铸铁和钢的基础知识.
钢和铸铁的含碳量分界值2.11%
钢和铸铁的含碳量分界值2.11%
含碳量是区分钢和铸铁的关键特征之一。
在常见的定义中，含碳量的分界值是2.11%。
当含碳量小于2.11%时，通常称为钢；而当含碳量大于或等于2.11%时，则被认为是铸铁。
具体而言：
1.钢：钢是一种合金，主要由铁和碳组成，同时可能含有其他合
金元素。
一般而言，含碳量小于2.11%的合金被认为是钢。
钢的特性包括强度高、可塑性好、焊接性能好等。
2.铸铁：铸铁同样是由铁和碳组成的合金，但相对于钢，铸铁的
含碳量较高。
一般而言，含碳量大于或等于2.11%的铁碳合金被认为是铸铁。
铸铁的特性包括脆性较大、熔点相对较低、铸造性能好等。
这个分界值并非绝对，不同的标准和定义可能略有不同。
此外，现代工业中，根据具体的应用需求，钢和铸铁可以通过添加其他合金元素进行调整，以获得特定的性能。
铸钢与铸铁
2. 铸铁的组织特征和分类 石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。 石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。 铸铁经不同程度石墨化后所得的组织
名
称
石 墨 化 程 度 按 Fe-G 相图结晶、转变 Fe- 相图结晶、
显微组织 F+G F+P+G P+G Le' + P + G Le' + P + Fe3C
第七章 铸钢与铸铁
知识要点 熟悉常用铸钢的性能及应用 熟悉石墨化过程 熟悉常用的几种铸铁的组织和应用
1 铸钢 铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、塑性 铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、 和韧性的零件，例如机车车辆 船舶、 机车车辆、 和韧性的零件，例如机车车辆、船舶、重型机械的齿 轮、轴，以及轧辊、机座、缸体、外壳、阀体等。 以及轧辊 机座、缸体、外壳、阀体等 轧辊、
灰口铸铁
较高 中等
麻口铸铁 白口铸铁
较低 按 Fe-Fe3C 相图结晶、转变 Fe相图结晶、
常用各类铸铁的组织是两部分组成的，一部分是石墨，另 常用各类铸铁的组织是两部分组成的，一部分是石墨， 一部分是基体。 一部分是基体。 基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，相当于 基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体， 铁或钢的组织。 铁或钢的组织。 所以，铸铁的组织可以看成是铁或钢的基体上分布着石 所以， 墨夹杂
二、铸钢的组织特征和热处理 由于铸钢的浇注温度很高，而且冷却较慢， 由于铸钢的浇注温度很高，而且冷却较慢，所以容 易得到粗大的奥氏体晶粒。在冷却过程中，铁素体首 易得到粗大的奥氏体晶粒。在冷却过程中， 先沿着奥氏体晶界呈网状析出，然后沿一定方向以片 先沿着奥氏体晶界呈网状析出， 状生长，形成“魏氏组织”。魏氏组织的特点是铁素 状生长，形成“魏氏组织” 体沿晶界分布并呈针状插入珠光体内，使钢的塑性和 体沿晶界分布并呈针状插入珠光体内， 韧性下降，不能直接使用。 韧性下降，不能直接使用。铸钢要经过退火或正火处 理，以细化晶粒，消除魏氏组织和铸造应力，改善机 以细化晶粒，消除魏氏组织和铸造应力， 械性能。退火或正火后的组织为晶粒比较细小的珠光 械性能。 体和铁素体。 体和铁素体。
第五节 常用钢材及铸铁
离合器弹簧 拉力弹簧
5）滚动轴承钢：
如：GCr15
主要用来制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、滚 针）、内外套圈等，属专用结构钢。 碳质量分数一般为0.95%--1.10%，以保证其高硬 度、高耐磨性和高强度。铬为基本合金元素 ，铬含量 为0.40%--1.65%。高碳低铬。
杆、凸轮和轴类零件。
60、65、70 — 淬火+中温回火，制造弹簧。
75、 80、 85 — 耐磨件
3、碳素工具钢 碳素工具钢含碳量为0.65-1.35% ，可制造低速切削 的刀具和普通模具、量具。 常用牌号有T7、T8、T8Mn、T9、T10A、T11、 T12A、T13等。 数字表示平均碳的质量分数（千分数）。如， T8：表 示碳的平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。 4、低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢是在低碳钢的基础上加入少 量合金元素制得，其合金元素总量不超过5%，以 Mn为主要合金因素。这类钢一般在热轧或正火状态 下使用，不需再进行热处理。广泛用于建筑、石油、 化工、铁道、桥梁、造船等工业部门。
高炉
电弧炉
二、 化学成份对碳钢力学性能的影响
1 、碳质量分数对碳钢力学性能的影响： 2、硅和锰的影响： 有益元素。不但可以溶于F中，产生强化作用， 使钢的强度和硬度提高；而且Mn能消除硫对 钢的危害。 3、磷的影响： 有害元素，使钢产生冷脆性。 4、硫的影响： 有害元素，使钢产生热脆性。
三、 钢的分类、牌号及用途
（3）使钢具有某些特殊性能
铬、锰等合金元素的加入使钢具有了耐高温、耐热、 耐磨、不生锈等特殊性能。
（二）、合金钢的种类：
工程合金结构钢 ： 普通低合金结构钢
铸造球铁球化的深度讲解和控制
碳主要结晶成游离状态的石墨。其中碳主要 以片状石墨形状存在，断口为暗灰色，常见 的铸铁件多数是灰口铸铁。
球化的基本知识和控制
一、球化的基本知识 2、铸铁的基本种类 b) 球墨铸铁
铁水在浇注前经球化处理，其中碳大部分或全部以 球状石墨形式存在，机械性能高，生产工艺比可锻 铸铁简单，近年来日益得到广泛的应用。
球化的基本知识和控制
一、球化的基本知识 4、球铁的基本要求和标准(续) GMW10中球铁的机械性能要求
球化的基本知识和控制
一、球化的基本知识 4、球铁的基本要求和标准(续) 对于球铁化学成份和机械性能标准的分析可以得出以下结论： 影响球铁拉伸强度规格的化学成份主要是： Cu Mn
提高Cu和Mn的含量，球铁的拉伸强度和硬度都将上升，不同之处在于： Cu对于硬度的影响较小，而Mn对于硬度影响较大。 随着拉伸强度，硬度的提高，材料的延伸率将下降。 案例：目前泛亚开发中的C14曲轴要求在700拉伸强度下达到6以上的延伸 率，供应商无法达到，sourcing困难。
F‘
共析转变发生727℃（水平线PSK），反应 式为： K‘
共析转变的产物是铁素体与渗碳体的机械 混合物。 同理，奥氏体在738度将产生共析转变， 产物是铁素体与石墨。 C 图1
C
球化的基本知识和控制
一、球化的基本知识 1、基础知识储备（续）
Fe-C相图分析－－－特性线
F‘
ES线是碳在奥氏体中的溶解度曲线。 奥氏体的最大溶碳量是在1148℃时，可以溶解 2.11%的碳。而在727℃时，溶碳量仅为 0.77%，因此含碳量大于0.77%的合金，从 1148℃冷到727℃的过程中，将自奥氏体中 析出渗碳体，这种渗碳体称为二次渗碳体 (Fe3CII)。 如果是按照Fe-C图，则从奥氏体 中析出石墨，被称为为二次石墨。 图1 K‘
铸铁和碳钢的区别
1.铸铁与碳钢都是铁碳合金。
铸铁与碳钢的根本区别是含碳量。
从金相图来看，含碳量在
2.08%（有的以2.11%分界）以上的为铁，以下为钢。
但在实际应用中，一般含碳量小于0.03%的叫熟铁或纯铁，含量在0.1-1.7%的叫钢。
钢又根据含碳量分低碳钢(C≤0.25%)；中碳钢(C≤0.25~0.60%)；.高碳钢(C>0.60%)。
一般中低碳钢为结构钢，而高碳钢多为工具钢。
2.铸铁与碳钢的区别
常用铸铁的成分与钢不同，铸铁的含碳量大于2%（常用2.5～4%C），其杂质远大于钢。
铸铁的组织中有石墨存在，石墨的强度近于零，因此石墨存在相当于钢的基体上存在裂缝或空洞，使铸铁的性能比钢低，特别是抗拉强度和塑性低，不能进行锻压加工，但其硬度和抗压强度较好，所以铸铁主要用于承受压力的零件。
工业上根据石墨形状不同分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等。
球墨铸铁广泛用于汽车配件、军工机械等各个方面。
用炉前铁水碳硅分析仪可快速分析各种球墨铸铁中的碳、硅含量，能方便指导产品的质量。
铸造的有关知识点总结
铸造的有关知识点总结一、铸造的基本概念铸造是指利用金属、合金或其他熔融状态的材料，通过铸型中的空腔形成所需的零件或制品的加工工艺。
铸造是一种传统的金属加工工艺，其历史可以追溯到几千年前。
铸造的基本工艺包括模型制作、铸型制作、金属熔化、浇注、冷却、脱模、清理等步骤。
二、铸造工艺1. 模型制作模型是铸造的基础，也是制品的原型。
模型通常分为实物模型和数控模型。
实物模型是根据所需制品的尺寸和形状，由木材、塑料等材料手工制作而成。
数控模型则是通过计算机数控加工设备来加工制作，具有高精度和良好的一致性。
2. 铸型制作铸型是用来装模砂、石膏或其他材料制成的，用以形成铸造件中空腔的设备。
常见的铸型有砂型、金属型、水玻璃型等。
砂型是最为常见的铸造型式，其制作工艺简单、成本低，适应性广泛。
3. 金属熔化金属熔化是将金属或合金加热至液态状态的过程。
通常使用的熔炉包括电弧炉、感应炉、燃炉等。
在金属熔化过程中，需要对金属原料进行配料、融化、熔炼、浇注等处理。
4. 浇注浇注是将熔融的金属或合金倒入铸型中的空腔，使其填充整个铸型，形成所需的铸件。
浇注过程需要控制浇注速度、压力和温度等参数，以确保铸造件的质量。
5. 冷却铸造件在浇注后需要进行冷却，通常采用水冷却或自然冷却的方式。
冷却过程中，铸造件的内部结构会逐渐凝固，从而形成所需的形状和结构。
6. 脱模与清理脱模是指将铸造件从铸型中取出的过程，通常需要采用机械设备或手工操作。
脱模后，铸造件需要进行修整、清理和表面处理等工艺，最终形成成品。
三、铸造材料1. 铸造铁铸造铁是铸造中最为常见的金属材料之一，其主要成分包括铁、碳、硅等。
根据其组织和用途不同，可以分为灰铸铁、球墨铸铁、白口铸铁等。
2. 铸造钢铸造钢是由铁和碳以及其他合金元素组成的金属材料，具有优良的力学性能和耐磨性。
铸造钢可用于制造高强度、高耐磨的铸件。
3. 铸造铝合金铸造铝合金具有良好的热导性、导电性和机械性能，广泛应用于汽车、航空航天、船舶等行业。
铸铁和钢的基础知识
04
铸铁和钢的应用领域
铸铁的应用领域
01
02
03
04
机械制造
铸铁是机械制造领域中常用的 材料之一，如机床底座、轴承
座等。
建筑行业
铸铁在建筑行业中用于制造门 窗、栏杆、楼梯等。
管道和阀门
铸铁管道和阀门广泛应用于水 、蒸汽等流体输送系统。
农业机械
铸铁在农业机械中用于制造犁 、锄头、拖拉机零件等。
蠕墨铸铁具有较好的热稳定性和耐疲劳性，适用于制造高温和重载条件下工作的零 件。
蠕墨铸铁在汽车、拖拉机、柴油机等领域得到广泛应用。
特殊铸铁
特殊铸铁是指在普通铸铁的基础上， 通过加入合金元素或采用特殊的处理 方法，获得具有特殊性能的铸铁。
特殊铸铁广泛应用于化工、电力、矿 山等领域的机械设备制造。
常见的特殊铸铁包括耐磨铸铁、耐热 铸铁、耐腐蚀铸铁等。
详细描述
不锈钢主要由铁、铬和镍等元素组成，其中铬的含量一般在10.5%以上，镍的含量在8%以上。不锈钢的表面形 成了一层致密的氧化膜，这层膜能够阻止氧化的进一步发生，从而提高了钢材的耐腐蚀性。不锈钢广泛应用于化 工、食品、医疗器械等领域。
不锈钢
总结词
不锈钢的优点是耐腐蚀性强、美观耐用，能够满足各种不同场合的需求。
浇注
将液态的铁水注入模具中， 冷却凝固后形成铸铁件。
热处理
铸铁件需要进行热处理以 提高其机械性能和耐腐蚀 性。
钢的生产工艺
炼钢
将铁矿石和废钢铁等原 料放入炼钢炉中炼制成
钢水。
连铸
将炼制好的钢水连续浇 注到连铸机中，形成各
种规格的钢坯。
轧制
将钢坯经过轧制加工， 形成各种形状和规格的
钢材。
钢铁基础必学知识点
钢铁基础必学知识点1. 钢铁的定义：钢铁是一种由含碳量在0.02%至2.11%之间的铁碳合金制成的金属材料。
当碳含量小于0.02%时，它被称为铁，而当碳含量超过2.11%时，它被称为铸铁。
2. 钢铁的制造：钢铁通常是通过冶炼铁矿石来制造的。
这个过程包括将铁矿石加热到高温，使其与石灰石和焦炭反应，生成炼铁矿石。
然后，炼铁矿石被冷却并与再生铁和其他添加剂一起加入炼铁炉中进行冶炼，产生钢铁。
3. 钢铁的特性：钢铁具有高强度、硬度、韧性和可塑性。
它也具有良好的导电性和导热性。
4. 钢铁的分类：钢铁可以根据其化学成分和物理性质进行分类。
常见的分类方法包括碳含量、合金元素、热处理方式等。
5. 钢铁的用途：钢铁广泛应用于各个领域，包括建筑、汽车制造、船舶制造、机械制造、电力工业等。
钢铁也是制造其他金属制品的重要材料。
6. 钢铁的保护：由于钢铁容易受到氧化、腐蚀和磨损的影响，保护钢铁非常重要。
一些常见的保护方法包括涂覆防锈涂料、电镀、镀锌和使用不锈钢等。
7. 钢铁的可持续发展：在钢铁生产中，重要的问题是减少对环境的影响。
钢铁行业采取了一系列的措施来提高能源效率、降低碳排放和减少废物产生。
8. 钢铁的国际贸易：钢铁是全球贸易中最重要的商品之一。
各国之间进行钢铁的进口和出口，以满足国内需求和获得经济利益。
9. 钢铁的市场价格：钢铁的价格受到供需关系、全球经济形势、原材料成本等因素的影响。
钢铁市场价格常常波动，对行业和经济有重要影响。
10. 钢铁的未来发展趋势：随着科技的不断进步，钢铁行业也在不断发展。
未来的趋势包括可持续发展、数字化生产、高强度钢等。
铁轨的知识点总结
铁轨的知识点总结一、铁轨的结构铁轨是由轨头、轨身和轨底三部分组成。
1. 轨头：是铁轨的上部，由轨腰、轨头倒角和轨床三部分构成，用于承载列车的轮轨接触。
2. 轨身：是铁轨的中部，连接轨头和轨底，是承受列车荷载的主要部位。
3. 轨底：是铁轨的下部，用于支撑铁轨整体结构，分散列车荷载到基础层。
二、铁轨的材料铁轨的材料主要有钢和铸铁两种。
1. 钢轨：通常由热轧钢坯制成，具有较好的强度和耐磨特性，适用于高速列车和重载列车的运行。
2. 铸铁轨：由铸铁材料铸造而成，相对于钢轨来说，价格较低，但耐磨性和强度较差，适用于低速列车和轻载列车的运行。
三、铁轨的安装铁轨的安装包括轨道铺设和固定两个环节。
1. 轨道铺设：通过火车牵引机械设备，将预制好的铁轨逐步铺设到铺轨基床上，保证轨道的平整和稳固。
2. 轨道固定：对已铺设好的铁轨进行固定，包括轨枕的设置和轨链的连接，保证轨道的稳定性和安全性。
四、铁轨的维护铁轨的维护对于铁路运输的安全和稳定至关重要，主要包括轨道检测、轨道维修和轨道更换。
1. 轨道检测：通过轨道检测车和探伤仪器等设备，对铁轨进行定期检测，发现裂纹、变形等缺陷，及时进行修复。
2. 轨道维修：对于发现的裂纹、变形等缺陷，通过焊接、磨削等技术手段进行修复，保证轨道的平整和稳固。
3. 轨道更换：当铁轨老化严重或出现严重缺陷时，需要进行轨道更换，采用新的铁轨替换老旧的铁轨，保证铁路的运行安全。
五、铁轨的未来发展随着科技的进步和社会的发展，铁轨的未来发展呈现出一些新的趋势。
1. 高速化：新一代高速列车的出现，对铁轨的平整度和稳定性提出了更高的要求，将推动铁轨制造技术的进步。
2. 超高速磁浮：超高速磁浮列车的发展，将改变传统铁轨的使用模式，对轨道材料和结构提出了更高的要求。
3. 智能化：铁路轨道的智能化监测和维护技术的发展，将提高铁路运输的安全性和效率。
综上所述，铁轨作为铁路运输系统的重要组成部分，对于铁路运输的安全和效率起着至关重要的作用。
机械工程材料 第五、六章 工业用钢和铸铁
相当于是在Q235的基础上多添加了0.6～0.8%的 Mn。 3应用 桥梁钢构、船用钢板、车用钢板等。
5-3
南京长江大桥中的钢结构
上海卢浦大桥
5-3
5-3
“利丰南海”—2005年温州地区造 船企业在本土建造的第一艘万吨级 （11000T）国际航线集装箱船
温州船舶建造企业制造—2.3万吨散货 船瑞盛10号，2007年12月25日上午在乐清市 七里港顺利下水
5-1
合金工具钢
用“数字＋元素符号＋数字”表示
例：
9 Mn 2
表示该钢含有钒元素，平均wV小于 1.5% 表示该钢含有锰元素，平均wMn为2%
V
表示wC的千分之几
滚动轴承钢
用“G＋数字”表示
例： G
Cr 1 5
表示该钢含有铬元素，平均wCr为1.5%
“滚动轴承钢”的汉语拼音字头
5-1
不锈钢
第五章 工业用钢
钢的分类、编号、杂质元素 结构钢、工具钢、特殊性能钢
5-1
钢 ：以铁为主要元素，碳一般在2.11%以下并含有其他元素的材料
工业用钢中的元素： 主要元素：碳； 常存元素：锰、硅、硫、磷； 偶存元素：铜、钛、钒、稀土元素； 隐存元素：氧、氢； 合金元素：铬、镍、钨、钼、钒、钛、锰、硅、铜、磷 等。 （Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Al、Cu、Co、 N、B、RE；）
wMn对区的影响
wCr对区的影响
5-2
3、合金元素对钢的热处理的影响
①对奥氏体化的影响 除Ni、Co外，大多数合金元素都延缓钢的奥氏体化过程。 它们阻碍C、Fe的扩散，因此合金钢的A化温度较高、时间较长。 ②对奥氏体晶粒度的影响 除Mn外，几乎所有合金元素都细化晶粒。 以碳化物的细化晶粒效果最显著，阻碍晶界的迁移，从而阻止晶粒长大。 ③对钢的淬透性的影响 除Co外，大多数合金元素，都提高淬透性。 ④对钢的回火稳定性的影响
铸造工艺学讲义一（基础知识）
一.熔模铸造 二.金属型铸造 三.压力铸造
第五节 零件结构的铸造工艺性
一.铸件结构的合理性 二.铸件结构的工艺性 三.铸造方法对铸件结构的特殊要求
2
前言
商代司母戊鼎
中国商代晚期的青铜器。1939年于河南安阳殷墟商代晚期墓 出土。因腹内壁铸有“司母戊”三字而得名。该鼎造型庄严雄伟。 长方形腹，每面四边及足上部饰兽面纹。双耳，外侧饰双虎噬人 首纹。四足中空。高133厘米、口长110厘米、口宽79厘米、重 832.84千克。该鼎的化学成分为：铜84.77%，锡11.64%，铅2.79%， 其他0.8%。是中国目前已发现的最大、最重的古代青铜器。
b) 进行去应力退火 铸件机加工之前应先采用时效或去应力退
液态收缩与凝固收缩 主要表现为体积的缩减，
产生缩孔、缩松 固态收缩
导致尺寸减小，产生内 应力和出现裂纹。
18
（三） 影响合金收缩的因素
1. 化学成分 不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常用铸造 合金中铸刚的收缩最大，灰铸铁最小。 2. 浇注温度 合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。 3. 铸件结构与铸型条件 铸件冷却收缩时，因其形状、尺寸的不同， 各部分的冷却速度不同，导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之 铸型和型芯对铸件收缩的阻力，故铸件的实际收缩率总是小于其 自由收缩率。这种阻力越大，铸件的实际收缩率就越小。
图1-7 缩松形成过程示意图
21
比较缩孔和缩松的特征
缩孔：集中性，位于上部，呈倒锥形，内表面粗糙。
缩松: 分散性，为细小缩孔,位于铸件壁的轴线区域。
22
2.缩孔、缩松的防止措施 1）.定向凝固与同时凝固
按铸件壁厚分布均匀程度不同（即冷却快慢不同）,分为： 定向凝固（或称顺序凝固)-薄部先凝固，厚部后凝固，冒口最后 凝固。 同时凝固（厚薄不同部位趋近同时凝固，金属液从薄部引入）。
铸铁基础知识
挠度：变形量
硅
硅是铸铁中常存五元素之一，能减少碳在液态和固态中的溶解 度，促进石墨的析出，因此是促进石墨化的元素，其作用是碳的1/3 左右，故增加硅量会增加石墨的数量，也会使石墨粗大。 在灰铸铁中硅的质量分数控制在1.1~2.7%的范围内，一般碳硅量 低可获得较高的机械强度和硬度，但流动性稍差；当薄壁铸件出现白 口时可提高碳硅含量使之变灰；当壁厚铸件出现粗大石墨时，应适当 降低碳硅含量，达到提高机械强度和硬度的目的。 在球墨铸铁中，球化前硅的质量分数控制在1.0~2.0%的范围内， 这主要考虑在球化时球化孕育剂还要带入一部分硅量。通常球化后硅 的质量分数最终控制在1.8~3.3%，在此范围内，随着硅量的提高，铁 素体量增加并能细化石墨，提高球状石墨的圆整度。
铸铁的石墨
A型石墨
• A型石墨是在石墨的 成核能力较强，冷却速度 较慢，共晶转化在很小的 过冷度下进行时形成的。 由于晶核的数目较多，又 在很小的过冷度下结晶， 线生长速度低，所以石墨 分枝不很发达，故形成较 为均匀分布的片状石墨， 这是灰铸铁中最经常出现 的一种石墨分布状态。
一厂生产铸件石墨
B型石墨
一厂生产铸件石墨
F型石墨
• F型石墨是我国标准中所特有的，其特点是 在大块石墨（有的单位叫星型石墨）上分布着许 多小的石墨片（这些小石墨片呈A型分布），F型 石墨实质上亦是过共晶石墨，是高碳铁水在较大 过冷条件下生长的。大块石墨可以认为是相当于 C型中的初生石墨，小片状石墨在其上生长。 • 这种石墨在生产活塞环时经常出现，为了防止活 塞环组织出现白口，常采用高碳（如C＞3.8%） 铁水，由于壁薄，必须加强孕育过程，因此促进 了了F型石墨的生长。
铸铁基础知识讲义
铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金,除 碳外,铸铁还含有较多的Si、Mn和其它一些 杂质元素。与钢相比，铸铁熔炼简便、成 本低廉。虽然强度、塑性和韧性较低，但 具有优良的铸造性能，很高的耐磨性，良 好的消震性和切削加工性。
铸铁和铸钢
重型机械齿轮
外壳 轧辊
牌号表示法： 铸钢代号用“铸” 和“钢”二字汉语拼音的字首 “ZG” 表示。牌号有两种表示方法:以强度表示时,在 “ZG”后面有两组数字，第一组数字表示该牌号屈服 点的最低值，第二组数字表示其抗拉强度的最低值， 两组数字间用“－”隔开。如 ZG200－400。 以化学成分表示铸钢牌号时，在“ZG”后面的数 字表示铸钢平均碳含量的万分数。在含碳量后面排列 各主要合金元素符号,每个元素符号后面用整数标出含 量的百分数，如ZG35Cr2MoV。
铸铁的分类
• 根据碳的存在形式，将铸铁分为白口铸铁、 灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。
问题1
• 为什么叫灰铸铁？灰铸铁有怎样的结构？
F+片状G
灰铸铁的显微组织
P+片状G
1、 灰铸铁
特点及用途：优良的铸造性能，良好的切削加工性， 良好的减磨擦性和减振性。因而被广泛地用来制作 各种承受压力和要求消振性的零件。
思考题
• 1.在灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁中碳分别 以什么形式存在？并比较这三种铸铁的性 能。
• 2.说出下列牌号表示的含义： HT150 KTH350-10 QT400-18 ZG200-400 ZG40Cr
液压件
阀门
叶轮
发动机飞轮
灰铸铁的牌号
灰铸铁的牌号以“HT加数字组成”表示，其 中“HT”是“灰”和“铁”的汉语拼音字首表 示灰口铸造，数字表示其最低的抗拉强度。 例如：HT150
HT250
常用灰铸铁的性能和用途如下表所示：
问题2
• 什么是可锻铸铁？与灰铸铁相比有怎样的 特性？
铁素体基体+团絮状石墨
第一章钢和铸铁的基本知识
碳素工具钢
碳素工具钢含碳量较高，用于制造刀具、 碳素工具钢含碳量较高，用于制造刀具、模具和 量具。 量具。
铸造碳钢
铸造碳钢一般用于制造形状复杂、力学性能要求 铸造碳钢一般用于制造形状复杂、 较高的机械零件。 较高的机械零件。铸造碳钢广泛用于制造重型机械的 某些零件，如轧钢机机架、水压机横梁、 某些零件，如轧钢机机架、水压机横梁、锻锤和砧座 等。
三、钢的选择与使用 1、碳素钢 普通碳素结构钢
碳素结构钢是工程中应用最多的钢种。 碳素结构钢是工程中应用最多的钢种。其杂质和 非金属夹杂物较多，但冶炼容易，工艺性好， 非金属夹杂物较多，但冶炼容易，工艺性好，价格便 产量大， 宜，产量大，在性能上能满足一般工程结构及普通零 件的要求。碳素结构钢通常轧成钢板和各种型材， 件的要求。碳素结构钢通常轧成钢板和各种型材，用 于厂房、桥梁、 于厂房、桥梁、船舶等建筑结构或一些受力不大的机 械零件，如铆钉、螺钉、螺母等。 械零件，如铆钉、螺钉、螺母等。
光学显微镜观察组织 碳的平均含量0.77% 碳的平均含量0.77%
电子显微镜观察组织
性能： 性能：综合了铁素体和渗碳体的性能
莱氏体（Ld） 5、莱氏体（Ld）
莱氏体是奥氏体和渗碳体的混合物，用符号Ld Ld表 莱氏体是奥氏体和渗碳体的混合物，用符号Ld表 示。即（ A = Cm ） 性能： 性能：硬而脆
3．按钢的用途分 结构钢：含碳量一般均小于0.70% 结构钢：含碳量一般均小于0.70% 工具钢：含碳量一般均大于0.70% 工具钢：含碳量一般均大于0.70% 4．按冶炼时脱氧程度的不同分 沸腾钢：脱氧程度不完全的钢 沸腾钢： 镇静钢： 镇静钢：脱氧程度完全的钢 半镇静钢： 半镇静钢：脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的 钢 碳素钢牌号 化学元素符号＋汉语拼音字母＋ 化学元素符号＋汉语拼音字母＋阿拉伯数字 ．（普通 普通） 1．（普通）碳素结构钢 2．优质碳素结构钢 3．碳素工具钢 4．铸造碳钢
铸铁的基本类别、特征及控制要点
三、铸铁的基本特征
四、铸铁（灰、球、蠕）的控制要点
1）化学成分的控制要点 2）孕育处理的控制要点 3）球化处理的控制要点 4）蠕化处理的控制要点
四、铸铁的控制要点
2）孕育处理的控制
➢ 什么是孕育处理: 孕育处理就是在铁液进入铸件型腔前，把称为孕育剂 的附加物加入到铁液中以改变铁液的冶金状态；从而改 善铸铁的结晶特征、显微组织和性能，而这些性能的改 善产不能用由于加入孕育剂后铁液化学成分的变化来解 释。 ➢ 孕育处理的目的: 促进石墨化，减小白口倾向，改善断面均匀性，减少 过冷石墨，细化组织改善力学性能
四、铸铁的控制要点
1-1）灰铸铁化学成分的控制
a、常规5大元素的作用
➢碳和硅：碳是形成石墨的元素，也是促进石墨化的元素。碳含量 越高，析出的石墨就越多。越粗大，但这种可能性还取决于硅的 含量 ，其实就是看碳当量。硅也是强烈促进石墨化的元素。当CE ＝4.3%时，为共晶铸铁 CE值高，组织中石墨粗大，强度降低，缩松倾向减小 CE值低，组织中石墨变细，强度增加，缩松倾向增大，铸造性 能下降，硬度增大不易加工 在不改变CE值的前提下提高Si/C比，可提高铸件强度（在低CE 时成立，CE较高则不成立），高Si可增强铸件高温时的耐氧化性
白口铸铁 铸铁
（按C存在的形式 分）
我司主要铸件 材质类型
灰口铸铁
麻口铸铁
二、铸铁的分类
2）铸铁的分类
石墨的存在形式及状态对铸铁性能有重要影响。因此，重点对 第二种分类进行分析： ➢ 白口铸铁 概念：所含碳除极少量溶于铁素体 外，全部以渗碳体形式存在，断 口呈银白色，故而称为白口铸 铁。
钢铁的分类
钢铁的分类钢铁是一种常见的金属材料，广泛应用于各个领域。
根据其化学成分和特性的不同，钢铁可以分为多种分类。
下面将对几种常见的钢铁分类进行介绍。
1. 碳钢碳钢是指含有碳元素的钢铁。
根据碳含量的不同，碳钢可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢具有良好的可塑性和焊接性，适用于制造结构件和机械零件；中碳钢硬度较高，适用于制造车轮、轴承等零部件；高碳钢硬度更高，但韧性较差，适用于制造刀具和弹簧等。
2. 合金钢合金钢是在碳钢中添加其他合金元素的钢铁，如铬、镍、钼等。
合金钢可以根据添加的合金元素不同分为不锈钢、耐磨钢、耐热钢等。
不锈钢具有抗腐蚀性能，广泛用于制造厨具、建筑装饰等；耐磨钢硬度高，耐磨性好，适用于制造矿山机械等；耐热钢具有良好的耐高温性能，适用于制造锅炉、炉具等。
3. 高速钢高速钢是一种特殊的合金钢，具有高硬度、高耐磨性和高耐热性能。
高速钢适用于制造刀具、冲头等高速切削工具，能够在高速切削时保持较好的切削性能。
4. 铸铁铸铁是一种含有大量碳和硅的铁合金，具有较高的熔点和流动性。
铸铁通常分为灰口铸铁、球墨铸铁和白口铸铁。
灰口铸铁具有较高的硬度和耐磨性，适用于制造机床床身、汽车零部件等；球墨铸铁具有较高的韧性和抗冲击性，适用于制造汽车曲轴、机床导轨等；白口铸铁硬度更高，适用于制造摩擦片、齿轮等。
5. 钢管钢管是一种中空的钢制品，广泛应用于建筑、石油、化工等领域。
根据生产工艺和用途不同，钢管可以分为焊接钢管、冷拔钢管、无缝钢管等。
焊接钢管生产工艺简单，适用于一般流体输送；冷拔钢管表面光滑，尺寸精密，适用于精密机械零件；无缝钢管具有无焊缝的优点，适用于高压管道、石油管线等。
总的来说，钢铁作为一种重要的金属材料，具有多种分类，每种分类都有其特定的用途和特性。
不同种类的钢铁在不同领域发挥着重要作用，推动着各行各业的发展。
在未来，随着科技的不断进步，钢铁的分类也将不断完善和更新，为人类社会的发展贡献更大的力量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2019/1/14
14:41
钢铁的分类 钢
按化学成分
碳素钢：低碳钢（C%<0.25%）建筑 中碳钢（0.25%<C%<0.6%） 高碳钢（C%>0.6%）工具 合金钢：低合金钢（合金%<4%）建筑 中合金钢（4%<合金%<10%） 高合金钢（合金%>10%）工具
2019/1/14
14:41
钢铁的分类 钢
蠕墨ห้องสมุดไป่ตู้铁
将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析 出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近，铸造 性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的 零部件。
14:41
2019/1/14
钢铁的分类 铸铁
合金铸铁
普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、 铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素 使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热 、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿 山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。
2019/1/14 14:41
常用热处理方法
2.正火
操作方法：将钢件加热到Ac3或Accm 以上 30~50度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压 力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一 步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力 应用要点：正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零 件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的 和中碳的碳素结构钢及低合金钢件，也可作为最后 热处理。对于一般中、高合金钢，空冷可导致完全 或局部淬火，因此不能作为最后热处理工序。
2019/1/14
14:41
常用热处理方法
1.退火
操作方法：将钢件加热到Ac3+30~50度或 Ac1+30~50度或Ac1以下的温度（可以查阅有关 资料）后，一般随炉温缓慢冷却。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压 力加工性能；2.细化晶粒，改善力学性能，为下一 步工序做准备；3.消除冷、热加工所产生的内应力 。 应用要点：1.适用于合金结构钢、碳素工具钢、合 金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不 合格的原材料；2.一般在毛胚状态进行退火 。
2019/1/14
14:41
钢铁的分类 铸铁
白口铸铁
碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口 呈银白色。凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。硬 度高，脆性大，不能承受冲击载荷。多用作可锻铸 铁的坯件和制作耐磨损的零部件。
可锻铸铁
由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布， 简称韧铁。其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑 性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的 零件。
2019/1/14
14:41
钢铁的分类 铸铁
球墨铸铁
将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析 出的石墨呈球状，简称球铁。碳全部或大部分以自由 状态的球状石墨存在，断口成银灰色。比普通灰口铸 铁有较高强度、较好韧性和塑性。其牌号以“QT”后面 附两组数字表示，例如：QT45-5（第一组数字表示 最低抗拉强度，第二组数字表示最低延伸率）。用于 制造内燃机、汽车零部件及农机具等。
钢铁的分类 钢
按用途
结构钢： 建筑结构、机械零件等用的钢。 工具钢: 作工具、模具、量具等用的钢。 特殊性能钢 : 作专门用途的钢，如桥梁用钢、铆螺用钢、不锈钢 、耐热钢等
2019/1/14
14:41
钢铁的分类 钢
按炼钢方法 1，转炉钢；2，平炉钢；3，电炉钢。 按浇铸前脱氧程度 1，镇静钢（脱氧完全） 2，沸腾钢（脱氧不完全，应用少） 3，半镇静钢（介于两者之间）
2019/1/14 14:41
常用热处理方法
3.淬火
操作方法：将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上 ，保温一段时间，然后在水、硝盐、油、或空气中 快速冷却。 目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织， 有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时 ，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐 磨性和耐蚀性。 应用要点：1.一般用于含碳量大于0.3%的碳钢和 合金钢；2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力 ，但同时会造成很大的内应力，降低钢的塑性和冲 击韧度，故要进行回火以得到较好的综合力学性能 。 14:41 2019/1/14
2019/1/14
14:41
常用温度符号
Ac1、Ac3、Accm 钢加热时的实际转变温度 加热时： Ac1 P→γ； Ac3 α完全→γ； Accm Fe3CⅡ完全→γ；
2019/1/14
14:41
常用温度符号
Ar1、Ar3、Arcm 钢冷却时的实际转变温度。 加热时： Ar1 γ→P； Ar3 γ开始→α； Arcm γ开始析出Fe3CⅡ
铸铁、钢基础知识
——东动懂动
2019/1/14
目录
1. 铁碳相图 2. 钢铁的分类
3. 常用温度符号 4. 常用热处理方法
5. 结论
2019/1/14 14:41
铁碳相图
铁碳相图
2019/1/14 14:41
钢铁的分类 铸铁
含碳量在2%以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含 碳量为2%～4%。碳在铸铁中多以石墨形态存在 ，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含 有1%～3%的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金 铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。 碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。
2019/1/14 14:41
钢铁的分类 铸铁
灰口铸铁
含碳量较高（2.7%～4.0%），碳主要以片状石 墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。熔点低（ 1145～1250℃），凝固时收缩量小，抗压强度和 硬度接近碳素钢，减震性好。由于片状石墨存在， 故耐磨性好。铸造性能和切削加工较好。用于制造 机床床身、汽缸、箱体等结构件。其牌号以“HT”后 面附两组数字。例如：HT20-40（第一数字表示 最低抗拉强度，第二组数字表示最低抗弯强度）。
按质量
普通钢 （S%<0.055%~0.065%； P%<0.045%~0.085% ） 优质钢 （S%<0.030%~0.045%； P%<0.035%~0.040% ） 高级优质钢 （S%<0.020%~0.030%； P%<0.027%~0.035% ）
2019/1/14 14:41
建筑
工具