第三章强韧铸铁基础知识
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第三章强韧铸铁基础知识
石墨球径——在放大100倍条件下测量的有代表性的球 状石墨的直径。
圆整度——对石墨球圆整情况的一种定量的概念。
（1）对熔炼的要求
a. 高温；
Βιβλιοθήκη Baidu
b. 原铁水低硅；
c. 低S；
d. 低氧化程度。
调整成分
★生产中常用双联法，冲天炉—感应电炉 提高温度
第三章强韧铸铁基础知识
（2）球化剂及特点 Ⅰ. 纯镁 a. 脱S去O能力强； b. 球化作用好； c. 白口倾向大； d. 密度小； e. 形成的硫化物、氧化物浮在铁水表面； f. 抗干扰元素能力低。 g. 反应剧烈，操作困难。 Ⅱ稀土 a. 脱S去O能力高，产物比重大，不易上浮；
第三章强韧铸铁基础知识
★应用：适用于承受高载荷的齿轮、曲轴、连杆等。 二.球铁的生产 球铁的生产过程： a.熔炼合格的铁水； b.球化处理； c.孕育处理； d.炉前检验； e.浇注铸件； f.清理及热处理； g.质量检验。
第三章强韧铸铁基础知识
1. 化学成分的选定
（1）五大元素
a.C、Si
C、Si含量尽量在共晶成分左右，但由于球化剂Mg使 共晶点右移，共晶点C量为4.6-4.7%
第三章 强韧铸铁
第一节 球墨铸铁
一. 球铁的性能特点及应用
球铁
细小圆整的石墨球
基体
铁素体——铁素体球铁 珠光体——珠光体球铁
第三章强韧铸铁基础知识
未第侵三章蚀强韧铸铁基础(知5识0)
F第+三章G强韧铸铁基(5础0知)识
F第+三章G强韧铸铁基(1础0知0识)
P第+三章G强韧铸铁(基1础0知0识)
第三章强韧铸铁基础知识
第三章强韧铸铁基础知识
（3）共晶膨胀大 a. 碳当量高 b. 糊状凝固引起坚硬外壳形成时间晚 2. 铸造性能 (1)流动性 净化铁水→流动性↑ 处理降温→流动性↓ 生产中,流动性↓ ∴要求出铁温度高 (2)收缩性
第三章强韧铸铁基础知识
a. 线收缩 收缩前膨胀↑→线收缩↓
第三章强韧铸铁基础知识
b. 体收缩 体收缩↑→缩松、缩孔倾向↑ 原因：糊状凝固，补缩差； Ⅰ糊状凝固，补缩差； Ⅱ铸型刚度小，膨胀量大； Ⅲ共晶团间隙小，补缩难； ★必须加冒口
第三章强韧铸铁基础知识
b. 球化作用比镁差，过量恶化球形； c. 白口倾向大； d. 抗干扰元素能力高 e. 反应平稳。 Ⅲ. 稀土—镁合金 要求：Mg残=0.03~0.05；RE残=0.02~0.04
（3）球化处理方法 a. 自建压力加压法 优点：不产生沸腾，吸收率高，球化质量稳定。 缺点：对设备要求高，不太安全。
P第+三章G强韧铸铁(基4础0知0识)
F第+三章P强+韧铸G铁基础知识(100)
F +第三P章+强韧G铸铁基础知(2识00)
1. 珠光体球墨铸铁的性能及应用
珠光体球墨铸铁——以珠光体基体为主余量为铁素体 的球铁
QT600-3 QT7000-2
QT800-2
（1）强度高、硬度高，有一定韧性；
（2）屈/强比高钢； （3）缺口敏感性低；
第三章强韧铸铁基础知识
镁的沸腾温度与压力关系
第三章强韧铸铁基础知识
压力加镁装置
b. 转包法
第三章强韧铸铁基础知识
c. 冲入法
第三章强韧铸铁基础知识
d. 型内球化法
＊球化元素吸收率高； ＊避免孕育衰退和球化衰退；
＊难度大。
第三章强韧铸铁基础知识
（4）孕育处理 目的： a. 消除白口倾向； b. 促进球化； c. 细化共晶团； d. 减少P、Mn晶间偏析。 孕育剂： a. 75%Si-Fe，价格便宜，有效时间短； b. 以Si为基加入Sr、Ba、Ca、Zr等延长有效期。 方法：
第三章强韧铸铁基础知识
★性能特点：具有较好的综合性能。 ★应用：汽车、农机、冶金设备。 4.奥氏体-贝氏体球铁的性能及应用 奥-贝球铁——以A+B为基体的球铁 发展：70年代后期兴起，σb=900~1400MaP ★性能特点 （1）塑强性都较高； （2）高的冲击韧性； （3）高的抗点蚀疲劳能力； （4）高弯曲疲劳性能及耐磨性。
d.S ☆消耗球化剂；
☆硫化夹杂物增多；
☆使球化衰退速度加快。
＊S﹤0.02
第三章强韧铸铁基础知识
（2）合金元素
a. Mo ☆提高淬透性； ☆降低韧性；
☆价格较贵
﹤0.5
b. Cu 促进P生成，生产P球铁时加Cu。 c. Ni 提高淬透性，稳定A，不产生副作用，价格高。
d. Cr
不利于C石墨化，提高淬透性，改善基体。
C↓易出现白口、缩松、缩孔
C↑易出现G漂浮
＊C=3.2~3.8
Si促进G化，孕育作用强，G球数多、圆整度好；
Si↑↑，脆性转变温度提高
＊Si=2.4~2.8%
第三章强韧铸铁基础知识
b.Mn 铸态：F球铁 Mn=0.3~0.4 P球铁 热处理态：F球铁 Mn﹤0.5。
Mn=0.4~0.8
c. P
形成P共晶，引起冷裂，增大缩松倾向，因此，严格限 制P含量，一般P=0.04~0.06
a. 炉前一次或多次孕第育三章；强韧铸铁基础知识
b. 瞬时孕育法； c. 型内孕育。 3. 炉前检验 （1）三角试样法； （2）热分析法； （3）炉前快速金相法； （4）火苗法。 三. 球铁铸造性能及常见缺陷 球铁的铸造性能与球铁铁液的凝固特点密切相关
第三章强韧铸铁基础知识
1. 球铁的凝固特点 （1）凝固范围宽 （2）糊状凝固
第三章强韧铸铁基础知识
e. Sb 稳定P作用↑↑，Sb=0.006~0.08 （3）微量元素 Ti、As、Pb、Al、Sn等干扰球化，形成晶间脆性化合 物，严格控制
2.熔炼及炉前处理 球化率
球铁力学性能 石墨球径
石墨球圆整度
球化率——在铸铁微观组织的有代表性的视场中，在 单位面积上，球状石墨数目与全部石墨数目的比值。
（4）耐磨性优良
★应用：重载荷及摩檫磨损的零件。
典型应用：中小功率内燃机曲轴、齿轮等。
第三章强韧铸铁基础知识
2. 铁素体球铁的性能及应用 铁素铁球铁——指基体以铁素体为主其余为珠光体的
球铁。 典型牌号：QT400-18 QT400-15 QT450-10 ★性能特点：塑韧性高，强度低。 ★应用：受力较大而又承受震动和冲击的零件。 典型应用：汽车、农机部件，铸管等。 3.混合基体型球墨铸铁的性能及应用 混合基体型球墨铸铁——基体以F+P的球铁 典型牌号：QT500-7
石墨球径——在放大100倍条件下测量的有代表性的球 状石墨的直径。
圆整度——对石墨球圆整情况的一种定量的概念。
（1）对熔炼的要求
a. 高温；
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b. 原铁水低硅；
c. 低S；
d. 低氧化程度。
调整成分
★生产中常用双联法，冲天炉—感应电炉 提高温度
第三章强韧铸铁基础知识
（2）球化剂及特点 Ⅰ. 纯镁 a. 脱S去O能力强； b. 球化作用好； c. 白口倾向大； d. 密度小； e. 形成的硫化物、氧化物浮在铁水表面； f. 抗干扰元素能力低。 g. 反应剧烈，操作困难。 Ⅱ稀土 a. 脱S去O能力高，产物比重大，不易上浮；
第三章强韧铸铁基础知识
★应用：适用于承受高载荷的齿轮、曲轴、连杆等。 二.球铁的生产 球铁的生产过程： a.熔炼合格的铁水； b.球化处理； c.孕育处理； d.炉前检验； e.浇注铸件； f.清理及热处理； g.质量检验。
第三章强韧铸铁基础知识
1. 化学成分的选定
（1）五大元素
a.C、Si
C、Si含量尽量在共晶成分左右，但由于球化剂Mg使 共晶点右移，共晶点C量为4.6-4.7%
第三章 强韧铸铁
第一节 球墨铸铁
一. 球铁的性能特点及应用
球铁
细小圆整的石墨球
基体
铁素体——铁素体球铁 珠光体——珠光体球铁
第三章强韧铸铁基础知识
未第侵三章蚀强韧铸铁基础(知5识0)
F第+三章G强韧铸铁基(5础0知)识
F第+三章G强韧铸铁基(1础0知0识)
P第+三章G强韧铸铁(基1础0知0识)
第三章强韧铸铁基础知识
第三章强韧铸铁基础知识
（3）共晶膨胀大 a. 碳当量高 b. 糊状凝固引起坚硬外壳形成时间晚 2. 铸造性能 (1)流动性 净化铁水→流动性↑ 处理降温→流动性↓ 生产中,流动性↓ ∴要求出铁温度高 (2)收缩性
第三章强韧铸铁基础知识
a. 线收缩 收缩前膨胀↑→线收缩↓
第三章强韧铸铁基础知识
b. 体收缩 体收缩↑→缩松、缩孔倾向↑ 原因：糊状凝固，补缩差； Ⅰ糊状凝固，补缩差； Ⅱ铸型刚度小，膨胀量大； Ⅲ共晶团间隙小，补缩难； ★必须加冒口
第三章强韧铸铁基础知识
b. 球化作用比镁差，过量恶化球形； c. 白口倾向大； d. 抗干扰元素能力高 e. 反应平稳。 Ⅲ. 稀土—镁合金 要求：Mg残=0.03~0.05；RE残=0.02~0.04
（3）球化处理方法 a. 自建压力加压法 优点：不产生沸腾，吸收率高，球化质量稳定。 缺点：对设备要求高，不太安全。
P第+三章G强韧铸铁(基4础0知0识)
F第+三章P强+韧铸G铁基础知识(100)
F +第三P章+强韧G铸铁基础知(2识00)
1. 珠光体球墨铸铁的性能及应用
珠光体球墨铸铁——以珠光体基体为主余量为铁素体 的球铁
QT600-3 QT7000-2
QT800-2
（1）强度高、硬度高，有一定韧性；
（2）屈/强比高钢； （3）缺口敏感性低；
第三章强韧铸铁基础知识
镁的沸腾温度与压力关系
第三章强韧铸铁基础知识
压力加镁装置
b. 转包法
第三章强韧铸铁基础知识
c. 冲入法
第三章强韧铸铁基础知识
d. 型内球化法
＊球化元素吸收率高； ＊避免孕育衰退和球化衰退；
＊难度大。
第三章强韧铸铁基础知识
（4）孕育处理 目的： a. 消除白口倾向； b. 促进球化； c. 细化共晶团； d. 减少P、Mn晶间偏析。 孕育剂： a. 75%Si-Fe，价格便宜，有效时间短； b. 以Si为基加入Sr、Ba、Ca、Zr等延长有效期。 方法：
第三章强韧铸铁基础知识
★性能特点：具有较好的综合性能。 ★应用：汽车、农机、冶金设备。 4.奥氏体-贝氏体球铁的性能及应用 奥-贝球铁——以A+B为基体的球铁 发展：70年代后期兴起，σb=900~1400MaP ★性能特点 （1）塑强性都较高； （2）高的冲击韧性； （3）高的抗点蚀疲劳能力； （4）高弯曲疲劳性能及耐磨性。
d.S ☆消耗球化剂；
☆硫化夹杂物增多；
☆使球化衰退速度加快。
＊S﹤0.02
第三章强韧铸铁基础知识
（2）合金元素
a. Mo ☆提高淬透性； ☆降低韧性；
☆价格较贵
﹤0.5
b. Cu 促进P生成，生产P球铁时加Cu。 c. Ni 提高淬透性，稳定A，不产生副作用，价格高。
d. Cr
不利于C石墨化，提高淬透性，改善基体。
C↓易出现白口、缩松、缩孔
C↑易出现G漂浮
＊C=3.2~3.8
Si促进G化，孕育作用强，G球数多、圆整度好；
Si↑↑，脆性转变温度提高
＊Si=2.4~2.8%
第三章强韧铸铁基础知识
b.Mn 铸态：F球铁 Mn=0.3~0.4 P球铁 热处理态：F球铁 Mn﹤0.5。
Mn=0.4~0.8
c. P
形成P共晶，引起冷裂，增大缩松倾向，因此，严格限 制P含量，一般P=0.04~0.06
a. 炉前一次或多次孕第育三章；强韧铸铁基础知识
b. 瞬时孕育法； c. 型内孕育。 3. 炉前检验 （1）三角试样法； （2）热分析法； （3）炉前快速金相法； （4）火苗法。 三. 球铁铸造性能及常见缺陷 球铁的铸造性能与球铁铁液的凝固特点密切相关
第三章强韧铸铁基础知识
1. 球铁的凝固特点 （1）凝固范围宽 （2）糊状凝固
第三章强韧铸铁基础知识
e. Sb 稳定P作用↑↑，Sb=0.006~0.08 （3）微量元素 Ti、As、Pb、Al、Sn等干扰球化，形成晶间脆性化合 物，严格控制
2.熔炼及炉前处理 球化率
球铁力学性能 石墨球径
石墨球圆整度
球化率——在铸铁微观组织的有代表性的视场中，在 单位面积上，球状石墨数目与全部石墨数目的比值。
（4）耐磨性优良
★应用：重载荷及摩檫磨损的零件。
典型应用：中小功率内燃机曲轴、齿轮等。
第三章强韧铸铁基础知识
2. 铁素体球铁的性能及应用 铁素铁球铁——指基体以铁素体为主其余为珠光体的
球铁。 典型牌号：QT400-18 QT400-15 QT450-10 ★性能特点：塑韧性高，强度低。 ★应用：受力较大而又承受震动和冲击的零件。 典型应用：汽车、农机部件，铸管等。 3.混合基体型球墨铸铁的性能及应用 混合基体型球墨铸铁——基体以F+P的球铁 典型牌号：QT500-7