球墨铸铁的组织和性能
球墨铸铁性能和生产工艺
球墨铸铁旳化学成份
选择合适旳化学成份是确保球墨铸铁 取得良好旳金相组织和高性能旳基本条件， 化学成份旳选择既要利于石墨旳球化和取 得满意旳基体，以期取得满意旳性能，又 要使球墨铸铁具有良好旳铸造性能。
一、五大元素
1、碳和硅
因为石墨球对基体旳减弱作用很小，所以碳含量在 3.2-3.8%时，对力学性能无明显影响。拟定球墨铸铁旳 碳硅含量时，主要从确保铸造性能考虑，将碳当量选择在 共晶成份左右。
2、缩孔和缩松
特征：缩孔发生于第一次收缩阶段。 表面凹陷及局部热节凹陷，含气孔旳暗 缩孔，内壁粗糙。缩松发生于第二次收 缩阶段。被树枝晶分割旳溶池处成为真 空，凝固后旳孔壁粗糙、排满树枝晶旳 疏松孔为缩松。
原因：碳当量低，磷含量高，增长缩 孔缩松倾向。
措施：提升铸型刚度，如使用树脂砂， 提升铁液碳当量。
形核物质 1、石墨：未溶石墨、添加晶体石墨、非平 衡石墨 2、岩状构造碳化物基底 3、氧化物 4、硫化物/氧化物 5、铋及铋旳化合物
球墨铸铁旳孕育
球墨铸铁孕育旳主要性 灰铸铁、球墨铸铁孕育旳异同点 孕育衰退现象 提升孕育效果旳措施
a.选择强效孕育剂 b.必要旳S旳含量 c.改善处理措施 d.提升铸件冷却速度
这些条件旳实质在于变化石 墨结晶旳冷却情况。
球墨铸铁旳金相组织与力学性能旳关系
球墨铸铁旳力学性能是和它旳金相 组织亲密有关旳。确保铸铁中石墨球化 良好，是熔制球墨铸铁旳第一要求。
只有石墨球化，才干充分发挥金属 基体旳作用，使铸铁旳力学性能大幅度 提升。也只有石墨球化后，进一步变化 基体旳性能才更有意义。
球墨铸铁旳形成
球状石墨旳形成经历了形核与生长两个阶段。 其中旳形核是石墨旳首要过程，铁液在熔炼及随 即旳球化、孕育处理中产生大量旳非金属夹杂物， 初生旳夹杂物非常小，在随即浇铸、充型、凝固 过程相互碰撞、聚合变大，上浮或下沉，成为石 墨析出旳关键。
球 墨 铸 铁
1.2 球墨铸铁的热处理
球墨铸铁的热处理工艺：
主要有退火、正火、调质、等温淬火
1.2 球墨铸铁的热处理
退火的目的在于获得铁素体基体。球化剂增大 铸件的白口化倾向，当铸件薄壁处出现渗碳体时，为 了获得塑性好的铁素体基体，并改善切削性能，消除 铸造应力，根据铸铁的铸造组织，可采用两种退火工 艺。
正火的目的在于温度，又分高温正火（完全奥氏 体化正火）和低温正火（不完全奥氏体化正火）两种。
1.1 球墨铸铁的成分、组织、
性能和用途
应用：
由于球铁具有优异的力学性能，因此可用 于负荷较大、受力较复杂的零件，甚至能代替碳 钢制造某些零件。
如珠光体基体的球铁，常用于制造柴油机曲 轴、连杆、齿轮、机床主轴、蜗轮、蜗杆，轧 钢机的轧辊，水压机的工作缸、缸套、活塞等。 而铁素体的球铁，可用于制造受压阀门、机 器底座、汽车后桥壳等。
工 程 材 料 及 热 处 理
球墨铸铁
石墨成球状的铸铁称为球墨铸铁，是 在灰口铸铁的铁液中加入球化剂（稀土镁合 金等）和变质剂（硅铁）进行球化变质处理 后得到的。
铸造性能好 成本低廉 生产方便
1.1 球墨铸铁的成分、组织、 性能和用途
与灰铸铁相比，它的硫含量较低，而 碳含量较高，一般为过共晶成分，以利于石 墨球化。
但是调质处理一般只适用于小尺寸的铸件，当 尺寸过大时，铸件内部淬不透，处理效果不好。
1.2 球墨铸铁的热处理
淬火等温淬火时，将零件加热到奥氏体区，保温一定时 间后，在300℃左右的等温盐浴中冷却并保温，使基体 在此温度下转变为下贝氏体。球墨铸铁经等温淬火后不 仅可以获得较高的强度，同时还具有良好的塑性和韧性。
1.2 球墨铸铁的热处理
完全奥氏体正火工艺曲线图
球墨铸铁材质报告单
球墨铸铁材质报告单
摘要：
1.球墨铸铁的概述
2.球墨铸铁的性能特点
3.球墨铸铁的应用领域
4.球墨铸铁的发展前景
正文：
球墨铸铁材质报告单是一份详细介绍球墨铸铁的文档，本文将从球墨铸铁的概述、性能特点、应用领域以及发展前景四个方面进行详细介绍。
首先，我们来了解一下球墨铸铁的概述。
球墨铸铁是一种高强度、高韧性的铸铁材料，它是通过在铁水中加入适量的球墨剂和合金元素，使其形成球状石墨，从而提高铸铁的性能。
球墨铸铁的出现，弥补了普通铸铁在强度和韧性上的不足，使其在各种工业领域得到了广泛的应用。
接下来，我们来看看球墨铸铁的性能特点。
球墨铸铁的主要性能特点包括高强度、高韧性、耐磨性和耐腐蚀性等。
由于球墨铸铁中的石墨呈球状，可以有效地阻止铸铁的断裂，从而提高了铸铁的韧性。
同时，球墨铸铁还具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，使其在各种恶劣环境下都能保持良好的性能。
再来看看球墨铸铁的应用领域。
由于球墨铸铁具有优良的性能，使其在各种工业领域都得到了广泛的应用。
比如，在汽车制造领域，球墨铸铁可以用于制造汽车发动机、变速器等部件；在建筑领域，球墨铸铁可以用于制造各种建筑构件；在石油化工领域，球墨铸铁可以用于制造管道、阀门等设备。
最后，我们来看看球墨铸铁的发展前景。
随着科技的发展，球墨铸铁的生产技术和工艺也在不断改进，这使得球墨铸铁的性能得到了进一步的提高。
同时，随着环保意识的增强，球墨铸铁的环保性能也受到了重视。
因此，可以预见，球墨铸铁在未来的发展前景将会更加广阔。
球墨铸铁性能及生产工艺
铸造缺陷预防
总结词
铸造缺陷会影响球墨铸铁的质量和性能，因此需要采取一系列措施预防铸造缺陷的产生。
详细描述
在生产过程中，要严格控制浇注温度、模具温度、冷却速度等工艺参数，以防止产生气 孔、缩孔、夹渣等铸造缺陷。同时，要定期检查模具的磨损情况，及时修复和更换损坏
的模具，以防止出现不均匀冷却等缺陷。
质量检测与评估
用于生产建筑构件、水 管、阀门等。
用于制造各种承受复杂 应力的机械零件和工具。
在电力、化工、船舶等 领域也有广泛应用。
02
球墨铸铁性能
力学性能
强度
球墨铸铁具有较高的强度，其抗拉强度和屈 服点均高于灰铸铁。
耐磨性
球墨铸铁的耐磨性优于其他铸铁，适用于需 要承受摩擦和磨损的场合。
韧性
球墨铸铁的韧性较好，不易脆化，能够承受 较大的冲击和振动。
提高生产效率与降低成本
自动化和智能化铸造生产线
采用先进的机器人技术、传感器技术和大数据分析技术， 实现铸造生产线的自动化和智能化，提高生产效率，降低 人工成本。
高效熔炼与连铸技术
研究新型的熔炼和连铸技术，提高铁水的纯净度和连铸坯 的质量，减少生产过程中的损耗和废品率，降低生产成本。
循环经济与资源再利用
的机械性能。
废钢
适量加入废钢，调节铁水成分，降 低成本。
球化剂和孕育剂
选用合适的球化剂和孕育剂，提高 球墨铸铁的球化率和石墨形态。
熔炼与浇注
熔炼
采用电炉或冲天炉熔炼铁水，控制熔炼温度和时间，确保铁 水质量。
浇注
根据铸件的大小和复杂程度，选择合适的浇注系统和浇注温 度，确保铁水充型良好。
球化与孕育处理
通过废旧铸件回收、再生利用和资源循环利用，降低原材 料成本，同时减少对环境的污染。
球 墨 铸 铁
图1-11 球墨铸铁高温正火工艺曲线
2）低温正火
球墨铸铁
一般将铸件加热到820 ℃～860 ℃，保温1～4 h， 然后出炉空冷，获得珠光体 和分散铁素体的球墨铸铁。 低温正火后的铸件的塑性和 韧性提高了，但强度比高温 正火略低，其工艺曲线如图 1-12所示。
图1-12 球墨铸铁低温正火工艺曲线
球墨铸铁
球墨铸铁
图1-9 球墨铸铁低温石墨化退火工艺曲线
球墨铸铁
3）高温石墨化退火
由于球墨铸铁白口倾向较大，因而铸态组织中往往 出现自由渗碳体，为了获得铁素体球墨铸铁，需要进行 高温石墨化退火。
高温石墨化退火工艺是将铸件加热到900 ℃～950 ℃，保温2～4 h，使自由渗碳体石墨化，然后炉冷至 600 ℃，再出炉空冷，其工艺曲线如图1-10所示。
球墨铸铁
2）低温石墨化退火
当铸态基体组织为珠光体+铁素体而无自由渗 碳体存在时，为了获得塑性、韧性较高的铁素体球 墨铸铁，可进行低温石墨化退火。
低温石墨化退火工艺是将铸件加热到共析温度 范围附近，即720 ℃～760 ℃，保温2～8 h，使铸 件发生第三阶段石墨化，然后炉冷至600 ℃，再出 炉空冷，其工艺曲线如图1-9所示。
球墨铸铁的化学成分为ωC=3.6％～3.9％，ωSi=2.0％ ～2.8％，ωMn=0.6％～0.8％，ωS<0.04%，ωP<0.1％， ωMg=0.03％～0.05％。与灰铸铁相比，球墨铸铁的碳、硅 含量较高，有利于石墨球化。
球墨铸铁
2. 球墨铸铁的显微组织
球墨铸铁按其基体组 织不同，可分为铁素体球 墨铸铁、铁素体+珠光体 球墨铸铁和珠光体球墨铸 铁三种，它们的显微组织 如图1-8所示。
球墨铸铁除了能采用上述热处理工艺外，还可以采用表面强化处 理，如表面淬火和渗氮等。
球墨铸铁特性及其应用
目录
• 球墨铸铁的特性 • 球墨铸铁的生产工艺 • 球墨铸铁的应用领域 • 球墨铸铁的未来发展 • 球墨铸铁的局限性及解决方案
01
球墨铸铁的特性
力学性能
01
02
03
强度和韧性
球墨铸铁具有较高的强度 和韧性，能够承受较大的 压力和冲击力，不易发生 脆性断裂。
抗疲劳性能
由于其良好的韧性和抗疲 劳性能，球墨铸铁在反复 承受压力的情况下仍能保 持其完整性。
铸造工艺改进
采用先进的铸造工艺和设备，提高铸件质量和生产效率。
热处理工艺优化
通过优化热处理工艺，改善球墨铸铁的机械性能和加工性能。
应用领域的拓展
汽车工业
随着新能源汽车和智能驾驶技术的快速发展，球墨铸铁在汽车工业 中的应用将进一步扩大，如发动机部件、悬挂系统等。
轨道交通
随着城市轨道交通的快速发展，球墨铸铁在轨道交通车辆的制造中 具有广泛应用，如转向架、制动系统等。
石油化工
在石油化工领域，球墨铸铁可以用于制造各种压力容器、管道和阀门 等关键部件。
05
球墨铸铁的局限性及解决 方案
成本问题
总结词
球墨铸铁的生产成本较高，这限制了其在某些领域的应用。
详细描述
球墨铸铁的生产需要较高的温度和特殊的处理过程，导致其 成本相对较高。为了解决这一问题，可以采用优化生产工艺 、提高设备效率以及寻找替代材料等方法来降低成本。
耐腐蚀、耐磨损材料
针对特殊环境下的应用，如海洋工程、化工设备 等，研发具有优异耐腐蚀和耐磨损性能的球墨铸 铁材料。
多功能复合材料
通过材料复合技术，将球墨铸铁与其他材料（如 金属、陶瓷等）进行复合，以获得具有多种优异 性能的复合材料。
球墨铸铁件特点介绍
球墨铸铁件特点介绍球墨铸铁件是一种具有特殊结构和性能的铸造件，它在工业生产中广泛应用于各个领域。
本文将介绍球墨铸铁件的特点，并从材料特性、机械性能、耐腐蚀性能、加工性能等方面进行详细解释。
一、材料特性：球墨铸铁件是一种由球状石墨和铁基体组成的铸造材料。
它具有优良的铸造性能，可以实现复杂形状的铸造，并且容易加工。
球墨铸铁件的石墨形态决定了它的特殊性能，使其具有良好的韧性和高强度。
与普通灰铸铁相比，球墨铸铁件具有更好的抗拉强度和韧性，其强度和硬度可与一些铸钢相媲美。
二、机械性能：球墨铸铁件具有优异的机械性能，其强度、硬度和韧性都较高。
它的屈服强度和抗拉强度都比灰铸铁高，抗冲击能力也更强。
这使得球墨铸铁件在承受大的载荷和冲击负荷时表现出色，可以在机械传动系统、汽车零部件、工程机械等高强度和耐磨损的场合得到广泛应用。
三、耐腐蚀性能：球墨铸铁件具有良好的耐腐蚀性能，特别是在一些腐蚀介质中的抗蚀性能较好。
它在湿式环境下不易生锈，耐碱性能也较强。
这使得球墨铸铁件可以应用于一些腐蚀性较强的场合，如化工设备、海洋工程等。
四、加工性能：球墨铸铁件的加工性能较好，可以进行钻孔、铣削、车削、切割等多种加工工艺。
与铸钢相比，球墨铸铁件的切削性能更好，切削力和切削温度较低，切削工具的寿命也更长。
这使得球墨铸铁件在加工过程中能够更好地保持尺寸精度和表面质量。
总结起来，球墨铸铁件具有材料特性独特、机械性能优良、耐腐蚀性能强和加工性能好等特点。
它在汽车工业、机械制造、石油化工、铁路交通等领域得到广泛应用。
随着科技的不断进步，球墨铸铁件的性能不断提高，应用范围也在不断扩大。
我们相信，在未来的发展中，球墨铸铁件将继续发挥重要作用，为各个领域的发展做出更大的贡献。
球墨铸铁简介介绍
研究高效熔炼和浇注技术，缩短生产周期，降低能源消耗 和成本。例如，采用电炉熔炼、感应炉加热等先进技术， 提高熔炼效率和质量。
循环利用与废品再利用
加强废品回收和再利用，提高资源利用效率，降低生产成 本。例如，将废品进行破碎、熔炼后重新用于生产。
环保与可持续发展
减少污染排放
采取有效措施减少生产过程中的 废气、废水和固体废弃物的排放 ，降低对环境的影响。例如，采 用环保涂料和除尘设备等减少废
性质
具有高强度、高韧性、耐磨性等 优良性能，同时具有良好的可加 工性和耐腐蚀性。
球墨铸铁的历史与发展
历史
球墨铸铁最早由美国人发明，于19 世纪80年代问世。
发展
随着铸造技术的进步和新型材料的出 现，球墨铸铁的应用领域不断扩大。
球墨铸铁的生产过程
处理
对原材料进行质量 检验、合金化处理 、熔炼等步骤。
耐磨性
良好的耐磨性
球墨铸铁具有较好的耐磨性，能够在摩擦磨损条件下长期使 用。
磨损率低
球墨铸铁的磨损率较低，能够减少零件的磨损和更换频率。
耐腐蚀性
良好的耐腐蚀性
球墨铸铁具有较好的耐腐蚀性，能够抵抗常见的化学腐蚀。
在腐蚀环境下长期使用
球墨铸铁可以在腐蚀环境下长期使用，适用于各种恶劣环境。
03
球墨铸铁的应用领域
后处理工艺与设备
后处理工艺
包括热处理、切割、打磨等工序，以进一步提高产品 的力学性能和外观质量。
后处理设备
包括热处理炉、切割机、磨床等设备，其中热处理炉 需具备温度控制精度高、炉内温度均匀等特点。
05
球墨铸铁的未来发展趋势 与挑战
新材料与新工艺的研究与应用
01
球墨铸铁力学性能.
8~22 160~190
50~150
铸态珠光体球铁 600~800 450~530 退火铁素体球铁 450~550 320~420
2~4 10~28
217~269 110~170
15~35 110~160
正火珠光体球铁 600~900 420~600 1600~2640 2~8
240~310
20~40
铁的弯曲疲劳强度σ-1 比钢低，但用带孔带肩的试样试验时比钢高。故珠光体球墨铸铁适 合于制造各种动力机的曲轴、凸轮抽等轴类零件。
2.冲击韧度
5
球墨铸铁铸件生产技术课程
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冲击韧度仅对高韧性球墨铸铁而言，而珠光体球墨铸铁的一次性冲击韧度比 45 钢 低。因此，一些要求承受巨大冲击裁荷的零件，珠光体球墨铸铁的应用就受到了限制。 但在实际应用中的许多零件如曲轴、连杆等工作时承受的是小能量多次冲击裁荷，如图 5 是珠光体球墨铸铁和正火 45 钢的冲击吸收功 A 和冲击次数 N 曲线。
2.屈服强度
屈服强度又称屈服点，也称屈服极限。由于球墨铸铁呈连续屈服行为，通常将 0.2％
塑性变形应力σ0.2 称为 0.2％屈服强度，视为与屈服点相当。
球墨铸铁的静载荷性能的一个突出的特点是屈服点σ0.2 高，超过正火 45 钢，比强度
σ0.2/σｂ也高于钢（据测试：球墨铸铁的σ0.2/σｂ＝0.7~0.8，钢的σ0.2/σｂ=0.3~0.57）。屈服点 是防止零件产生过量塑性变形时选取许用应力的设计依据，而屈强比则进一步反映材料
4.硬度 图 2 所示为布氏硬度与抗拉强度的关系。可见，包括铸态、退火态、热处理油冷(淬 火态)和热处理空冷(正火态)的球墨铸铁的布氏硬度和抗拉强度之间一般均呈直线关 系。
球墨铸铁特性及应用
球墨铸铁特性及应用球墨铸铁是一种具有球状石墨微晶结构的铸铁材料，通常也被称为球墨铸铁、球铁或球墨铸铁。
它具有铸铁与钢之间的特性，结合了两者的优点，因而在工程领域得到了广泛应用。
球墨铸铁的主要特性如下：1.高强度：球墨铸铁具有优良的机械性能，其强度和韧性远高于普通铸铁，接近于普通碳钢，尤其是高强度球墨铸铁。
2.耐磨性：球墨铸铁具有较高的耐磨性，尤其适用于高速流动和磨损的环境，如水泵壳体、矿山机械等。
3.耐蚀性：球墨铸铁具有较强的耐腐蚀性，尤其在一些腐蚀性介质中具有良好的表现，例如化工设备、海洋设备等。
4.抗冲击性：球墨铸铁在低温下仍然保持较高的韧性，具有较好的抗冲击性能，适用于振动、冲击负荷较大的场合。
5.易于加工性：球墨铸铁具有较好的切削性能和加工性能，可以进行铣削、钻孔、车削等常规加工，便于加工复杂形状的零件。
球墨铸铁的应用范围广泛，主要包括以下几个方面：1.汽车工业：球墨铸铁被广泛应用于汽车发动机的缸体、缸盖、曲轴箱、曲轴等零部件，以及车桥、悬挂系统等。
2.轨道交通：球墨铸铁适用于轨道交通行业的制动系统、悬挂系统、轮毂等零部件，其高强度和耐磨性能可以满足列车高速行驶的要求。
3.建筑领域：球墨铸铁在建筑领域广泛应用于桥梁支座、排水管道、雨水口等，其耐腐蚀性和耐候性能使之成为优选材料。
4.农业机械：球墨铸铁在农业机械上用于制造拖拉机的发动机座、曲轴箱底壳、变速器底盘等，其高强度和抗冲击性能可适应农业作业中的恶劣环境。
5.工具机械：球墨铸铁被广泛应用于机床的床身、工作台、主轴座等关键零部件，其高强度和刚性可确保机床的精度和稳定性。
总之，球墨铸铁作为一种优良的铸铁材料，具有高强度、耐磨、耐蚀、抗冲击等特性，广泛应用于汽车工业、轨道交通、建筑领域、农业机械、工具机械等领域。
其独特的性能使之成为工程领域中不可或缺的材料。
球墨铸铁国家标准要求(概要)
球墨铸铁国家标准要求(概要)球墨铸铁国家标准要求（概要）1. 引言球墨铸铁是一种具有良好机械性能和性价比优势的材料，被广泛应用于各个领域。
为保证球墨铸铁产品的质量和安全性，制定国家标准是必要的。
2. 材料要求国家标准对球墨铸铁的材料要求进行了规定，包括以下方面：- 化学成分：规定了球墨铸铁中各元素的含量范围，确保材料的化学稳定性。
- 机械性能：要求球墨铸铁在拉伸强度、屈服强度、延伸率等方面满足标准要求，以保证产品的强度和可靠性。
- 微观结构：规定了球墨铸铁的组织要求，如球化率、球墨形态等，以提高材料的耐腐蚀性和耐磨性。
3. 技术要求国家标准对球墨铸铁产品的技术要求也进行了规定，包括以下方面：- 外观质量：要求球墨铸铁产品表面无明显缺陷、夹杂物和气孔等，并规定了允许的表面质量等级。
- 尺寸偏差：规定了球墨铸铁产品的尺寸偏差范围，确保产品的准确度和一致性。
- 热处理：要求球墨铸铁产品在热处理过程中达到规定的硬度、韧性等性能要求。
- 表面处理：规定了球墨铸铁产品的表面处理方法，如除锈、喷漆等，以提高产品的外观和耐久性。
4. 检验方法国家标准还规定了球墨铸铁产品的检验方法，确保产品的质量和符合标准要求。
检验方法包括化学成分分析、机械性能测试、显微组织观察等。
5. 标志和包装国家标准对球墨铸铁产品的标志和包装也进行了规定，以确保产品在运输和使用过程中的安全和易识别性。
以上是球墨铸铁国家标准要求的概要内容。
详情请参阅具体的国家标准文件。
请注意：本文档为概要，不对具体标准要求内容做详细解读和整理，请以官方发布的国家标准文件为准。
球墨铸铁性能特点介绍
球墨铸铁的耐腐蚀性较好，适用于工程机械的耐 腐蚀部件，如液压油缸、油箱等。
球墨铸铁的铸造性能优良，适用于工程机械的复 杂结构部件，如发动机缸体、变速箱壳体等。
输水管道
01
球墨铸铁输水 管道具有高强 度、高韧性和 耐腐蚀性
耐磨性：球墨铸铁具有良
04 好的耐磨性，能够延长设
备的使用寿命。
球墨铸铁的制造工艺
熔炼工艺
原材料：生铁、废钢、回 炉料等
熔化设备：冲天炉、电弧 炉、感应炉等
熔炼过程：加料、熔化、 脱硫、脱磷等
温度控制：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ据铸件要求， 控制熔炼温度和浇注温度
合金化：添加合金元素， 提高铸铁性能
孕育处理：改善石墨形态， 提高铸铁的力学性能
球化处理
01
球化处理是球墨铸铁生产过程中的关键步骤
02
球化处理通过加入球化剂，使石墨球化，提高铸铁的力学性能
03
球化处理过程中需要控制温度和时间，以保证球化效果
04
球化处理后的铸铁具有高强度、高韧性、耐磨损等优良性能
浇铸成型
球墨铸铁的浇铸工 艺主要包括砂型铸 造和金属型铸造两 种。
砂型铸造是利用砂 型作为模具，将熔 融的球墨铸铁倒入 模具中，冷却成型。
耐腐蚀
04
制动盘：高强 度、耐磨损、
耐高温
05
悬架系统：高 强度、耐磨损、
耐腐蚀
06
排气系统：高 强度、耐磨损、
耐高温
07
轮毂：高强度、 耐磨损、耐腐
蚀
08
座椅骨架：高 强度、耐磨损、
耐腐蚀
09
车门铰链：高 强度、耐磨损、
球墨铸铁 标准
球墨铸铁标准
1. 介绍
球墨铸铁是一种具有优异力学性能和抗腐蚀性能的铸造材料。
它由铁、碳和球墨石组成，具有较高的强度和韧性，广泛应用于各个行业。
2. 材料要求
2.1 化学成分要求
球墨铸铁的化学成分应符合以下要求：
成分最大允许偏差（%）
碳（C）3.4-3.8
硅（Si）≤2.5
锰（Mn）≤0.4
镍（Ni）≤0.3
铬（Cr）≤0.2
2.2 机械性能要求
性能指标最小值
抗拉强度（MPa）≥450
伸长率（%）≥10
冲击韧性（J）≥20
3. 外观要求
3.1 表面应光滑、无明显缺陷。
3.2 不允许有裂纹、夹杂物等缺陷。
4. 尺寸偏差要求
线性尺寸公差
≤100mm±0.5mm
（L为尺寸长度）
4.2 其他尺寸要求按照相关标准执行。
5. 技术要求
5.1 铸造工艺应符合相关铸造工艺标准。
5.2 球墨铸铁应进行热处理，以提高其力学性能和抗腐蚀性能。
5.3 球墨铸铁应进行质量检验，包括化学成分、机械性能、外观和尺寸等检验项目。
6. 包装和运输
球墨铸铁应进行适当的包装和标识，以防止损坏和污染。
在运输过程中，应注意防止碰撞和受潮，确保产品质量不受损。
以上内容为球墨铸铁的标准要求，供参考使用。
具体情况可根据实际需求进行调整和补充。
球墨铸铁的组织
球墨铸铁的组织球墨铸铁是一种强度高、韧性好、耐磨性强的铸造材料。
而其硬度、强度的高低则主要取决于其组织结构。
以下，我们来详细了解球墨铸铁的组织结构。
1.图像结构：球墨铸铁的基本组织是由铁素体和球状石墨组成。
其中球状石墨是基于图像的组织结构。
它的形态为球状或其他形态，与黏土型砂型及浆砂型砂型的砂质和熔铁的化学成分有关。
由于球状石墨的存在，球墨铸铁具有良好的可加工性能和抗振性，是许多领域中广泛使用的材料。
2.铁素体结构：铁素体是球墨铸铁中的主要组织结构，它占向量的总体积的大约70％。
铁素体分为珠光体、片麻岩、毛织物和网状。
珠光体是球墨铸铁中最常见的组织结构，由于其致密性和强度，并且对于载荷有良好的响应，珠光体适用于许多应用。
3.碳化物结构：碳化物通常是球墨铸铁中的第二相结构，它们与铁素体结构存在一定的关系，有助于提高材料的切削性能。
碳化物主要由M3C和M7C3等金属碳化物组成，可以在高温下形成，并且在热处理或机械加工过程中消失或变形。
4.贝氏体结构：贝氏体是球墨铸铁中的中间层，是一种典型的非平衡相。
当球墨铸铁中含有更多的钢（> 1％）并经过充分的加热和冷却后，会形成硬度较高的贝氏体结构。
由于贝氏体的组织性质具有好的强度和韧性，所以一些高强度及耐磨性材料均可采用贝氏体结构。
5.非球墨铸铁（灰铸铁）结构：非球墨铸铁也是一种铸铁材料，其组织结构为蓝点铁和珠光铁。
由于颗粒状碳的存在，非球墨铸铁通常具有高硬度、易磨损和易碎的特点。
与球墨铸铁相比，非球墨铸铁的可加工性能较差，主要用于较低要求的机械部件。
在整个球墨铸铁的生产过程中，组织结构是一个至关重要的环节，它对球墨铸铁的性能和使用寿命均产生了直接的影响。
因此，在生产和使用中需要充分考虑和控制球墨铸铁的组织结构，以实现最佳的性能和最长的使用寿命。
QT球磨铸铁化学成分与力学性能
280-360 245-335 225-305 225-305 190-270 170-230 160-210 130-180 130-180
二、球墨铸铁化学成分：
球墨铸铁的化学成分(供参考) 化 学 成 分(质 量 分 数 %) Si Mn P S Mg RE ≤0.50 ≤0.08 ≤0.025 2.7-3.0 0.03-0.05 0.025-0.045 ≤0.50 ≤0.07 ≤0.03 2.5 0.5-0.8 ≤0.08 ≤0.02 2.3-2.6 0.035-0.065 0.035-0.065 0.5-0.7 ≤0.08 ≤0.025 2.0-2.4 0.035-0.05 0.025-0.045 ≤0.60 ≤0.08 ≤0.025 2.5-2.9 0.03-0.05 0.03-0.05 ≤0.50 ≤0.07 ≤0.03 2.2-2.8 0.03-0.06 0.02-0.04 ≤0.50 ≤0.07 ≤0.02 2.5-2.9 0.04-0.06 0.03-0.05 ≤0.50 ≤0.08 ≤0.025 2.2-2.8 0.04-0.06 0.03-0.05
QT900-2 QT800-2 QT700-2 QT700-2 QT600-3 QT500-7 QT450-10 QT400-15 QT400-18
900 800 700 700 600 500 450 400 400
600 480 420 420 370 320 310 250 250
2 2 2 2 3 7 10 15 18
Cu 0.5-0.7 0.82 0.40-0.80 0.50-0.75
Mo 0.15-0.25 0.39 0.15-0.40
牌号及种类 QT900-2 QT800-2 QT700-2 QT60000-15 QT400-18 孕育前 孕育后 孕育前 孕育后 孕育前 孕育后 孕育前 孕育后 孕育前 孕育后 孕育前 孕育后 孕育前 孕育后 孕育前 孕育后
球墨铸铁铸造性能介绍
自动化、智能化：提高生产 效率，降低人工成本
材料创新：开发新型球墨铸铁 材料，提高性能和降低成本
智能制造
自动化生产 线：提高生 产效率，降
低成本
智能监控系 统：实时监 控生产过程， 提高产品质
量
智能数据分 析：利用大 数据分析， 优化生产工
艺
远程控制与 维护：实现 远程监控和 维护，提高 生产安全性
04 制动系统：球墨铸铁
具有良好的耐磨性和 耐热性，适用于制动 系统的制造。
机械制造
汽车工业： 发动机、变 速箱、底盘
等零部件
工程机械： 挖掘机、推 土机、起重 机等设备的
零部件
轨道交通： 铁路、地铁、 轻轨等车辆
的零部件
船舶制造： 船舶发动机、 螺旋桨、船 体结构等零
部件
航空工业： 飞机发动机、 起落架、机 身结构等零
韧性好：球墨铸铁 的韧性较好，具有 良好的抗冲击性能， 适用于承受冲击载 荷的场合。
耐磨损：球墨铸铁 的耐磨性能较好， 适用于承受磨损的 场合。
耐腐蚀：球墨铸铁 的耐腐蚀性能较好， 适用于承受腐蚀性 介质的场合。
铸造性能好：球墨 铸铁的铸造性能较 好，适用于各种复 杂形状的铸件。
成本低：球墨铸铁 的生产成本较低， 适用于大批量生产 的场合。
球墨铸铁铸造性能介绍
演讲人
目录
01. 球墨铸铁概述 02. 球墨铸铁的铸造性能 03. 球墨铸铁的应用领域 04. 球墨铸铁的发展趋势
球墨铸铁概述
球墨铸铁的定义
01
球墨铸铁是一种铸铁材料， 其内部含有球状石墨。
03
球墨铸铁的耐磨性和耐腐蚀 性较好，适用于各种工程领 域。
02
球墨铸铁的力学性能优良， 具有较高的强度和韧性。
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铁素体球墨铸铁
铁素体－珠光体球墨铸 铁
珠光体球墨铸铁
球墨铸铁的显微组织
球墨铸铁良好的机械性能是与其组织特点分不开的，在球铁中，石 墨结晶成球状，对基体的割裂作用大为减小，基体强度的利用率达（70～ 90）%，抗拉强度不仅高于铸铁，甚至还高于碳钢，σb＝(400～600)MPa， σs＝(300～400)MPa。屈强比σs/σb 为 0.7～0.8，比钢约高 40%左右。 塑性、韧性比灰口铸铁大大提高，δ＝(1.5～10)%，经热处理最高可达
δ＝(20～25)%。 球墨铸铁不仅具有远远超过灰铁的机械性能，而且同样也具有灰铁 的一系列优点。如良好的铸造性能、减摩性、切削加工性及低的缺口敏 感性等。甚至在某些性能方面可与锻钢相媲美，如疲劳强度大致与中碳 钢相似，耐磨性优于表面淬火钢等。此外，球铁还可适应各种热处理， 使其机械性能提高到更高的水平。因此。球铁一出现就得到迅速的发展。 它可代替部分钢作较重要的零件，对实现以铁代钢、以铸代锻起重要的 作用，具有较大的经济效益。例如，珠光体球铁常用于制造曲轴、连杆、 凸轮轴、机床主轴、水压机气缸、缸套、活塞等。铁素体球铁用于制造
盘铸件需进行退火处理。 2.正火
目的是增加基体组织中珠光体的含量，并使其细化，提高铸铁的强 度、硬度和耐磨性，如发动机的缸套、滑座和轴套等铸件均要进行正火。
此外，还能将铸态珠光体球铁进行调质和等温淬火，以获得高的强度和硬度，但是都只适宜 于小件。
并适合流水作业生产等优点。 因球化处理时铁水温度有所降低，为保证流动性，应使铁水的出炉
温度高些。 四、球墨铸铁的热处理 由于球铁基体组织与钢相同，球铁石墨又不易引起应力集中，因此 它具有较好的热处理工艺性能。凡是钢可以采用的热处理，在理论上对 球铁都适用。常用的热处理方法有以下几种：
1.退火 目的是为了获得高塑性、韧性的铁素体球铁。如汽车、拖拉机的底
一、球墨铸铁的组织和性能 球墨铸铁是 20 世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综 合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，目前已成功地用于铸造一些 受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展 为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主
要指球墨铸铁。 球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁 的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。 球墨铸铁与灰口铸铁相比，C、Si 含量较高，而 Mn 较低，对 S、P 的限制较严。其化学成分一般为：(3.5～3.8)%C，(2.0～3.0)%Si，(0.5～ 0.7)%Mn，<0.08%P，<0.02%S，(0.03～0.07)%Mg(此为无稀土元素时)，
球墨铸铁的牌号、性能和用途
牌号
QT400-18 QT450-10
基体 铁素体
机械性能
σb /MPa σ0.2 /MPa ™ / %
400
250
18பைடு நூலகம்
450
310
10
铁素体－
QT500-07 球光体
500 3２0 ７
QT600-03 球光体
600
370
3
QT700-02 球光体
700
420
2
QT800-02
800
480
2
QT900-02 贝氏体或回 900
600
2
火马氏体
HB 130~180 160~210
170～230 190～270
225～305 245～335 280~360
应用举例 汽车、拖拉机的轮毂、驱动桥壳体、拨 叉、阀体、阀盖、气缸、齿轮箱、飞轮壳、
差速器壳 内燃机油泵齿轮，机车车轴瓦机械座架、
飞轮、电动机架 柴油机、汽油机曲轴、凸轮轴、气缸套、
连杆、进排气阀座 曲轴、凸轮轴、缸体、缸套、轻负荷齿轮，
部分磨床、铣床、车床的主轴 犁铧、耙片、汽车上的转向节、传动轴、拖 拉机减速齿轮、内燃机曲轴、凸轮轴
三、球墨铸铁的生产 球铁的生产中要严格控制铁水的化学成分，S、P 含量愈低愈好。选 择适合的球化剂和孕育剂，球化剂的作用是使石墨结晶时呈球状析出， 最常用的是稀土镁合金和稀土硅铁镁，加入量为铁水的（1～1.6）%。 镁是重要的球化元素，但密度小(1.74g/cm３) ，沸点低(1120℃)，若直 接加到铁水中，将立即沸腾，镁的回收率低，且易出事故。稀土元素的 球化作用比镁弱，但有强烈的脱硫、去气能力，还能细化组织，改善铸 造性能。孕育剂的作用是促进铁水的石墨化，防止产生白口。由于镁和 稀土元素都是阻止石墨化的元素，球化同时需加孕育剂。孕育剂为 75% 硅铁，加入量为铁水重量的（0.4～1.0）%，同时要掌握好球化处理和
热处理工艺。
球化处理常用的方法是冲入法，处理时，先将球化剂放到铁水包低 部的堤坝内，上面铺以硅铁粉和稻草灰，并压紧，以延缓铁水与球化剂
的作用，防止球化剂上浮，提高吸收率。 开始时先将铁水包容量的 1/2～1/3 铁水冲入包内，使球化剂与铁 水发生反应，然后冲入其余铁水，经搅拌扒渣后，即可浇注。 将球化剂置于浇注系统中特制的反应室内进行球化处理的工艺称 为型内球化，是近年来球化工艺的新发展。镁的利用率高，质量稳定，
压阀、机座、汽车后桥壳等。 二、球墨铸铁的牌号及应用
球墨铸铁牌号由“QT”(“球铁”两字汉语拼音字首) 和两组数字组 成，前一组数字表示最低抗拉强度，后一组数字表示最低伸长率。如
QT500-07，表示抗拉强度最低值为 500MPa，伸长率最低值为 7%的球墨 铸铁。球墨铸铁的牌号、性能和用途见表 21-3。