7.2- 汽车用钢铁材料-铸铁2
汽车用金属材料课件ppt
钨能提高钢的强度及耐磨性，使钢具有良好的热 硬性；
钒能使钢的强度和韧度同时提高，并提高钢的耐 磨性和回火稳定性；
铝能提高钢的抗氧化性能。 氮能提高钢的硬度和耐热性； 钛能提高钢的强度，硬度和耐磨性，对塑性影响 较小； 稀土元素对冶炼和铸造有良好的作用，还能提高 钢的塑性和韧度，改善钢的特殊性能(耐热、耐蚀、 抗氧化等)。
一、碳钢（1－10）
③碳素铸钢
铸钢能制造形状复杂的零件，而锻造件则无法做 到，所以汽车上许多零件是用铸钢铸造而成的。铸 钢的碳的质量分数一般在0.15%－0.6%之间，使用前 应进行热处理改善性能。
B
13
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
B
4
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
一、碳钢（1－2） 1.碳钢的分类
①按碳质量分数分： 低碳钢——碳的质量分数为WC≤0.25%的钢； 中碳钢——碳的质量分数为0.25%＜WC＜0.60%的钢； 高碳钢——碳的质量分数为WC＞0.60%的钢。
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
课题一 碳钢、合金钢、铸铁
任务目标
1.能正确识别汽车上使用的碳钢件、 合金钢件及铸铁件
2.了解碳钢、合金钢及铸铁的性能
铸铁是什么材料
铸铁是什么材料
铸铁是一种含碳量在2%以上的铁合金材料，通常用于制造机械零件、汽车零件、铁路轨道、桥梁等工程结构。
铸铁通常分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁三种类型，每种类型都有其独特的特性和用途。
首先，灰铸铁是最常见的铸铁材料之一，其含碳量在2.5%以下。
灰铸铁的微
观组织中含有大量的石墨，这使得其具有很好的润滑性和吸振性能，因此在制造摩擦副和机械零件时广泛应用。
另外，灰铸铁还具有较高的耐磨性和耐热性，适用于一些高温摩擦场合，如汽车发动机缸体、汽缸套等零部件。
其次，球墨铸铁是一种添加了稀土镁合金的铸铁材料，其微观组织中的石墨呈
球状，因此具有较高的韧性和强度。
球墨铸铁的拉伸强度和冲击韧性分别是灰铸铁的2-3倍和10倍以上，因此在需要高强度和韧性的零件上得到广泛应用，如汽车
曲轴、车轮、机械零件等。
最后，白口铸铁是一种含碳量在2%以上的铸铁材料，其微观组织中几乎不含
石墨，因此具有较高的硬度和抗压强度。
白口铸铁通常用于制造一些需要较高硬度和耐磨性的零件，如刀具、磨料轮、齿轮等。
总的来说，铸铁作为一种常见的铁合金材料，具有较好的机械性能和加工性能，因此在工程结构和机械制造领域得到广泛应用。
不同类型的铸铁材料具有各自独特的特性和用途，可以根据具体的工程需求选择合适的铸铁材料进行制造，以满足不同零件的性能要求。
铸铁在工程领域的应用前景广阔，将继续发挥重要作用。
《汽车应用材料》(第2版)技能训练题及参考答案
《汽车应用材料》（第2版）技能训练题模块1 金属材料的性能一、名词解释1.金属的力学性能2.强度3.塑性4.硬度5.冲击韧性6.疲劳强度7.铸造性能8.锻压性能9.焊接性能 10.热处理性能 11.切削加工性能二、填空题1.载荷按照性质不同一般可分为和。
2.金属材料在载荷作用下，形状和尺寸的变化称为变形。
变形一般分为变形和变形。
3.金属材料的力学性能主要包括、、、、等。
4.拉伸低碳钢时，试样的变形可分为、、和四个阶段。
5.通过拉伸试验测得的强度指标主要有强度和强度，分别用符号和表示。
6.金属材料的塑性也可通过拉伸试验测定，主要的指标有和，分别用符号和表示。
7.洛氏硬度采用了不同的压头和载荷组成不同的硬度标尺，常用的洛氏硬度标尺有、和三种，其中应用最为广泛。
8.530HBW5/750，表示用直径的硬质合金球，在kgf（N）的载荷作用下，保持s时测得的硬度值为。
9.工程技术上常用来测定金属承受冲击载荷的能力。
10.材料经过无限次载荷作用而不发生断裂的最大应力，称为疲劳强度，用符号表示。
11.铁和铜的密度较大，称为金属；铝的密度较小，称为金属。
三、选择题1.拉伸试验时，试样在断裂前所能承受的最大应力称为材料的（）。
A．屈服强度B．抗拉强度C．弹性极限2. 测定淬火钢件的硬度，一般常选用（）来测试。
A．布氏硬度计B．洛氏硬度计C．维氏硬度计3．金属材料的（）越好，则其压力加工性能越好。
A．强度 B. 塑性C．硬度4. 运转中的发动机曲轴、齿轮等零部件所承受的载荷均为（）。
A．静载荷 B. 冲击载荷C．交变载荷5. 在作疲劳试验时，试样承受的载荷为（）。
A．静载荷 B. 冲击载荷C．交变载荷四、简答题1.什么是强度、塑性？衡量它们的指标各有哪些？分别用什么符号表示？2.什么是硬度？常用的硬度测定方法有哪几种？布氏硬度、洛氏硬度各适用于哪些材料的硬度？下列零件用什么硬度测试方法测定其硬度:（1）钳工用锉刀、手锯、手锤（2）供应态碳钢型材3.什么是冲击韧性？可以用什么符号表示？4.什么叫金属的疲劳？疲劳强度用什么符号表示？5.什么是金属的工艺性能？工艺性能包括哪些内容？6.有一标准低碳钢拉伸试样，直径为10㎜，标距长度为100㎜，在载荷为21000N时屈服，拉断试样前的最大载荷为30000N，拉断后的标距长度为133㎜，断裂处最小直径为6㎜，试计算其屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。
汽车中常用的金属材料
.20.
二、合金钢
淬 透 钢号 性
45
低 40MnB
40Cr
中 35CrMo
38CrMoAlA 高
40CrMnMo
调质钢的牌号（摘自GB/T3077－1999）
主 要 成 分, %
汽车中常用的金属材料
.1.
主要内容
一、碳钢 二、合金钢 三、特殊性能钢 四、铸铁 四、有色金属及合金
.2.
一、碳钢
钢铁材料 以铁、碳为基础的铁碳合金。 碳素钢 碳的质量分数(含碳量)小于2.11％的 铁碳合金称为碳素钢。 铸铁 碳的质量分数大于2.11％、小于6.67 ％的铁碳合金为铸铁。
.3.
.24.
二、合金钢
渗C钢的牌号（摘自GB/T3077-1999）（渗C: 930℃，回火：200 ℃）
淬
透
钢号
性
主 要 化 学 成 分, %
C
Mn
Cr，Ni
预备处理 ／
淬火, ℃
机械性能
b
s
aKU2
MPa MPa J
20Cr 低
20MnV
0.17~0.24 0.50~0.80 0.70~1.00 880／ 800 835 540 47
.14.
一、碳钢 用途
冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等。 热处理：淬火 + 低温回火
螺纹量规
.15.
二、合金钢
碳钢：价格低，但是，力学性能低，淬透性低，回火抗力 差，耐热、耐低温、耐蚀等特殊性能差。
合金钢 在碳钢的基础上加入有益的其他元素形成 的钢，称为合金钢。
27 汽车材料 教案：铸铁——铸铁简介
《汽车材料》教案任课教师：课程名称：课程代码：上课班级：专业：总学时：周学时：学期：202 ～202 学年第学期汽车材料教案教学活动过程一、组织教学二、复习前课知识1、耐磨钢的性能及分类；2、耐磨钢的常用牌号及应用。
三、导入新课大家知道吗？对于非常复杂的零件，我们用什么制造工艺来制造？切削加工、铸造、锻压还是焊接？导出：一般还是通过铸造的方式来制造。
铸造主要使用铸铁。
我们今天要学习的铸铁材料。
四、新授课第一节铸铁简介一、铸铁——铸铁及应用1、铸铁——以Fe-C-Si为主的多元铁基合金。
一般W C=2.5-4.0%2、应用——汽车上铸铁用量以前占整车金属量的比例约为50% ，现在占比下降较多。
如：汽车发动机的缸体、缸盖铸铁制造排气管、后桥壳； 点名，记考勤（1 min）教师提问引导学生回答 （2 min ）让学生相互讨论或查阅资料，找两名同学简要回答（2min ）铸铁制造凸轮轴、曲轴二、铸铁的石墨化1、铸铁中石墨的形成过程称为石墨化C的两种存在形式：Fe3C：硬而脆（800HBW）；石墨G：硬度低（3HBS）高温Fe3C 3Fe + G长时间•石墨的结构：层间距＞同层原子间距层与层间结合力较弱•其结晶形态常发展成片状。
2、影响石墨化的因素化学成分：C、Si 促进石墨化；Mn、S阻碍石墨化冷却速度：冷速慢有利石墨化图片展示 视频演示 （2 min ）图片展示 视频演示 （3 min ）三、铸铁的分类1、白口铸铁：C主要以Fe3C形式存在，断口呈银白亮色。
2、灰口铸铁：C主要以G形式存在，断口呈暗灰色。
白口铸铁和灰口铸铁断口为银白亮色及暗灰色。
3、麻口铸铁：C以Fe3C+G形式存在，断口灰白相间。
4、能铸铁：向铸铁中加入合金元素：耐磨铸铁，耐热铸铁，耐蚀铸铁5、灰口铸铁根据G的形态：灰铸铁——片状；球墨铸铁——球状；可锻铸铁——团絮状；蠕墨铸铁——蠕虫状。
四、铸铁——灰口铸铁的性能1、灰口铸铁的组织：钢基体（F、F+P、P）和G组成G——松软而脆弱，G就象金属基体中的孔洞和裂纹，而铸铁可看作是含有孔洞和裂纹的钢。
汽车常用金属材料
量多次冲击
• 1. 摆锤式1次能量冲击试验
• 把带有缺口的试样放在1次摆锤试验机上,测定金属承受冲击载 荷的能力 如图14-5所示．在实际应用中,直接从试验机上读出摆 锤打断试样所作的冲击功Ａk,然后将冲击功Ａk的值除以试样缺口 处的横截面积A便得到冲击韧性αk
• 布氏硬度只适用于硬度较低,尺寸较大的金属材料 广泛 应用于退火或调质后的钢件、灰口铸铁和有色金属等较软的 材料
• 由于布氏硬度是材料局部范围抵抗变形的能力,所以布氏 硬度与材料的抗拉强度之间存在1定的换算关系,对1般的碳 钢有如下近似关系：
•
当HBS＜175时,σb≈0.36HBS
•
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
当HBS＞175时,σb≈0.35HBS
第104章 汽车常用金属材料
• 第1节 金属的性能
•
1、金属的机械性能
•
2、金属的物理、化学性能及工艺性能
• 第2节 汽车常用碳素钢、铸钢及其热处 理
•
1、碳素钢的基本知识
•
2、碳素钢在汽车中的应用
•
3、铸钢在汽车中的应用
•
4、钢的热处理
• 第3节 汽车常用合金钢
•
1、合金钢的基本知识
•
2、合金结构钢及其在汽车中的应用
• 由上述各阶段的应力——应变关系,可以得出几个机械性能
的强度指标：
• 弹性极限σe——金属材料抵抗弹性变形的最大应力 • 屈服极限 屈服强度 σs——金属材料抵抗塑性变形的应力 • 强度极限 抗拉强度 σb——金属材料抵抗塑性变形不致断裂 的最大应力
• 以上3个强度指标具有重要的实际意义 例如,汽车上许多零件 都不允许产生过量的塑性变形,象气缸盖螺栓,就是以屈服极限为 设计依据 强度极限也是设计零件时的主要依据之1
b2钢材的化学成分
b2钢材的化学成分
B2钢材是一种常用的结构钢材，其化学成分对于其性能和用途至关重要。
下面将从不同的角度来介绍B2钢材的化学成分。
1. 主要元素：
B2钢材的主要元素是铁（Fe），其含量通常在98%以上。
铁是B2钢材的主要基础，赋予了钢材优良的强度和韧性。
2. 碳（C）含量：
B2钢材的碳含量通常在0.15%-0.25%之间。
碳是钢材中最重要的合金元素之一，可以增加钢材的硬度和强度。
适量的碳含量可以使B2钢材具有较高的耐磨性和耐腐蚀性。
3. 硅（Si）含量：
B2钢材中的硅含量通常在0.15%-0.35%之间。
硅的添加可以提高钢材的强度和硬度，并改善钢材的耐腐蚀性能。
此外，硅还可以改善钢材的高温氧化和热处理性能。
4. 锰（Mn）含量：
B2钢材中的锰含量通常在0.30%-0.60%之间。
锰的添加可以提高钢材的强度和硬度，并改善钢材的可塑性和冷加工性能。
锰还可以提高钢材的耐磨性和耐腐蚀性。
5. 硫（S）和磷（P）含量：
B2钢材中的硫和磷含量应控制在较低的水平，通常分别不超过
0.035%和0.040%。
高硫和高磷含量会降低钢材的可塑性和冷加工性能，并且容易引起钢材的脆性断裂。
B2钢材的化学成分包括主要元素铁、碳、硅、锰以及控制在较低水平的硫和磷。
这些元素的含量和配比对于B2钢材的性能和用途起着重要的影响。
在制造和应用过程中，需要精确控制这些化学成分，以确保B2钢材具有合适的强度、硬度、可塑性和耐腐蚀性能，以满足工程和结构上的要求。
第二章_钢铁材料及其在汽车上的应用
钢中常存元素
常存元素
来源
影响
锰 有益元素
生铁、脱氧剂
降低钢的脆性 改善热加工性能 固溶强化铁素体
硅 有益元素
生铁、脱氧剂
降低钢的脆性 固溶强化铁素体
硫 有害元素
生铁、燃料
使钢产生热脆 改善钢切削加工性
磷（有害元素）
生铁
使钢产生冷脆
氮、氢、氧
大气、生铁
N：产生时效变脆 H：氢脆、白点 O：氧化物夹杂裂纹源
（2）硫、磷的影响
硫、磷是有害元素，它们会使
钢的塑性和韧性下降。硫还会使钢 在锻造、轧制等热加工时产生脆化， 导致工件开裂，即“热脆”现象； 磷虽能增强钢的硬度和强度，但磷 能使钢在低温时塑性和韧性大大下 降，这种现象称为“冷脆”。磷的 存在还会使钢的焊接性能变坏，焊 接时容易产生裂纹。因此，钢中应 严格控制硫、磷的含量。
二、碳钢的分类
钢是碳含量小于2。11%的铁碳合金。钢 具有必要的力学性能，可以扎制成各种 型材。
铁是碳含量大于2。11%的铁碳合金。钢 没有韧性，不能锻造。但是铁的铸造性 能良好，可以用来铸造各种结构复杂的 零件，也就是我们平时说的铸件。
我们所接触最多的铁以及铁的合金，根 据材料性能和组织分为碳素结构钢、合 金钢、等几大类，各个大类又分为各个 小类:
用途广泛，用于轧钢机机架、 轴承座、连杆、箱体、曲轴、 缸体、飞轮等
知识链接
优质碳素结构钢的分类：
渗碳钢：含碳量在0.15％～0.25％，常用于 制造渗碳零件。
调质钢：含碳量在0.25％～0.50％，通过调 质处理来提高其综合性能。
弹簧钢：含碳量在0.55％～0.9％，用于制 造弹簧等各种弹性元件及耐磨零件。
少量其他元素 性能特点： 较高的强度、塑性和韧性，
汽车车身常用的金属材料
白口铸铁
麻口铸铁
灰口铸铁
汽车车身常用的金属材料
1.1 汽车车身常用金属材料的种类
2）球墨铸铁
3） 可锻铸铁
1） 灰铸铁
2）根据石墨 形状的不同 分类
4） 蠕墨铸铁
5）合金黄色铸铁
汽车车身常用的金属材料
1.1 汽车车身常用金属材料的种类
2.钢
钢是含碳量在0.04%~2.3%之间的铁碳合金，是汽 车金属材料中应用较为广泛的一种，车身的许多 板件都用钢板制成。
（1）无缝钢管： 无缝钢管由整
块金属轧制而成， 断面上无接缝。
（2）有缝钢管：
有缝钢管又称 焊接钢管，用钢带 成型后焊接而成。
汽车车身常用的金属材料
1.2 汽车车身常用金属型材
3.型钢
型钢的种类很多，根据断面形状可分为简单断面型钢 和复杂断面型钢。简单的断面型钢有圆钢、方钢和角钢等 类型，复杂的断面型钢有槽钢和工字钢等。
1.1 汽车车身常用金属材料的种类
3.有色金属及其合金
通常把铁和铁碳合金称为黑色金属，而把黑色金属以外的 其他金属称为有色金属。
1.铝及铝合金铝：是银白色的轻金属，其熔点为660 ℃， 相对密度为2.7 g/cm3，具有良好的塑性、导电性、导热性 和耐蚀性。
2.铜及铜合金：纯铜呈紫红色，又称紫铜，其熔点为1 083 ℃，相对密度为8.9 g/cm3。纯铜具有很好的导电性、 良好的塑性和延展性，所以纯铜很适合于压力加工。
3.镁及镁合金：纯镁的熔点为650 ℃，密度为1.74 g/cm3， 是工业用金属中密度最小的一种。纯镁的化学性质很活泼， 冶炼比较困难，所以纯镁在工业上的应用比较晚。
汽车车身常用的金属材料
1.2 汽车车身常用金Leabharlann 型材薄钢板 厚钢板 特殊钢板
钢铁材料在汽车中应用
发动机的工作循环是在气缸内完成的。气缸内 与活塞接触的内壁面，由于直接承受燃气的冲刷， 并与活塞存在着具有一定压力的高速相对运动，使 气缸内壁受到 强烈的摩擦，造成磨损。气缸内壁的 过量磨损是造成发动机大修的主要原因之一，根据 气缸内壁工作条件的这一特殊性应选用相应的材料， 即缸体用普通铸铁或铝合金。 常用缸套材料为耐磨合金 铸铁，主要有高磷铸铁、硼 铸 铁、合金铸铁等。为了提高缸 的耐磨性，可以用镀铬、表面 淬火、喷镀金属钼或其他耐磨 合金等办法对缸套表面处理。
缸体常用的材料有灰铁和铝合金两种。铝合金的密 度小，但钢度差、强度低及价格贵。所以除了某些发动 机为减轻重量而采用外，一般均用灰铸铁作为钢体材料。 灰口铸铁在汽车上应用较为广泛 ，还可用以制造飞轮、 飞轮壳、变速箱壳及盖、离合器壳及压板、进排气支管、 制动鼓以及液压制动总泵和分泵的缸体等。
（2）汽缸套用材
传统汽车结构用高强度钢板是以添加各种合金成分 而成的固溶强化型钢板和析出强化型构的主要材料。它 的特点是屈服点低、复合成分多，同时它的深拉延性极 好，可轧制成很薄的钢板，因此是车身轻量化的重要材 料。 低合金高强度钢板的品种：有含磷冷轧钢板、烘烤硬 化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度无间隙固溶冷轧钢 板等。 使 用 钢 铁 的汽 车 各 部 位 ：发动机系统、动力传 动系统、转向系统、制动系统、悬架减震系统的重要零 部件。
汽车弹簧用钢
（3）碳素结构钢
具有较高的强度，良好的塑性和韧性，优良的工艺性 能，在汽车零部件中，可用碳素结构钢制造的有螺钉、 螺母圈、法兰轴、制动器底板、车厢板件、发动机支架、 拉杆、销、键等。
法 兰 轴 承
制 动 器 底 板
（4）齿轮钢
具有良好的抗弯曲疲劳、接触疲劳性能；良好的抗 冲击载荷的能力；表面有良好的抗高面压和耐磨性能， 主要用于生产制造:汽车变速箱轴、齿类零件；汽车驱动 桥差速器主从动齿、星形齿、半轴齿轮；转向器蜗轮、 蜗杆、齿条；发动机正时齿轮等。
2第二章 汽车车身常用材料
四．金属的热处理
2．表面热处理
表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金 属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传人工件 内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上 给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表 面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理，常用的热源 有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。
②碳素工具钢 碳素工具钢的含碳量在0.7％～1.4％。由于含碳量高，故硬度偏高， 但红硬性差。主要用于制造各种手工具，一般都需经热处理后才可使用。
③合金结构钢与合金工具钢 合金结构钢和合金工具钢的用途与碳素结构钢和碳素工具钢相仿， 但其性能优于碳素钢。如40号钢经调质其抗拉强度ασb<750MPa；而 40Cr钢经调质其强度ασb>1000MPa。调质后，在硬度相同的情况下， 40Cr钢的塑性和韧性均优于40号钢。
6．铝板类
常用钣金铝材有纯铝板和铝合金板两种。 （1）纯铝薄板 纯铝薄板是银白色的轻金属，熔点为660℃，密度为2.7g/cm3，并具 有良好的塑性、延展性、导电性、导热性和耐腐蚀性。一般用于制作耐 腐蚀容器、油桶和各种形状的拉伸件和压弯件。由于铝板的抗拉强度较 低，所以不宜制作承受大载荷的构件。
镀铅薄钢板也叫白铅板，它具有抗腐蚀性能强的特点，最适合做耐酸 容器。因铅有毒，所以镀铅薄钢板不能做食品容器和罐头盒，通常用它做 燃油箱、贮油容器及其他防腐蚀性零件，镀铅薄钢板又称热镀铅合金冷轧 碳素薄钢板，其规格见表2-6。
常用铸铁材料范文
常用铸铁材料范文铸铁是一种常用的金属材料，广泛应用于机械制造、建筑物、汽车制造、铁路、船舶、仪器仪表等众多领域。
以下是常用的几种铸铁材料及其特点。
1. 灰铸铁（Gray Cast Iron）灰铸铁是最常见的铸铁材料之一，其微结构中含有大量碳化物蜡石。
具有优良的润滑性和耐磨性，易于切削和磨削加工。
灰铸铁的强度较低，但具有良好的抗震性和减振性能，常用于床身、机身等需要抗压性的部件。
2. 白口铸铁（White Cast Iron）白口铸铁的碳含量较高，其微结构中几乎完全是渗碳体。
具有硬度高、强度大的特点，但脆性较高，缺乏韧性。
白口铸铁通常用于制造耐磨部件，例如摩擦轮、铣刀等。
3. 蠕墨铸铁（Nodular Cast Iron）蠕墨铸铁在生产过程中通过添加稀土元素或微量镁等进行脱硫、球化处理，使碳化物以球状形式存在，因此具有优良的韧性和强度。
蠕墨铸铁具有良好的可加工性、耐磨性和耐腐蚀性，常用于制造重载件、汽车发动机缸体等。
4. 可锻铸铁（Malleable Cast Iron）可锻铸铁是通过热处理将灰铸铁加热至800-900°C再快速冷却而得到的一种材料。
具有优良的可锻性、韧性和冲击韧性，可锻铸铁在机械加工性能、耐磨性和抗腐蚀性方面都具有良好的表现。
常用于制造需要高强度和抗腐蚀性的零部件。
5. 双金属铸铁（Bi-metallic Cast Iron）双金属铸铁是一种通过在铸件中嵌入不同材料的方法得到的复合材料。
常见的双金属铸铁是铸铁中嵌入高强度、高硬度的合金钢片，以提高零件的抗磨性和耐冲击性。
双金属铸铁常用于制造锤头、刀具、破碎机零件等。
以上是常用的几种铸铁材料及其特点。
每种铸铁材料都有其独特的特性和应用领域，根据具体要求选择合适的材料将能够满足不同行业的需求。
汽车材料合金钢和铸铁讲解
2、灰口铸铁 以片状石墨形式存在的，断口呈暗灰色，
灰口铸铁的优点： 1、良好的切削加工性、 2、较高的耐磨性、减振 性。 3、低的缺口敏感性
3、可锻铸铁 铸铁中的碳以团絮状石墨形式存在，其塑形和韧性比灰口铸
铁好，主要用于要求韧度较好的薄壁类零件。
4、球墨铸铁
铸铁中的碳以球状石墨形式存在，球墨铸铁具有灰铸 铁的许多优点，如良好的减振性、耐磨性、低的缺口敏感 性等，都是钢所不及的。
二、铸铁
碳的质量分数为2.11%－6.69%的铁碳合金称为铸 铁，并且含有比普通碳素钢较多的硅、锰、硫等。
在铸铁中，碳可以有两种存在形式，一种是石墨， 它很软，强度极低。另外一种是渗碳体，硬度高，脆性 大，
二、铸铁 （一）、铸铁的分类
1、白口铸铁 主要是以渗碳体形式存在，断口呈银白色，又硬又
脆，很难进行切削加工，很少用来制作零件。
锈钢、耐热钢、耐磨钢等）
二、合金钢
按合金元素的含量分为：
低合金钢——合金元素总含量小于5% 中合金钢——合金元素的总含量为5%－10% 高合金钢——合金元素的总含量大于10%
二、合金钢
1、合金结构钢（应用最为广泛）
合金结构 钢
工程用钢
低合金结构钢
机构制造 用钢
合金渗碳钢 合金调质钢 合金弹簧钢 滚动轴承钢
合金钢、 铸铁
任务目标
1.了解合金钢及铸铁的分类
2.掌握簧
合金钢在汽车零件中的应用
一、合金钢
在碳钢的基础上，为了改善性能（力、化、物）而 特意加入某些合金元素，这类钢就称为合金钢。
常用的合金元素有铬（Cr)、锰（Mn)、镍（Ni)、硅 （Si)、铝（Al)、硼（B）、钨（W）、钒（V)及稀土 元素等
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复习思考题
P84 T2-11
T3-10 T4-8 T5-6、7
2019年9月22日星期日
2019年9月22日星期日
高温退火（消除白口组织退火 ）： 850~900℃, 使表面、薄壁等处Fe3C →G, 硬度↓, 切削加工性↑
表面淬火：提高导轨表面、汽缸体内壁等的耐磨性
只改变基体组织，不能改变石墨的形态
2019年9月22日星期日
2.5.3 可锻铸铁（玛钢、马铁） ——石墨成团絮状
生产过程——由白口铸铁经长时间石墨化退火而得。 组织 —— 碳钢基体+团絮状G
HT250、HT300、HT350
2019年9月22日星期日
珠光体+片状石墨
2.5.2 灰铸铁 组织——钢基体（F 、F + P 、P） + 片状G
F基体+ 片状G
F+P基体+ 片状G
P基体+ 片状G
性能——力学性能最低，但铸造性能最好，价格便宜。
2019年9月22日星期日
2.5.2 灰铸铁
HT100 铁素体灰铸铁
100
手轮、支架、外罩、重锤等低载荷、不重要的零件。
HT150 F-P灰铸铁
150
床身、支柱、齿轮箱、工作台及汽车变速器壳体、 水泵叶轮等中等载荷的零件。
HT200
200 汽车汽缸体、汽缸盖、轴承座、连轴器等较
珠光体灰铸铁
HT250
250
大载荷的重要零件。
HT300 HT350
2.5.2 灰铸铁 ——在汽车上的应用
变速器壳体、气缸体、气缸盖
灰铸铁制造的变速器壳
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灰铸铁制造的汽缸体
2.5.2 灰铸铁 ——在汽车上的应用
衬垫
HT200
气缸盖罩
气缸盖
安装火花塞
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气缸垫
2.5.2 灰铸铁
灰铸铁的热处理
去应力退火 (低温退火、又称人工时效) ： 500~550℃，防止机加工、使用时变形或开裂
球墨铸铁
最低Rm
最低 A
如 ：QT700-2 ，表示 Rm≥700， A≥2％
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铁素体球墨铸铁 珠光体+铁素体球墨铸铁
珠光体球墨铸铁
2.5.4 球墨铸铁
牌号
QT400-18 QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2 QT800-2 QT1200-1
基体
正火 —— P% ↑ ，细化组织，强度、耐磨性↑ 低温正火，840~860℃， → P + F + G ，塑韧性较好。 高温正火，880~920℃， → P + G + 少量F ，强度较高。
调质 —— 850~900℃油淬 + 550~600℃回火 → 回火S + G 等温淬火 —— 840~900℃ + 300℃等温 → 下B+G
应用：制造结构复杂、强度要求较高的铸件
（进气管、排气管、制动鼓等）
进气管
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排气管
制动鼓
2.5.5 蠕墨铸铁
蠕墨铸铁汽缸体
制动毂
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汽车制动盘
小结
常用铸铁
分G 类 形态
灰 铸片 铁
改变G形态
性能
牌号
用途
① G对基体割裂严重 ② 强度、塑韧性最低 ③ 铸造性能最好，价廉
对缺口不敏感。 4.比较灰铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁力学性能的差异 答：灰铸铁＜蠕墨铸铁＜可锻铸铁＜球墨铸铁
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2.5.2 灰铸铁 石墨呈片状分布
牌号：HT×××
灰铸铁
最低Rm
铁素体+片状石墨
如HT100 ，表示 Rm≥100MPa
铁素体+珠光体+片状石墨
常见牌号：HT100、HT150、HT200、
HT200
形状复杂、受力不大的汽 车的汽缸体、汽缸盖、制 动轮；机床床身、轴承座
可 锻 铸 铁
白口铸铁经可锻化处理 ① G对基体割裂减轻 团絮 ① 浇注成白口铸铁 ② 强度、塑韧性较高
② 高温长时间退火 ③ 成本最高
KTZ350 -10
汽车后桥壳、差速器壳、 前后轮毂；
受冲击的薄壁件：弯管、 三通
球 墨 铸 铁
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圆
滑
的
2.5.5 蠕墨铸铁： 石墨成蠕虫状
石 墨
边
缘
生产过程——在铁水浇注前加蠕化剂
（稀土镁合金、硅铁或硅钙合金）
牌号 ： RuT ×××
蠕墨铸铁
最低Rm
铁素体基体
如： RuT420 ，表示 Rm≥420MPa
组织—— 钢基体+ 蠕虫状 G
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370
12
适用范围及用途举例
适用于在较小冲击载荷和静载荷作用下，要求气密性好的 零件，如管道配件，中低压阀门等
适用承受中等冲击载荷和静载荷的零件，如机床扳手、车 轮壳、钢丝绳轧头等
适用于在较高的冲击、振动及扭转负荷下工作的零件，如
汽车的后桥壳、差速器壳、前后轮毂、转向节壳、管
道接头等
KTZ450-06
水泵叶轮
发动机飞轮
灰铸铁的应用——制造承受力不大，而形状复杂的零件。
如：机床床身，各种箱体，壳体、泵体、缸体，手轮、飞轮等。
灰
铸铁齿来自轮箱机床的床身
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2.5.2 灰铸铁
阀门手轮
表2-23 常用灰铸铁的牌号与用途
阀门手轮
牌号 铸铁类别 Rmmin（MPa）
适用范围及用途举例
F球铁——汽车、拖拉机的轮毂、驱动桥壳、汽车后桥壳、 拔叉等受冲击和震动的件
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2.5.4 球墨铸铁
QT450-10
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QT900-2
2.5.4 球墨铸铁
桑塔纳轿车发动机曲轴飞轮组
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2.5.4 球墨铸铁
热处理特点
退火 ——去应力退火，500 ~600℃。 低温退火，720~760℃， P→G + F ，塑韧性、切削加工性↑ 高温退火，900~950℃， P, Fe3C →G + F ，塑韧性、切削加工性↑
问题回顾
1.为什么同一成分铸铁件的表层或薄壁处容易形成白口？ 答：因为同一成分铸件的表层或薄壁处冷却速度快，有利于
渗碳体的形成，因此出现白口。 2.根据碳在铸铁中的存在形式不同，铸铁可分为哪几种？ 答：白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁三种。 3.灰口铸铁具有哪些特殊性能？ 答：良好的铸造性能、减震性能、减磨性能、切削加工性能、
扳手
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2.5.3 可锻铸铁 ——在汽车上
汽车后桥外壳 钢板弹簧吊架
差速器壳
发动机摇臂
制动踏板
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2.5.4 球墨铸铁 石墨呈球状
生产过程——球化处理
在铁水浇注前同时加入：
球化剂（Mg或稀土Mg）
孕育剂（硅铁和硅钙合金）
使 G 球化
牌号 ： QT ××× -×
1.0 进排气管、变速器壳、缸盖等
RuT380 珠光体
380
1.0 汽车、拖拉机的某些底盘零件
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2.5.5 蠕墨铸铁
性能特点：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 蠕铁 墨 灰铸 铸铁 铁
灰铸铁 蠕墨铸铁
球墨铸铁
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2.5.5 蠕墨铸铁
KTH330-8 >12 330 F基体
KTH350-10 >12 350
8 120~163 10 120~163
KTH370-12 >12 370 12 120~163
KTZ450-6
450 6 152~219
KTZ500-4 P基体
KTZ650-2
500 4 179~241 600 2 201~269
450
6
KTZ550-04
550
珠光体
可锻铸铁
KTZ650-02
650
4
适用于承受较高载荷、耐磨损，并要求有一定韧性的重要
零件，如曲轴、凸轮轴、连杆、车轮、摇臂、活塞环、万
2
向节叉、棘轮、扳手等
KTZ700-02
700
2
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2.5.3 可锻铸铁（玛钢、马铁）
应用——形状复杂、受冲击、振动的薄壁件。
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2.5.4 球墨铸铁
组织——碳钢基体+球状 G
下B+G 铁素体-珠光体基体
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球墨铸铁中的石墨球 （经深腐蚀） 珠光体基体
2.5.4 球墨铸铁
性能——A. 球墨铸铁＞可锻铸铁＞灰铸铁 与同基体的钢相近（但塑韧性较差） 其耐磨性甚至优于表面淬火的钢。
珠光体基体
2.5.5 蠕墨铸铁
表4-23 蠕墨铸铁的牌号、力学性能及用途
牌号
力学性能（不小于） 基体类型
Rm(Mpa) A(%)
应用举例
RuT260 铁素体
260
3.0
活塞环、缸套、制动盘、制动鼓、玻璃模具、钢珠 研磨盘、吸淤泵体等
RuT300
300
铁素体+
珠光体
RuT340
340
1.5
带导轨面的重型机床件、大型齿轮箱体、大型龙门 铣横梁，汽车制动鼓等