灰铸铁铁水成分与金相组织、力学性能之间的关系.pptx
灰铸铁的力学性能和物理性能、硬度和抗拉强度之间的关系、本体抗拉强度、硬度和截面厚度的关系
附录C（资料性）灰铸铁的力学性能和物理性能C.1 灰铸铁的力学性能灰铸铁的力学性能见表C.1。
表C.1Φ30mm单铸试棒力学性能C.2 灰铸铁的物理性能灰铸铁的物理性能见表C.2。
表C.2Φ30mm单铸试棒的物理性能附录D（资料性）灰铸铁硬度和抗拉强度之间的关系D.1 一般要求灰铸铁硬度和抗拉强度、弹性模量和刚度模量，相互之间存在联系。
在多数情况下，其中一个性能值的增加会导致其他性能值的增加。
不同牌号灰铸铁具有不同的相对硬度(RH)或拉伸强度和硬度比(T/H)。
本附录简要介绍了灰铸铁的相对硬度以及抗拉强度和硬度比T/H。
D.2 相对硬度布氏硬度(HBW)与抗拉强度R m之间的经验关系式如下：H B = H R × (A + B ×R m)式中：H B——布氏硬度，单位HBW；H R——相对硬度；R m——抗拉强度，单位MPa。
通常式中的常量值为：——A=100——B=0.44相对硬度变化范围为0.8～1.2(见图D.1)。
相对硬度主要受原材料、熔化工艺、冶金方法的影响。
对铸造企业而言，这些影响因素几乎可以保持常数，因此可以测定出硬度及与其抗拉强度的对应关系。
引导序号说明：H B——布氏硬度，单位HBW；H R——相对硬度；R m——抗拉强度，单位MPa。
图D.1灰铸铁相对硬度与硬度、抗拉强度之间的关系D.3 抗拉强度和硬度比共晶石墨含量与抗拉强度和硬度比(T/H)的关系见图B.2，抗拉强度和硬度比(T/H)在0.8-1.4之间波动。
注:布氏硬度与抗拉强度可通过公式 MPa = HBW×9.80665转换，T/H比是一个常数，灰铸铁的T/H比范围约在0.082-0.143之间。
在共晶成分以上，CE增加，T/H比减少，但幅度很小。
图B.2中，T/H是常量，表示石墨对力学性能的影响。
石墨形态和基体组织对灰铸铁的力学性能有显著影响。
例如对铸件整体而言，抗拉强度和硬度之比接近常数。
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
第二章 灰铸铁
E——晶间网状石墨，呈有向分布——冷速小， 碳当量较小成分下存在
由于这种E型石墨的方向 性很强，很可能造成铸件在外 力作用下，沿石墨排列方向发 生带状脆性断裂，故铸件的力 学性能较低。
硬度HB≥
8~15
20
290
500
2.8
187~255
HT25-47
15~30 30~50
30 45
250 220
470 420
3.0
170~241
4.0
170~241
>50
60
200
390
4.5
163~229
15~30
30
300
540
3.0
187~255
HT30-54 30~50
45
270
500
4.0
基体组织的强度利用率只有30－50%。
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（2）降低弹性模量E： EZG =（200,000～210,000）N/mm2 EHT =（70,000～150,000） N/mm2 EQT =（150,000～170,000） N/mm2
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（3）缺口敏感性低——由于大量石墨“空洞”存在。 （4）良好的减震性——割裂基体、阻止震动传播。 （5）良好的导热性——λG：~125.6w/m·k，为P体的
>30~50 45 180
3.0~3.4 1.5~1.8 0.8~1.0
>50
60 160 163~229 3.0~3.2 1.4~1.7 0.8~1.0
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例 3）某厂出口铸件
壁厚~2mm
牌号HT200
C
Si
Mn
3.40~3.55% 2.40~2.45% 0.60%
铸铁知识金相PPT课件
（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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灰铸铁的牌号、力学性能、用途及金相组织
灰铸铁的牌号、力学性能及用途材料牌号 石墨类型 石墨尺寸 金相组织HT150 A+B 无定向分布 120~250um (4级) 40%~90%中粗片状珠光体，10%~60%铁素体，二元磷共晶＜7%HT200 A+B 允许10%~20%D 型 60~250um (4~5级)＞95%中片状珠光体，＜5%铁素体， 二元磷共晶＜4%HT250 A+B 允许5%~15%D 型60~250um (4~5级) ＞98%中细片状珠光体，二元磷共晶＜2%力学性能 铸铁类别牌号铸件壁厚/mmσb /MPa ≥HBS应用2.5～10 130 10～16610～20 100 93～14020～30 90 87～131铁素体 灰铸铁 HT100 30～50 80 82～122 适用于载荷小、对摩擦和磨损无特殊要求的不重要铸件，如防护罩、盖、油盘、手轮、支架、底板、重锤、小手柄等2.5～10 175 137～20510～20 145 119～17920～30 130 110～166铁素体—珠光体 灰铸铁HT150 30～50 120 105～157承受中等载荷的铸件，如机座、支架、箱体、刀架、床身、轴承座、工作台、带轮、端盖、泵体、阀体、管路、飞轮、电机座等2.5～10 220 157～23610～20 195 148～222 20～30 170 134～200HT20030～50 160 129～192 4.0～10 270 175～26210～20 240 164～247 20～30 220 157～236 珠光体 灰铸铁HT25030～50 200 150～225 承受较大载荷和要求一定的气密性或耐蚀性等较重要铸件，如汽缸、齿轮、机座、飞轮、床身、气缸体、气缸套、活塞、齿轮箱、刹车轮、联轴器盘、中等压力阀体等 10～20 290 182～27220～30 250 168～251HT300 30～50 230 161～24110～20 340199～29820～30 290182～272 孕育铸铁HT350 30～50 260171～257承受高载荷、耐磨和高气密性重要铸件，如重型机床、剪床、压力机、自动车床的床身、机座、机架，高压液压件，活塞环，受力较大的齿轮、凸轮、衬套，大型发动机的曲轴、气缸体、缸套、气缸盖等 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 。
第2章 灰铸铁
第二章普通灰铸铁第一节铁－碳双重相图合金相图是分析合金金相组织的有用工具。
铸铁是以铁元素为基的含有碳、硅、锰、磷、硫等元素的多元铁合金，但其中对铸铁的金相组织起决定作用的主要是铁、碳和硅，所以，除根据铁－碳相图来分析铸铁的金相组织外，还必须研究铁－碳－硅三元合金的相图。
一、铁－碳相图的二重性从热力学的观点看，在一定的条件下，高温时的渗碳体能自动分解成为奥氏体和石墨，这表明渗碳体的自由能较高，亦即在这个条件下一定成分的铸铁以奥氏体和石墨的状态存在时具有较低的能量，是处于稳定平衡的状态，说明了奥氏体加渗碳体的组织，虽然亦是在某种条件下形成，在转变过程中也是平衡的，但不是最稳定的。
从结晶动力学（晶核的形成与长大过程）的观点来看，以含C 4.3% 的共晶成分液体在低于共晶温度的凝固为例：在液体中形成含C 6.67% 的渗碳体晶核要比形成含C 100% 的石墨核容易，而且渗碳体是间隙型的金属间化合物，并不要求铁原子从晶核中扩散出去。
因此，在某些条件下，奥氏体加石墨的共晶转变的进行还不如莱氏体共晶转变那样顺利。
至于共析转变，也可以从热力学、动力学两方面去分析而得到和上面相似的结论。
C相图只是介稳定的，Fe－C（石墨）由此可见，从热力学观点上看，Fe－Fe3C相图转变也是相图才是稳定的。
从动力学观点看，在一定条件下，按Fe－Fe3可能的，因此就出现了二重性。
二、铁－碳双重相图及其分析对铸铁合金长期使用与研究的结果，人们得到了如图2﹣1所示的铁碳合金C介稳定系相图与Fe－C（石墨）稳定系相图，分别以实双重相图，即Fe－Fe3线和虚线表示。
表2﹣1为图中各临界点的温度及含碳量。
图2-1 铁－碳相图G－石墨Fe3C－渗碳体表2﹣1 铁碳相图各临界点的温度、成分从这里看出，在稳定平衡的Fe－C相图中的共晶温度和共析温度都比介稳定平衡的高一些。
共晶温度高出6℃，共析温度高出9℃，这是容易理解的。
如图2﹣2的示意图所示，共晶成分的液体的自由能和共晶莱氏体(奥氏体加渗碳体)的自由能都是随着温度的上升而减低的，这二条曲线的交点就是共晶温度Tc。
灰铸铁的组织及性能
灰铸铁的金相组织及其对性能的影响
灰铸铁的金相组织
(一) 石 墨(P29)
凝固条件不同 (化学成分、冷却速度、形核能力)
名称 片状 菊花状 块片状 枝晶点状 枝晶片状 星状
表2-1 石墨形状分类
代号
说明
A
片状石墨均匀分布
B
片状与点状石墨聚集成菊花状分布
C
部分带尖角块状、粗大片状初生石墨及小片状石墨
D
金相组织对性能的影响
(三) 共晶团的影响： 影响因素：炉料、化学成分、熔化工艺、孕育剂与孕育
方法、冷却速度。 优点：共晶团细化，明显提高σb； 缺点：过多共晶团会增加缩孔，缩松倾向。
灰铸铁的金相组织及其对性能的影响
金相组织对性能的影响
(四) 非金属夹杂物的影响(P35)： Mn低时，S形成三元硫化物共晶或富铁硫化物，影响σb； Mn高时，形成MnS (Tm = 1650℃)，入渣； 磷共晶常沿共晶团晶界呈网状、岛状或鱼骨状分布； 硬而脆，韧性极低，但耐磨，可用于缸套或刹车盘。
灰铸铁的金相组织
(二) 基 体(P30)
铸态或热处理后，分为：铁素体、片状珠光体、粒状珠光体、托 氏体、粒状贝氏体、针状贝氏体、马氏体(表2-4)。
组织名称
说明
铁素体
白色块状组织为α铁素体
片状珠光体
珠光体中碳化物和铁素体均呈片状，近似平行排列
粒状珠光体
在白色铁素体基体上分布着粒状碳化物
托氏体
在晶界呈黑团状组织，该种组织在高倍观察时，可看到针片状铁素体和碳化物的混合体
灰铸铁的性能
力学性能 Φ30mm试棒，不完全代表不同形状、壁厚的铸件性能(P36)
➢ 抗拉强度 σb： 用于区分铸铁等级 HT100～HT350； σb = 786.5 - 150×C % - 47×Si % + 45×Mn % +219×S %
灰铸铁金相分析课件
灰铸铁金相分析
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六、灰铸铁的金相检验 1、灰铸铁金相组织中石墨的检验
灰铸铁金相分析
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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
灰铸铁金相分析
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（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
（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
灰铸铁金相分析
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（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
灰铸铁金相分析
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灰铸铁金相分析
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灰铸铁金相分析
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2）根据石墨尺寸的大小，将A型石墨分为八级，见下表。
砂纸号100、150、200、280、400、600 4）当磨制的平面上划痕是一个方向时，就换更细一个号
的砂纸，每换一个号的砂纸要进行清洗，且旋转90度。 5）清洗、抛光
灰铸铁金相分析
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灰铸铁金相分析
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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
灰铸铁金相分析
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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% 因为3.2% < 3.59%，所以该铸铁是亚共晶
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。
第二篇铸铁及其熔炼 第二章 灰铸铁优品ppt
• P细化程度是用金相显微镜放大500 倍下检查其片间距 的大小，见表2-3。
• 3、铸铁中的碳化物和磷共晶对其性能的影响
• （1）铸铁中的自由碳化物
• 碳化物是碳与一种或多种元素间形成的化合物。因碳 化物的出现，不仅降低铸铁的力学性能，而且也使切 削加工性能恶化。因此，一般铸铁中不允许有自由碳 化物存在。碳化物按其分布形状可分为针状、网状、 块状和莱氏体状等，在灰铸铁中，按其在大多数视场 中的百分比分为六级（碳1、碳3、碳5、碳10、碳15、 碳20），检验时用标准金相图册比较进行评定。
• （5）灰铸铁中共晶团的数量
• 共晶团：结晶时晶粒中包括了来自+G的晶粒团。• 共晶团数量越多，其力学性能越好，即强度越高。见 图2-6所示。通常，灰铸铁中共晶团边界上常有低熔点 的偏析和夹杂物存在，可用金相分析的方法将共晶团 显示出来，一般在放大10倍（或40倍）下观察，然后 按标准规定，有A、B两组分8级进行评定，试样直径 取ф70mm，见图2-7所示。侵蚀处理的显示剂： Cu2Cl2 10g 、MgCl 40g 、浓盐酸200cm3、加酒精 1000 cm3侵蚀。
第五节普通灰铸鉄化学成分的确定及熔制工 艺
• 一、确定化学成分的一般原则 • 二、确定铸铁化学成分的数学模型 • 1、铸件化学分与力学性能间的数学模型 • 2、相对强度、相对硬度和对冶金质最指标 • 三、铸铁化学成分确定的经验数据 • 四、普通灰铸铁的熔制工艺 • 1、普通灰铸铁原材料的选择与炉料配比
• （2）F体+P体：铁珠光体本身强度硬度较高（σb约为 700MPa，硬度约为200HBS），塑性低（δ约为 15%），在实际生产中，随着P含量的提高，其强度硬 度也在提高，见图2-9所示。
灰铸铁铁水成分与金相组织力学性能之间的关系课件
Part
03
灰铸铁的金相组织
金相组织的概念
STEP 02
STEP 01
金相组织是指金属材料的 内部结构，包括晶粒大小 、相的组成和分布等。
STEP 03
通过观察金相组织，可以 对金属材料的性能进行评 估和预测。
金相组织决定了金属材料 的性能，如硬度、韧性、 强度等。
灰铸铁的金相组织类型
灰铸铁的金相组织主要有铁素体、珠光体和渗碳体等。 不同成分的灰铸铁会形成不同的金相组织，从而影响其力学性能。
铁的力学性能。
硅（Si）
硅有助于石墨的析出和细化，提 高铸铁的强度和耐磨性。但硅含
量过高会导致铸铁脆性增加。
锰（Mn）
锰可以改善灰铸铁的韧性，提高 抗拉强度和屈服强度。
杂质元素对金相组织与力学性能的影响
STEP 03
氧（O）
STEP 02
氧会与其它元素形成氧化 物夹杂物，影响铸铁的性 能。应尽量减少氧含量。
02
它是一种重要的铸造材料，广泛 应用于汽车、机械、化工、电力 等工业领域。
灰铸铁的应用
由于其良好的铸造性能、耐磨性、耐 腐蚀性和中等强度，灰铸铁广泛应用 于制造各种零部件和结构件。
例如，发动机缸体、气瓶、管道件、 机床床身等。
灰铸铁的特性
灰铸铁具有较高的抗压强 度和良好的耐磨性。
它还具有良好的耐腐蚀性 和抗氧化性，能够在高温 和低温环境下保持稳定的 性能。
STEP 01
硫（S）
磷（P）
硫是有害元素，会形成硫 化物夹杂物，降低铸铁的 韧性和耐腐蚀性。应尽量 降低硫含量。
磷也会降低铸铁的韧性和 耐腐蚀性。高磷含量会导 致铸铁脆性增加。
微量元素对金相组织与力学性能的影响
灰铸铁的组织与性能
1. 退火
退火的主要目的是得到铁素体基体的球墨铸铁，以提高 球墨铸铁的塑性和韧性，改善切削加工性能，消除内应力。
2. 正火
正火的目的是得到珠光体基体的球墨铸铁，从而提高其 强度和耐磨性。
3. 调质
调质的目的是获得回火索氏体基体的球墨铸铁，从而获 得良好的综合力学性能。
4. 等温淬火
灰铸铁具有优良的 铸造性能，力学性能可 以满足一般性零件的要 求；价格低廉，生产成 本较低，并且具有钢质 材料所不具备的其他特 殊性能，因此在实际生 产中应用比较广泛，是 机械制造业中使用最多 的材料之一。
卧式车床实物图
1—主轴箱 2—进给箱 3—床脚 4—床身 第4页5—/共溜18页板箱 6—刀架 7—尾座
第七章 铸铁
黑心可锻铸铁（铁素体基体的可锻铸铁）具有较高的塑性 和韧性，而珠光体可锻铸铁具有较高的强度、硬度和耐磨性。
2. 可锻铸铁的牌号及用途
可锻铸铁的牌号由“KT”（“可铁”两字汉语拼音首字母） 及其后的“H”（表示黑心可锻铸铁）或“Z”（表示珠光体可锻 铸铁），再加上两组数字组成，两组数字分别表示最低抗拉强度 和最低断后伸长率。
第七章 铸铁
二、铸铁的组织与性能的关系
铸铁的力学性能取决于铸铁的基体组织及石墨的数量、形 状、大小和分布状况。石墨的存在减小了铸铁的有效承载面积， 且受力时石墨尖端处产生应力集中，大大降低了基体强度的利 用率。因此，铸铁的抗拉强度、塑性和韧性比碳钢低。
由于石墨本身有润滑作用，石墨脱落后留下的空洞还可以 储油，使铸铁具有良好的耐磨性。石墨可以吸收振动能量，因 此铸铁具有良好的减振性。石墨割裂了基体，使切屑易脆断， 而且石墨有减摩作用，可以减小刀具磨损，使铸铁具有良好的 切削加工性能。
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3） 磷对铸铁组织与性能的影响
磷完全溶于铁水。结晶时，从Fe-C-P三 元状态图(图3.9)可以看出，Fe-Fe3C和FeFe3P也有共晶点e3，图中Ee1，、Ee2：和 Ee3三线皆下斜汇集于最低点E发生共晶反应。 E点为三元共晶点，其成分为6.89％P，2.40 ％C，90.71％Fe，共晶温度为950℃。
1）冷却速度的影响
a.铸件结构的影响
在铸造生产实际中，冷却速度的影响常 常通过铸件壁厚、铸型条件以及浇注温度等 因素体现出来。图3.15说明铸件壁厚与铸铁 组织的关系。
从图中可以看出：随着铸件壁厚的减小，
铸件的冷却速度增加，铸铁组织中的石墨变 得细小，石墨化程度降低，基体中珠光体数 量增加且更细密，铁素体数量减少，铸铁的 强度、硬度都有所增加，但铸件过薄，易使 铸件局部或全部出现白口组织。例如，铸铁 炉前检验时常用的三角试片，它的断面组织 变化见图3.16。三角试片一端厚，另一端是 尖角，试片两端冷却速度相差很大，因而同 一铁水浇注后，试样断面上一般就能出现灰 口、麻口和白口铸铁的不同组织区域。
第三组如钛等元素在铸铁中多形成特殊 碳化物，如TiC等。钛在灰铸铁中一般加入量 很小，它有轻微促进石墨化的作用，有的资 料指出，钛可促使高碳硅铸铁中粗大片状石 墨细化，因ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ有利于提高铸铁的强度。因它 还能提高铸铁的耐磨性(加入量0.1%Ti以下)， 所以可用于有润滑下的耐磨铸铁。
（6）冷却速度及其它工艺因素对铸铁组织性 能的影响
总之，碳、硅都是促进石墨化的重要元素，
它们对铸铁的组织与性能有着决定性的影响。 图3.6显示了碳硅量（碳当量）对石墨的作用。 提高铸铁的碳当量，可使石墨数量增多，石 墨粗大，共晶团颗粒增大。降低碳当量，可 减少石墨的数量，使石墨细化。若碳当量过 低，因增大了铸铁的结晶范围，使晶间石墨 增多。
2） 硫和锰对铸铁组织与性能的影响
E型石墨 1、分布特征
晶间有向性分布 2、形成条件
1）亚共晶成分（比D低） 2）冷速较慢 3、对性能的影响
不好
F型石墨 1、分布特征
星状分布 2、形成条件
1）过共晶成分 2）冷速较快 3、对性能的影响
不好
3）根据石墨尺寸的大小，将它分为八级，见 表2.4。
2）基体组织：
（3） 铸铁 的共 晶团
1） 碳和硅对铸铁组织与力学性能的影响
碳和硅是灰铸铁中最主要的两个元素， 它们对铸铁的组织与性能起着决定性的作用。
碳在铸铁中是促进石墨化的元素。增加 含碳量，可使铸铁的石墨化程度增加，形成 石墨的碳量增加，石墨也变得粗大，基体中 珠光体数量减少，铁素体增加。
适当降低含碳量，提高铸铁的强度。
硅对Fe-C相图的影响 1、包晶转变出现了三相区。 2、缩少奥氏体相区。 3、共晶转变出现了三相区。 4、降低了E、C、S点的含碳量。 5、共析转变出现了三相区。
菊花状分布 2、形成条件
1）共晶成分（比A低） 2）冷速较快 3、对性能的影响
较好
C型石墨 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
D型石墨 1、分布特征
晶间无向性分布（点 状石墨） 2、形成条件 1）亚共晶成分 2）冷速快 3、对性能的影响
不好（现在观点：好）
4）铸铁中合金元素对组织与性能的影响
第一组如镍、铜、钴、铝等元素，一般 都有促进一次结晶石墨化的作用。在这些合 金元素中，如镍、铜等又能阻碍珠光体分解， 稳定珠光体，因此可使珠光体数量增多和细 化强化铸铁基体，在铸铁中既能提高强度和 硬度(见图3.11)，又能防止白口的产生。
第二组如铬、钼、钒等都以渗碳体为基 础形成固镕体，如(Fe，Cr)3C，（Fe， Mo)3C，(Fe，v)3C也可以形成一些特殊碳 化物。因为这些合金元素能增强铁和碳的结 合力，故强烈地阻碍石墨化。
（5） 铸铁的化学成分对组织和性能的影响
铸铁的化学成分是很复杂的，在铸铁中 除铁以外，主要元素有碳、硅、锰、磷、硫 等五种，其它还有随炉料和熔炼过程中进入 铸铁内的许多微量元素和各种杂质，以及有 时为了使铸铁获得某些特殊性能而加入的一 些合金元素如铬、铜、镍、钼、钒等。所有 这些元素都对铸铁的结晶组织和力学性能有 着很大的影响。
（4）灰铸铁的牌号
（5） 灰铸铁的 使用性能特点
1）机械性能特点 片状石墨
2）灰铸铁的硬度特点
3）灰铸铁的基体强度特点 、。
4）灰铸铁的其它性能特点
a.良好的铸造性能
b.良好的减振性
c.良好的耐磨性能
d.良好的切削加工性能
e.低的缺口敏感性
片状石墨相当于许多微小缺口，从而减 小了铸件对缺口的敏感性，因此表面加工质 量不高或组织缺陷对铸铁疲劳强度的不利影 响要比对钢的影响小得多。
3.5.3 生产孕育铸铁的主要条件 （1）选择合理的化学成分
孕育铸铁的成分选择和普通灰铸铁一样， 要和铸件的壁厚密切结合起来考虑。
一般为：碳当量选择在灰口和麻口之间。
（2）铁液要有一定的过热温度
铁液温度越高，铁液的纯净度越高，越 有利于提高铸造性能，更主要的是，如果在 一定范围内提高铁液温度，能使石墨细化， 基体组织细密，抗拉强度提高。
铁水成分与金相组织、力学性能之间的关系
（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）灰铸铁的金相组织 石墨的形态：
1）石墨 ABCDEF A型石墨 1、分布特征
均匀无向性分布 2、形成条件
1）共晶成分（亚共晶） 2）冷速较慢 3、对性能的影响
好
B型石墨 1、分布特征
硫在铸铁中因能增强Fe-C原子间的结合
力，所以促使铸铁按介稳定系统进行结晶， 能较强烈的阻碍石墨化。特别当冷却速度较 高，碳硅量较低时，硫阻碍石墨化的作用就 更显著，铸铁白口化的倾向也越大。
3.5.2 孕育处理的目的
孕育处理目的在于：促进石墨化，降低 白口倾向；降低断面敏感性；控制石墨形态， 消除过冷石墨（晶间石墨）；适当增加共晶 团数和促进细片状珠光体的形成；从而达到 改善铸铁强度性能及其它性能的目的。