灰铸铁金相分析[专业知识]
铸铁金相性能及缺陷方面的知识
1、金相、机械性能方面：铸铁组织：铁素体：是碳在α-Fe中的固溶体，其性能接近于纯铁。
奥氏体：是碳在γ-Fe中的固溶体，其强度低、塑性好。
石墨：（1）灰铸铁石墨：A型石墨：均匀分布五方向性石墨，是理想的灰铸铁石墨。
B型石墨：片状和点状石墨聚集成菊花状，常在C、Si含量较高、冷却速度较大的近共晶或过共晶成分铸件中形成。
开始过冷较大，成核条件。
C型石墨：初生的粗大直片状石墨。
可以增加热导率，降低弹性模量，降低热应力，从而提高抗热冲击能力。
过共晶成分形成（缓冷条件）。
D型石墨：细小卷曲的片状石墨在枝晶间无方向性分布。
不加合金往往伴随有铁素体的产生。
石墨形核条件差，冷却速度大而造成过冷时形成，因而保留初生奥氏体的形态，石墨细小而分支发。
E型石墨：片状石墨在枝晶二次分支晶呈方向性分布。
往往在珠光体上得，其耐磨性像珠光体加A型石墨组织一样。
容易在CE较低（亚共晶层度大）奥氏体枝晶多而发达的铸铁中形成，由于枝晶间共晶液少，析出共晶石墨只好沿枝晶方向分布，故有方向性。
F型石墨：初生的星状与蜘蛛状石墨。
过共晶成分快速冷却形成。
（2）球墨铸铁石墨：球状石墨：球墨铸铁想要得到的理想石墨形态。
不规则状石墨：是指那些仍保持个体完整，但是外形很不规则、近视球状的石墨。
球化元素残留量不足，稀土加入量过多，强过共晶成分异态球型石墨：包括开花型石墨、雪花型石墨、碎块型石墨、球虫型石墨、球片型石墨、蟹型石墨。
开花型石墨、雪花型石墨：都是由相互无联系的快形石墨组成。
从形貌上看都是有石墨爆裂而生成，但爆裂程度不同。
在显微镜下观察区别：开花型石墨像是由很多个单晶体组成的花团，外表具有明显的螺旋生长的特征，它的外周大体保持圆整，雪花状石墨的爆裂程度较大，但是碎裂的石墨通过一个核心联系起来，外形已经不能保持圆整。
碎块状石墨：形状很不规则，在光学显微镜下呈厚度多变的条状、点状和扇状。
球虫状石墨和片状石墨：形貌相似，由球状石墨表面生长出蠕虫状或片状石墨。
灰铸铁金相分析[专业知识]
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一、钢和铁的区别
1 化学成分
钢：C%<2.10%
铁：C%>2.10%
2 金相组织
钢：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C) 铁：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C)
+石墨(G)
区别：基体是相同的，钢无石墨，铁有石墨。
高等教育
1
二、
Fe I C 双 重 相 图
高等教育
2
1、各点的温度、含碳量、意义
高等教育
3
2、各线的名称、意义
高等教育
4
3、各面的名称、意义 1）5个单相区 2）7个两相区 3）3个三相区
高等教育
5
三、铸造的优点 1、重量：非常小、非常大的零件； 2、尺寸：非常短、非常长的零件； 3、结构：非常复杂，无法加工的零件； 4、可以利用某些合金的特性； 5、可以实现小无车削加工。
HT250 HT300 HT350为孕育铸铁
高等教育
25
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。
高等教育
26
6、孕育铸铁 1）孕育铸铁的熔制原理：就是在低碳硅的铁 液中，若不进行孕育处理，铸铁中就会出现晶 间石墨或麻口、白口组织；若在炉前加入少量 孕育剂进行孕育处理，孕育剂熔入铁液中，促 进石墨核心形成，使铸铁中的石墨少而细小， 弯曲并均匀分布，同时基体组织中基本都是细 珠光体，从而使铸铁的强度进一步提高 。 孕育处理：已成为生产重要灰铸铁件不可缺少 的手段。
灰铸铁金相分析
（2）温度起伏、浓度起伏学说
孕育剂加入铁液后，首先要吸热熔化， 造成铁液局部温度降低，形成所谓的温度起 伏，另外孕育剂的熔化，使铁液出现大量、 分散的高硅区，硅大大降低了碳在铁液中的 溶解度，促使碳原子的析出，形成所谓的浓 度起伏。这样在铁液中出现了强烈的温度起 伏和浓度。 在温度起伏和浓度起伏的双重作用下， 在总体过冷度不大的情况下，结晶就开始了。
孕育铸铁作用的机理说法很多，下面介绍一 些主要论点。 （1）核心学说 孕育剂加入铁液后，能在较短的时间内 促使大量的石墨非自发形核。如SiFe、SiCa 等孕育剂加入铁液后，大量迅速地形成大量 的弥散性很强的质点，其中很多质点符合石 墨成核条件，从而形成石墨核心。 硅铁加入铁液后，形成石墨核心的过程如图 3.20所示。
2）根据石墨尺寸的大小，将A型石墨分为八级， 见下表。
2、灰铸铁基体组织的检验
1）珠光体数量：
2）碳化物的分布形态和数量1-6级 碳1 碳3 碳5 碳10 碳15 碳20 碳化物的形态：
3）磷共晶类型分布形态和数量 二元磷共晶 Fe—Fe3P 三元磷共晶 Fe—Fe3P—Fe3C 1-6级 磷1 磷2 磷4 磷6 磷8 磷10 磷共晶的形态：
第一部分 铸铁的金相组织分析 一、钢和铁的区别 1 化学成分 钢：C%<2.10% 铁：C%>2.10% 2 金相组织 钢：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C) 铁：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C) +石墨(G) 区别：基体是相同的，钢无石墨，铁有石墨。
二、 Fe I C 双 重 相 图
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
实验四铸铁金相组织观察
五、思考题
1、在铸铁的石墨化过程中，如果第一阶段 完全石墨化，第二阶段或完全石墨化，或部 分石墨化或未石墨化，问它们各得何种组织？
2、试述石墨形态对铸铁性能的影响。
铁 素 体 加 珠 光 体 球 墨 铸 铁
球 墨 铸 铁 中 的 石 墨 球
（3） 球墨铸铁的热处理
球墨铸铁可
进行各种热 处理,如退火、 正火、淬火 加回火、等 温淬火等。
正火 珠光体+牛眼状铁素体
等温淬火 下贝氏体
淬火 淬火马氏体+残余奥氏体
淬火+回火 回火马氏体
3、可锻铸铁
石墨呈团絮状的灰口铸铁，是由白口铸铁经石墨化
P基+G蠕虫状 (P+F)基+ G蠕虫状
浸蚀剂：4%硝酸酒精溶液
四、实验报告要求
实验结束后，每个学生都要认真地研究分析实验结果， 按要求写好实验报告，交实验指导教师审阅，实验报告 要包括下述内容： 1、简述实验目的
2、整理好实验结果 3、简要说明铸铁的组织特点，并比较白口铸铁、麻口铸 铁、灰口铸铁中碳的形状。 4、比较各类型灰铸铁中石墨的组织形态。 5、根据观察，综合《材料科学基础》、《力学性能》、 《金属材料学》等理论知识，分析各类合金的显微组织 特征以及组织对性能的影响规律。
退火获得的。
（1）化学成分和组织
灰铸铁的成分范围为： 2.4~2.8%C，1.2~2.0%Si， 0.4~1.2%Mn， ≤0.1%P，≤0.2%S 。
可锻铸铁石墨化退火工艺曲线
（2）组织：基体(F、P)＋团絮状G 铁素体基体可锻铸铁又称黑心可锻铸铁。
灰铸铁铁水成分与金相组织、力学性能之间的关系
e.孕育的影响 铁液浇注以前，在一定的条件下（过热
温度、化学成分、合适的加入方法等），向 铁液中加入一定量的物质（称为孕育剂）以 改变铁液的凝固过程，改善铸态组织，从而 达到提高性能的目的，这种处理方法称为孕 育处理。
48
f.炉料的影响 遗传性：铁液的主要化学成分不变，更
换炉料后，铸铁的组织（石墨化程度、白口 倾向以及石墨形态甚至基体组织）都会发生 变化，炉料与铸件组织之间的这种关系，习 惯上称为炉料的遗传性。
57
<
亚共晶
例：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 51
例：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%-
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例：C 3.4, Si 2.5 Mn 0.8 P 0.15 S 0.12 Sc= C/4.26-1/3(Si+P)%=3.4%/ 4.26-1/3(2.5.9+0.12)% = 3.4%/4.26-0.88%= 3.4%/3.38%=1.01 因为1.01 > 1，所以该铸铁是过共晶 例：C 2.8, Si 1.5 Mn 1.0 P 0.08 S 0.10 Sc= C/4.26-1/3(Si+P)%=2.8%/ 4.26-1/3(1.5+0.08)%= 2.8%/4.26-0.53% = 2.8%/3.73%=0.75 因为0.75 < 1，所以该铸铁是亚共晶
灰铸铁的金相,拉力
>80~150
>150~300
180
160
-
-
-
(155)
145
135
170
150
-
-
-
-
140
130
165
145
130
120
HT250
>20~40
>40~80
>80~150
>150~300
220
200
-
-
-
(190)
180
165
(210)
190
-
-
-
-
170
160
205
180
165
150
牌号
单铸试棒
抗拉强度
σb≥/Mpa
铸件
铸件壁厚
/mm
抗拉强度
σb≥/Mpa
HT100
100
>2.5~10
>10~20
>20~30
>30~40
130
100
90
80
HT150
150
>2.5~10
>10~20
>20~30
>30~40
175
145
130
120
HT200
200
>2.5~10
>10~20
>20~30
-
3.4~3.9
2.1~2.6
0.5~0.8
0.3
0.15
HT150
<30
30~50
>50
3.3~3.5
灰铸铁金相能力验证
灰铸铁金相能力验证
灰铸铁金相能力验证是指对灰铸铁材料进行金相分析，验证其组织结
构和性能是否符合相关标准和要求的过程。
灰铸铁是一种广泛应用于
机械制造、汽车制造、建筑等领域的铸造材料，其性能与组织结构密
切相关，因此金相能力验证对于保证产品质量和生产效率具有重要意义。
灰铸铁金相能力验证的主要步骤包括样品制备、金相显微镜观察、图
像分析和性能测试等。
首先，需要从生产中取得代表性的灰铸铁样品，并进行样品制备，包括去除表面氧化层、研磨和抛光等步骤，以保证
样品表面光洁度和组织结构的清晰度。
其次，将样品放置在金相显微
镜下进行观察，通过调节显微镜的放大倍数和对比度等参数，可以清
晰地观察到样品的组织结构和缺陷情况。
然后，需要对观察到的图像
进行分析，包括颗粒形态、尺寸、分布、相对含量等方面的分析，以
评估样品的组织结构和性能是否符合标准和要求。
最后，可以进行一
些性能测试，如硬度测试、拉伸测试等，以进一步验证样品的性能。
在进行灰铸铁金相能力验证时，需要注意以下几点。
首先，样品制备
和观察过程中需要保持环境干净和安静，以避免灰尘和噪声等因素对
观察结果的影响。
其次，需要选择合适的金相显微镜和图像分析软件，以保证观察和分析的准确性和可靠性。
此外，还需要了解相关标准和
要求，以便进行正确的分析和评估。
总之，灰铸铁金相能力验证是保证产品质量和生产效率的重要手段，通过对样品的组织结构和性能进行分析和评估，可以及时发现和解决问题，提高生产效率和产品质量。
铸铁知识-金相
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
列有方向性，所以抗拉强度比D型高，比A型
E
低。
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。
表2.7所示的是为制造JIS G 5501的 灰铁品的各种类标准的C及Si量。
灰铁的抗拉强度受所占截面石墨部 面积的影响。因此，认为抗拉强度与表 示石墨量的碳素饱和度（Sc）和碳素当 量（CE）值之间有关联。左图所示的 是碳素饱和度及碳素当量和抗拉强度的 关系。
压缩强度和抗拉强度
图2.13所示的是灰铁的抗拉强度和压
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硬度也
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。
JIS G 5501-1989｢灰铁品｣上根据机 械性能可分为FC100、150、200、250、 300及350这6种。
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
灰铸铁的金相组织(GB T7216-1987)
E
短小片状枝晶石墨呈方向性分布
星状
F
星状（或蜘蛛状）与短片状石墨混合均匀分布
灰铸铁的石墨长度分级（GB/T7216-1987）
级别
1
2
3
4
5
6
7
8
名称
石长100
石长75
石长38
石长18
石长9
石长4.5
石长2.5
石长1.5
石墨长度/mm
＞100
＞50~100
＞25~50
＞12~25
＞6~12
＞3~6
灰铸铁的金相组织(GB/T7216-1987)
Nancy(2010-08-06 11:53:21)
石墨分布形状分类（GB/T7216-1987）
名称
代号
说明
片状
A
片状石墨均匀分布
菊花状
B
片状与电状石墨聚集成菊花状分布
块片状
C
部分带尖角块状、粗大片状初生石墨及小片状石墨
枝晶点状
D
点、片状枝晶间石墨成无向分布
级别
放大10倍
放大40倍
单位面积中实际共晶团数量（个/cm2)
1
＞400
＞25
＞1040
2
≈400
≈25
≈1040
3
≈300
≈19
≈780
4
≈200
≈13
≈520
5
≈150
≈9
≈3906ຫໍສະໝຸດ ≈100≈6≈260
7
≈50
≈3
≈130
8
＜50
＜3
＜130
在碳化铁上分布着奥氏体分解产物的颗粒及粒状、条状碳化物
灰铸铁金相能力验证
灰铸铁金相能力验证一、引言灰铸铁是一种常见的铸铁材料，具有优良的机械性能和低成本的特点。
为了验证灰铸铁的金相能力，本文将从灰铸铁的组织结构、金相分析方法以及金相测试结果等方面进行深入探讨。
二、灰铸铁的组织结构灰铸铁的组织结构主要由铁素体、珠光体和渗碳体组成。
其中，铁素体是主要的组织相，珠光体是固溶体的析出相，而渗碳体则是由高温下的碳原子扩散形成的。
2.1 铁素体铁素体是由α-Fe组成的一种铁碳固溶体，其晶粒较大且呈板状排列。
铁素体的存在使得灰铸铁具有良好的韧性和可加工性。
2.2 珠光体珠光体是由铁素体中的C和Si等元素形成的一种固溶体。
珠光体的存在使得灰铸铁具有一定的硬度和耐磨性。
2.3 渗碳体渗碳体是由高温下的碳原子扩散形成的一种碳化物相，主要由Fe3C组成。
渗碳体的存在使得灰铸铁具有一定的强度和硬度。
三、金相分析方法金相分析是研究材料组织结构和性能的重要手段，对于灰铸铁的金相能力验证也是必不可少的。
3.1 金相试样的制备金相试样的制备是金相分析的第一步，通常需要将灰铸铁样品进行切割、打磨和腐蚀等处理，以获得适合金相观察的试样。
3.2 金相显微镜观察金相显微镜是金相分析的主要工具，可以观察灰铸铁的组织结构和相态。
通过金相显微镜的观察，可以得到灰铸铁的相组成、晶粒大小和分布等信息。
3.3 金相测试结果的分析根据金相显微镜观察得到的图像，可以进行金相测试结果的分析。
通过对相组成、晶粒大小和分布等进行定量分析，可以评估灰铸铁的金相能力。
四、金相测试结果根据金相分析的结果，可以得到灰铸铁的金相测试结果。
以下是一些常见的金相测试结果：1.相组成：灰铸铁中的相组成主要由铁素体、珠光体和渗碳体组成。
通过金相测试，可以确定各相的比例和分布情况。
2.晶粒大小：灰铸铁的晶粒大小对其力学性能和加工性能有重要影响。
金相测试可以测量灰铸铁中晶粒的大小和分布情况。
3.相间连续性：灰铸铁中不同相之间的连续性对其性能影响较大。
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
灰铸铁金相检验标准
灰铸铁金相检验标准灰铸铁是一种广泛用于机械制造的铸铁材料，其性能直接关系到零部件的质量和使用寿命。
金相检验是对灰铸铁材料进行质量检测的重要手段，通过金相检验可以了解材料的组织结构、缺陷情况和性能特点，为生产工艺和质量控制提供重要依据。
本文将介绍灰铸铁金相检验的标准内容和要点，以便于相关人员进行准确、规范的检验工作。
一、金相检验的目的。
灰铸铁金相检验的主要目的是了解材料的组织结构和性能特点，包括晶粒大小、石墨形态、基体组织、缺陷情况等。
通过金相检验可以评定材料的组织均匀性、强度和硬度等性能指标，为材料的选用和工艺设计提供依据。
二、金相检验的标准。
1. 样品的制备，样品的制备是金相检验的第一步，样品的制备质量直接关系到检验结果的准确性。
样品的制备应符合相关标准要求，包括样品的切割、研磨、腐蚀和清洗等步骤。
2. 显微组织观察，金相检验的核心是对样品的显微组织进行观察和分析。
观察时应选取代表性的区域，包括铁素体、珠光体、渗碳体和石墨等组织结构，以了解材料的组织均匀性和形貌特征。
3. 组织定量分析，除了显微组织观察外，金相检验还需要对组织结构进行定量分析，包括晶粒大小、石墨形态、基体组织比例等参数的测定，以便于对材料性能进行评定。
4. 缺陷检测，金相检验还需要对材料的缺陷情况进行检测，包括气孔、夹杂、裂纹等缺陷的类型和分布情况，以评定材料的质量状况。
三、金相检验的要点。
1. 样品的制备应符合标准要求，避免制备过程对样品组织结构的影响。
2. 显微组织观察时应选取代表性的区域，避免观察结果的片面性和不准确性。
3. 组织定量分析需要准确的测试方法和仪器设备，以确保分析结果的准确性和可靠性。
4. 缺陷检测需要综合运用不同的检测方法，对材料的缺陷进行全面、深入的分析。
四、金相检验的意义。
灰铸铁金相检验是对材料质量进行评定的重要手段，通过金相检验可以了解材料的组织结构、性能特点和缺陷情况，为材料的选用和工艺设计提供依据。
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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
根据石墨的形态不同又分为： 石墨形态：片状—灰铸铁
蠕虫状—蠕墨铸铁 球状—球墨铸铁 絮状—可锻铸铁
高等教育
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石墨的形态：
高等教育
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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
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2）麻口铸铁
麻口铸铁具有白口和灰口的混合组织， 断口呈灰、白色交错。其金相组织为珠光体 (P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C) +石墨(G)。
这种铸铁由于既不利于机械加工，又无 特殊优异的使用性能，故一般很少使用。
高等教育
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3）灰口铸铁：在铸铁的金相组织中，碳以石 墨的形态存在，这种铸铁称为灰口铸铁。
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1、各点的温度、含碳量、意义
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2、各线的名称、意义
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3、各面的名称、意义 1）5个单相区 2）7个两相区 3）3个三相区
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三、铸造的优点 1、重量：非常小、非常大的零件； 2、尺寸：非常短、非常长的零件； 3、结构：非常复杂，无法加工的零件； 4、可以利用某些合金的特性； 5、可以实现小无车削加工。
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
高等教育
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（3）白口铸铁的金相检验 a、白口层深度 b、白口区的石墨 c、白口组织
高等教育
高等教育
6
四、铸铁的金相检验
铸铁是应用最为广泛的一种铸造合金， 铸铁的产量约占铸造合金总产量的75%以上。
1、铸铁的定义：铸铁是以铸造生铁为主要 原料，经配料、化铁炉熔化，并浇注成形的 高碳系铁碳合金，称为铸铁。
2、铸铁的化学成分范围：
铸铁的成分范围大致为：2.4～4.0%C， 0.6～3.0%Si，0.2～1.2%Mn，0.08～ 0.12%P，0.08～0.15%S。有时还加入各种 合金元素，以获得具有各种性能的合金铸铁。
例2：C 3.4, Si 2.5 Mn 0.8 P 0.15 S 0.12
Sc= C/4.26-1/3(Si+P)%=3.4%/
4.26-1/3(2.5.9+0.12)%
= 3.4%/4.26-0.88%= 3.4%/3.38%=1.01
因为1.01 > 1，所以该铸铁是过共晶
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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。
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（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。
第一部分 铸铁的金相组织分析
一、钢和铁的区别
1 化学成分
钢：C%<2.10%
铁：C%>2.10%
2 金相组织
钢：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C) 铁：珠光体(P)+铁素体(F)+化合物(Fe3C)
+石墨(G)
区别：基体是相同的，钢无石墨，铁有石墨。
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二、
Fe I C 双 重 相 图
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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
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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%
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2）碳当量
比较方法:
>
过共晶
CE = 4.26 共晶
<
亚共晶
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例1：C 3.2, Si 1.9 Mn 0.8 P 0.12 S 0.12 CE = C+1/3(Si+P)%=3.2%+1/3(1.9+0.12)% = 3.2%+0.67%=3.87% 因为3.87< 4.26，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 CE = C+1/3(Si+P)%=3.4%+1/3(2.5+0.12)% = 3.4%+0.88%=4.28% 因为4.28% > 4.26%，所以该铸铁是过共晶。
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3）共晶度
比较方法:
>
过共晶
Sc = 1 共晶
< 高等教育 亚共晶
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例1： C 3.2, Si 1.9 Mn 0.8 P 0.12 S 0.12 Sc= C/4.26-1/3(Si+P)%=3.2%/ 4.26-1/3(1.9+0.12)% = 3.2%/4.26-0.67%= 3.2%/3.59%= 0.89 因为0.89< 1，所以该铸铁是亚共晶
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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Leabharlann 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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HT250 HT300 HT350为孕育铸铁
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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。
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6、孕育铸铁 1）孕育铸铁的熔制原理：就是在低碳硅的铁 液中，若不进行孕育处理，铸铁中就会出现晶 间石墨或麻口、白口组织；若在炉前加入少量 孕育剂进行孕育处理，孕育剂熔入铁液中，促 进石墨核心形成，使铸铁中的石墨少而细小， 弯曲并均匀分布，同时基体组织中基本都是细 珠光体，从而使铸铁的强度进一步提高 。 孕育处理：已成为生产重要灰铸铁件不可缺少 的手段。