁
灰口铸铁
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1.1 灰铁的组织
灰铁代表性的显微镜组织如图2.4所示。正如这张照片所看到的，灰 铁的显微镜组织由石墨组织和基地组织构成。而且，灰铁的各性质因这 些组织的状态而变化，铸铁的化学成分及凝固时的冷却速度等会给这些 组织很大影响。
1.1.1 石墨组织
灰铁的石墨组织由于会 对其各性质,特别是机械性 质以很大影响。显微镜试 料截面上观察到的石墨如 右图,能看到各个片状,如果 溶出基地立体地进行观察 的话,就如右下图,意外地有 连续性。
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１）黒鉛
铁素体（Ferrite）：Fe中少量 含有被称为α固溶体的碳，软软 的。在灰铁上，多出现在石墨 的周边。
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为了改善铸铁的材质，在浇注之前 的溶汤里添加粒状的纯硅素（Si），硅 铁（Fe-Si），硅化钙等，这一般被称为 接种。
非常に硬くて脆い
（ Fe3C）；很硬而且脆
５）ステダイト
斯氏体 燐を含む三元共晶組織 （αFe-Fe3C-Fe3P)；硬く て脆い溶融温度が低い
含磷的三元共晶组织 （αFe-Fe3C-Fe3P)；既 硬又脆，熔融温度低
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（1）密度
灰铁的密度受其构成的组织要素的量的 影响。由于石墨特别轻，通过量的增减会对 密度产生差异。下图为各种类灰铁的密度。
灰铁的溶解温度越高，石墨就越 小，残留成为初晶奥氏体形状。这是 由于高温溶解石墨的核消失，易过冷。 通过适当的接种，能够改善该石墨组 织。
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铸铁的基本知识
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●铸铁的种类
按照石墨形态可分为下列五种：
◎灰口铸铁：片状石墨 ◎球墨铸铁：球状石墨 ◎蠕墨铸铁：蠕虫状石墨 ◎白口铸铁：石墨以碳化物形式存在 ◎可锻铸铁：团絮状石墨
列有方向性，所以抗拉强度比D型高，比A型
E
低。
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灰铁的基地组织在没有特别的 热处理或添加合金的情况下,形 成珠光体或铁素体或此两者的 混合组织。
珠光体（Pearlite）：如图2.8所示,组 织呈白和黑的条纹状。是因为以铁素 体和渗碳体的板状结晶相交成层状的 截面作为观看的形状的。为此，有着 极其强韧的性质，在硅量的低范围里 布氏硬度约为230，抗拉强度约为 880N/mm2。
C
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D型: 细小的共晶石墨分布在树枝状晶（枝蔓
状晶）之间。这是因为如果冷却速度大的话就
形成过冷石墨组织，石墨全体细微化。这种情
况下，抗拉强度比较的高，由于基地容易铁素
D
体化，所以耐磨耗性差。
E型: 由于小片状石墨沿着树枝状晶分布，排
接种的材质改善就是进行石墨组织 变化，通过接种将D型或E型石墨变为A 型石墨。接种能防止白口化，改善质量 效果等。
1.2.1 物理的性质
灰铁的物理性质不仅取决于化学组成, 其组织也会带来很大的影响。例如,会因 铸铁中的碳以何种形式存在带来很大的差 异。因此，灰铁的物理性质不是以点，很 多是以范围来表示的。
灰铁组织构成要素各密度
铁素体（Si，O%） 珠光体 渗碳体 石墨 斯氏体 奥氏体（C，0.9%） 马氏体（C，0.9%）
（2）融点
灰铁因为是Fe-C-Si系3元合金，从凝固 开始到终了期间存在凝固范围，由于该范
围会因化学组成而变化，所以融点不固定。 凝固开始温度（初晶温度）根据化学组成 即碳及硅量而变化。
另一方面，如果增加灰铁中的磷（P），融 点为1228K（955℃）的话会出现低斯氏体 〔磷化铁（Fe3P）和铁素体的疑似—2元共 晶〕，由于溶解温度显著降低，高温下使用 需要注意。因此，作为灰铁的融点，应在 1390~1520K（1117~1247℃）的范围内。
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A
B
E
C
D
片状石墨的形状、分布的分类
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石墨 非常に軟らかくて脆い
很软，很脆
２）パーライト
珠光体
フェライトとセメンタイト が交互に並んだ層状組織 体；硬くて強度がある
铁素体和渗碳体交互排 列的层状组织体；硬且 有强度
３）フェライト
铁素体 微量のC（炭素）を含むα 含有微量C（碳素）的α 鉄；比較的軟らかくて伸び 铁；比较软有伸展性
がある
４）セメンタイト 渗碳体 鉄と炭素の化合物(Fe3C)； 铁和碳素的化合物
A型: 片状石墨分布均匀,无方向地排列。这样 容易得到接近共晶组成的亚共晶组成，是灰铁 最理想的石墨组织。
A
B型: 因为石墨呈玫瑰花瓣状分布,也称为玫瑰 状石墨。细的石墨部分的基地被铁素体化,抗拉 强度容易降低。
B
C型: 在片状石墨均匀分布里自由发达的粗大 初晶石墨(结集石墨)也混在。出现过共晶组成的 情况，由于这粗大初晶石墨抗拉强度显著降低。
球墨铸铁
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1.1 灰铁的组织
灰铁代表性的显微镜组织如图2.4所示。正如这张照片所看到的，灰 铁的显微镜组织由石墨组织和基地组织构成。而且，灰铁的各性质因这 些组织的状态而变化，铸铁的化学成分及凝固时的冷却速度等会给这些 组织很大影响。
1.1.1 石墨组织
灰铁的石墨组织由于会 对其各性质,特别是机械性 质以很大影响。显微镜试 料截面上观察到的石墨如 右图,能看到各个片状,如果 溶出基地立体地进行观察 的话,就如右下图,意外地有 连续性。
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１）黒鉛
铁素体（Ferrite）：Fe中少量 含有被称为α固溶体的碳，软软 的。在灰铁上，多出现在石墨 的周边。
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为了改善铸铁的材质，在浇注之前 的溶汤里添加粒状的纯硅素（Si），硅 铁（Fe-Si），硅化钙等，这一般被称为 接种。
非常に硬くて脆い
（ Fe3C）；很硬而且脆
５）ステダイト
斯氏体 燐を含む三元共晶組織 （αFe-Fe3C-Fe3P)；硬く て脆い溶融温度が低い
含磷的三元共晶组织 （αFe-Fe3C-Fe3P)；既 硬又脆，熔融温度低
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