铸铁的分类及特性
铸铁
如 RuT420
σbmin=420MPa
蠕墨铸铁的牌号、性能及用途见表6-4.
9.合金铸铁 1）耐磨铸铁：指不易磨损的铸铁。 加入主要合金元素作用：形成硬化相，提高耐磨性。 2）耐热铸铁：指在高温下使用，具有抗氧化性或抗 生长性能符合使用要求的铸铁。 加入主要合金元素作用：在铸件表面形成一层致密 的氧化膜，保护内层不被氧化。 3）耐蚀铸铁：指具有一定耐蚀能力的铸铁。 加入主要合金元素作用：在铸件表面形成一层致密
大部分呈球状分布的铸铁。
球化处理方法是在浇注前的铸铁液中加入一定量的 球化剂和孕育剂 ，以改变石墨的结晶条件，促使石墨形 成球状。
1）化学成分、组织和性能 为保证获得数量较多、 形状圆整、分布均匀的球状石墨，球墨铸铁中碳和硅的 含量一般高于灰铸铁，
ω Mn
其中ω c=（3.6 ~3.9 ）%； ω si =(2.0~3.1 ) %； =(0.6~0.3)%；ω p ≤ 0.1%；ω s ≤0.07%。 组织特征是钢的基体分布着球状石墨，铸态下基体
的氧化膜、提高基体组织的电极电位、形成单相基 体加球状石墨，从而提高耐蚀性。
4.铸铁的石墨化及影响因素
1）石墨化过程 铸铁中石墨的形成过程,称为石墨化。铸铁结晶过程中， 石墨化若能充分进行或大部分进行，则能获得灰口铸，反 之将会得到白口铸铁。 铁碳合金结晶时，碳更易形成渗碳体，但在具有足够 扩散时间的条件下，碳也会以石墨析出。石墨还可以通过 渗碳体在高温下分解获得。 石墨化过程分三阶段：①高温石墨化，从液相中析出 石墨（GⅠ+ G共晶）； ②中温石墨化，指共晶和共析温度之 间，从奥氏体中析出的二次石墨（ GⅡ ）；③低温石墨化， 是指共析转变及以后析出的石墨（G共析）。
石墨化过程是原子的扩散过程。在实际生产中，上述 三个阶段不一定都充分进行，其中① ②阶段温度较高，碳 原子的扩散能力强，石墨化容易进行。按这三个阶段石墨 化程度不同灰口铸铁的基体组织会不同，如有F、F+P、P 除上述三个阶段石墨化外，生产中将白口铸铁在高温下 退火，也能使渗碳体分解获得石墨。这也是生产可锻铸铁的 方法。 2）影响石墨化的因素 ①化学成分 碳和硅是强烈促进石墨化的元素，而硫、 锰是阻碍石墨化的元素。磷是微弱促进石墨化的元素，但 会使铸铁脆性增大，要严格控制磷的含量。 ②冷却速度 缓慢冷却时碳原子扩散充分，易形成稳定 的石墨，即有利于石墨化。铸造生产中凡影响冷却速度的 因素均对石墨化有影响。如铸件壁越厚，铸型材料的导热 性越差，越有利于石墨化。
铸铁属于什么材料
铸铁属于什么材料
铸铁是一种含碳量在2%以下的铁合金材料，通常包括灰铸铁和球墨铸铁两种类型。
它们在工业生产和日常生活中都有着广泛的应用，因此对于铸铁的材料特性和用途有着很高的关注度。
首先，我们来看一下铸铁的基本材料特性。
铸铁具有较高的流动性和流变性，这使得它适合于各种复杂形状的铸造。
同时，由于其含碳量较高，铸铁的硬度和耐磨性也比较高，因此在一些对强度要求不是特别高但需要耐磨的场合，铸铁就能够发挥其优势。
此外，铸铁还具有一定的耐腐蚀性能，这使得它在一些具有腐蚀性环境的使用场合中表现出色。
其次，我们来谈一谈铸铁在实际应用中的具体用途。
首先，灰铸铁通常用于制造机床床身、汽车发动机缸体、机械零件等。
由于其具有较高的耐磨性和较好的减震性能，因此在这些领域中得到了广泛的应用。
而球墨铸铁则常常用于制造汽车零部件、管道、阀门等。
由于球墨铸铁具有较高的韧性和较好的抗拉强度，因此在这些领域中也有着广泛的应用。
总的来说，铸铁作为一种重要的铁合金材料，在工业生产和日常生活中都有着广泛的应用。
它的材料特性和用途使得它在各个领域都能够发挥其独特的优势，为人们的生产和生活带来了便利。
因此，对于铸铁的材料特性和用途的研究和了解，对于我们来说是非常重要的。
1.5 铸造金属材料的特性
20
机械制造工艺基础----铸造工艺
1.5.2 铸钢及其熔炼： 单击以编辑母版标题样式
• • • • • • •
1．铸钢的分类、性能及应用： 性能：综合力学性能好，强度高，且塑、 单击以编辑母版文本样式 韧性好；焊接性能好，可采用铸 -焊联合 第二级 结构制造重型机器。 第三级 分类： 第四级 低碳钢：≤0.25%,易氧化热裂,电机零件. 第五级 铸造碳钢 中碳钢：0.25~0.5%
2
机械制造工艺基础----铸造工艺
二、灰口铸铁： 单击以编辑母版标题样式
• • • • •• • （1）石墨对灰铸铁性能的影响：灰口铸 单击以编辑母版文本样式 铁的显微组织由金属基体与石墨片所组 第二级 成，相当于在钢的基体中嵌入了大量石 墨片。 第三级 机械性能： σb=120~250MPa，σ压≈钢 第四级 塑性、韧性近于零，属于脆性材料。 第五级 石墨强度极低，塑性近于零，3%的石墨 占10%的体积，所以灰口铸铁可视为充 满裂纹的钢。基体强度利用率仅30~50%。
坯件易损坏。 蠕墨铸铁件 1.铸造性能接近灰铸铁； 2.综合机械性能比灰铸铁高， 壁厚敏感性比灰铸铁小得多。 或工字形，避免十字形，局部 突出部分可用肋加强。 大截面复杂铸件。
19
机械制造工艺基础----铸造工艺
五、铸铁的熔炼： 单击以编辑母版标题样式
• • • • •
冲天炉熔炼过程。 单击以编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级
机械制造工艺基础----铸造工艺
(2)球铁的铸造工艺： 单击以编辑母版标题样式
球墨铸铁易产生缩孔、缩松、皮下气孔、夹渣等 缺陷。 • 单击以编辑母版文本样式 •缩孔、缩松倾向大（石墨化膨胀），应采用如 • 第二级 下工艺措施： • 第三级 ① 增加铸型刚度。 ② 安放冒口、冷铁，对铸件进行补缩 • 第四级 • •皮下气孔： 第五级 Mg+H2O→MgO+H2↑ MgS+H2O→MgO+H2S↑ 工艺措施：降低S含量和残余Mg量，限制型砂 水分或采用干型。
合金钢与铸铁材料介绍
合金钢与铸铁材料介绍引言在工程领域，合金钢和铸铁是常用的材料。
它们拥有不同的组成和特性，适用于各自的特定应用。
本文将介绍合金钢和铸铁的基本概念、组成、特性以及其在工程中的应用。
合金钢合金钢是一种由铁和碳组成的合金材料，同时还添加了其他元素（如钼、铬、镍、钒等）。
这些添加元素的比例和种类可以根据需要进行调整，以获得合金钢所需的性能。
由于其复合材料的特性，合金钢具有出色的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。
组成合金钢的基本组成是铁和碳。
通常，碳的含量在0.2%到2.1%之间，而其他合金元素的含量可以小于或大于铁和碳的含量。
特性合金钢具有许多优异的特性，使其成为许多工程应用的首选材料。
•强度和耐久性：合金钢具有出色的强度和耐久性，能够承受高负荷和应力。
这使得它适用于需要支撑大量重量和承受高应力的应用，如建筑结构和机械零件。
•韧性：合金钢具有良好的韧性，即能够吸收和分散应力，从而防止材料断裂。
这使得合金钢在需要抗震和抗冲击的应用中非常有用，如桥梁和汽车零件。
•耐磨性：由于合金钢中添加了一些耐磨元素，如钨和钴，它具有出色的耐磨性。
这使得合金钢成为制造刀具、模具和汽车零件等需要耐磨材料的理想选择。
•耐腐蚀性：合金钢中添加的一些元素，如铬和镍，使其具有良好的耐腐蚀性。
这使得合金钢在化学工业和海洋环境中使用广泛。
应用基于其特性，合金钢在各种工程领域中都有广泛的应用。
•建筑结构：合金钢常用于建筑结构中的支柱、梁和框架，以提供强度和稳定性。
•汽车制造：合金钢在汽车零件的制造中广泛应用，如车身、发动机零件和悬挂系统。
•航空航天：合金钢用于航空器和火箭零件的制造，因为它具有出色的强度和轻量化的特性。
•刀具和模具：合金钢广泛应用于制造刀具、冷却模具和挤压模具等。
铸铁铸铁是一种含碳量较高的铁合金，其含碳量通常在2%到4%之间。
铸铁的特点是容易熔化和流动性好，因此适用于铸造成各种形状的复杂零件。
铸铁分为几个不同的类型，包括灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁等。
铸铁分类
铸铁分类含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁，小于2.11%的称为碳钢。
常用铸铁的分类按碳存在的形式不同（显微镜下观察）可分为灰铸铁，球墨铸铁，可锻铸铁，蠕墨铸铁。
名称编号方法编号方法主要性能用途举例名称举例说明主要性能用途举例灰铸铁HT100,HT300HT是灰铁2字汉语拼音字母首，数值表示最低抗拉强度值抗拉强度，塑性，韧性较低，但是抗压强度，硬度，耐磨性较好并具有铸铁其他的优良特性主要用于制造承受压力的机座，床身，导轨，箱体等等球墨铸铁QT500-7，QT800-2QT是球铁2字汉语拼音字母首，数值表示最低抗拉强度值和最小延伸率数值，球墨铸铁经热处理强化后力学性能有了较大提高，远超过灰铸铁，某些指标接近钢，并保持灰铸铁的其他优良特性应用范围很广，能代替中碳钢生产汽车、拖拉机中的齿轮、曲轴、连杆等等。
可锻铸铁KT300-06，KT350-10KT是可铁2字汉语拼音字母首，数值表示最低抗拉强度值和最小延伸率数值，力学性能优于灰铸铁，韧性好，可机加主要制造一些形状比较复杂并且在工作中承受一定冲击载荷的薄壁小型零件，例如管接头，农具等等蠕墨铸铁RuT+数字RuT是蠕铁2字的汉语拼音字母首，数值表示最低抗拉强度值蠕墨铸铁强度，韧性，疲劳强度比灰铸铁强而比球墨铸铁弱大功率柴油机缸套，汽缸盖，机床机身，阀体，电动机外壳，机座球墨铸铁和灰铸铁在国内都已经很成熟了就是蠕墨铸铁还不够成熟,能做的企业不多,而且废品率相当高要知道金属某个属性强必然就导致另一个属性弱，比如灰铸铁抗压强度很好，但是韧性不好，就是我们通俗所说的脆，一打就断，所以不能机加，不能承受重载荷的剪切力，而球墨铸铁的韧性好可以机加那么它的抗压能力就不如灰铸铁，所以在做机械设计选材的时候要考虑零件主要受力种类及强度最后才是经济性来选材1，灰铸铁：碳主要由片状石墨出现的铸铁成为灰铸铁，断口为暗灰色。
生产简便，成本较低，具有耐磨减振的性能，易于铸造，是应用最广泛的铸造合金。
铸铁的分类
铸铁科技名词定义中文名称：铸铁英文名称：cast iron定义：主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。
在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。
应用学科：机械工程（一级学科）；铸造（二级学科）；铸造合金（三级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片铸铁旋塞阀铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。
在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。
目录释义简介分类铸铁-热处理工艺焊接性铸铁的种类及性能铸铁焊接性分析铸铁的补焊铸铁常见焊条表铸铁焊补时产生裂纹的原因及预防措施冷裂纹热裂纹熔炼方法及其特点冲天炉熔炼法感应电炉熔炼电弧炉熔炼释义简介分类铸铁-热处理工艺焊接性铸铁的种类及性能铸铁焊接性分析铸铁的补焊铸铁常见焊条表铸铁焊补时产生裂纹的原因及预防措施冷裂纹热裂纹熔炼方法及其特点冲天炉熔炼法感应电炉熔炼电弧炉熔炼展开编辑本段释义铸造厂词目：铸铁拼音：zhù tiě基本解释[cast iron;foundry iron;foundry pig] 含碳量较高的铁，质脆，不能锻压，用来炼钢或铸造器物详细解释1.把铁矿石冶炼成铁。
《汉书·五行志上》：“ 成帝河平二年正月，沛郡铁官铸铁，铁不下，隆隆如雷声，又如鼓音。
”《北史·杨津传》：“掘地至泉，广作地道，潜兵涌出，置炉铸铁，持以灌贼。
贼遂相告曰：…不畏利槊坚城，唯畏杨公铁星。
‟” 清陈维崧《红·舟次丹阳感怀》词：“铸铁竟成千古错，读书翻受群儿耻。
”2. 用生铁重新熔炼而成的铁碳合金。
也叫生铁或铣铁。
编辑本段简介铸铁产品(7张)铸铁英文名：cast iron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。
铸铁属于什么材料
铸铁属于什么材料
铸铁是一种铁碳合金材料，主要包括灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁。
它具有良
好的铸造性能、机械性能和耐磨性，被广泛应用于工业制造领域。
铸铁的分类和性能让人们对它的材料特性产生了疑问，那么铸铁属于什么材料呢？
首先，我们来了解一下铸铁的基本成分。
铸铁是以铁和碳为主要合金元素，同
时还含有一定量的硅、锰、磷等元素。
根据碳的形态和含量不同，可以将铸铁分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁。
灰铸铁中碳以石墨形式存在，球墨铸铁中碳以球状石墨形式存在，而白口铸铁中碳以铁素体形式存在。
这些不同形式的碳对铸铁的性能产生了显著影响。
其次，铸铁的性能特点也能够说明它属于什么材料。
铸铁具有较高的铸造性能，能够流动性好，填充性能强，适合于各种复杂形状和薄壁厚的铸件制造。
同时，铸铁的机械性能也较好，具有一定的强度和韧性，在静载和冲击载荷下表现出良好的性能。
此外，铸铁还具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，能够满足不同工况下的使用要求。
最后，铸铁作为一种特殊的铁碳合金材料，其材料特性决定了它在工程领域的
重要地位。
在汽车制造、机械制造、建筑工程等领域，铸铁都有着广泛的应用。
它能够满足复杂零部件的铸造要求，同时在成本和性能上都具有一定的优势，因此备受青睐。
综上所述，铸铁属于一种铁碳合金材料，具有良好的铸造性能、机械性能和耐
磨性，被广泛应用于工业制造领域。
通过了解铸铁的基本成分和性能特点，我们可以更好地理解铸铁属于什么材料这个问题。
铸铁的独特性能使其在工程领域发挥着重要作用，也为工程师提供了更多的设计选择。
铸铁简介
铸铁一、铸铁的分类铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，除铁碳元素外还含有硅、锰、硫、磷等杂质。
通常用于制作机械零部件的铸铁其含碳量在2.5%—4%。
铸铁在机械制造中应用非常广泛，常见的有机床床身、工作台、箱体、底座等形状复杂或受力及摩擦作用的零件，绝大多数是用铸铁来制造的。
铸铁的性能除决定基体类型外，还和碳存在的形式、数量、大小及分布有着密切的关系。
正是由于这些因素的不同，工业用铸铁的性能及用途也有很大的差异。
根据碳在铸铁中存在的形式和形态的不同，铸铁分类如下：1．白口铸铁碳除少量溶于铁素体外，其余的碳都以渗素体的形式存在在于铸铁中，其断口是银白色，故称白口铸铁。
这类铸铁硬而脆，很难加工，所以很少直接用来制造各种零件，主要是作为炼钢原料和制作一些不重要的耐磨件。
2.灰口铸铁（灰铸铁）牌号HT碳主要以片状石墨形式存在于铸铁中，断口呈灰色。
这类铸铁的力学性能不高，但它的生产工艺简单、价格低廉、而且还具备其它方面的特性，故在工业中应用广泛。
3.球墨铸铁（球铁）牌号QT碳主要以球状石墨的形式存在于铸铁中。
这类铸铁的力学性能不仅比灰铁高，而且还可以通过热处理进一步提高。
所以它在生产中常用作受力大且重要的铸件。
4.蠕墨铸铁（RUT）碳主要以介于片状石墨与球状石墨之间形似蠕虫状的石墨存在于铸铁中。
性能介于灰铸铁与球铸铁之间。
它是近几年发展起来的新型铸铁。
5.可锻铸铁（KT）碳主要以团絮状石墨的形态存在于铸铁中。
其力学性能（特别是韧性和塑性）较大，铸铁高，并接近团墨铸铁，它在薄壁复杂铸件中应用较多。
我们这里主要介绍灰口铸铁、球墨铸铁两种：一）普通灰口铸铁（灰铸铁）灰口铸铁是指对一定成分的铁水作简单的炉前处理，浇注后得到具有片状石墨的铸铁。
它是铸铁类中生产工艺最简单、成本最低的铸铁，所以在工业生产中得到了最广泛的应用。
（例如一台机床其灰铸铁的用量达到70%—80%）在铸铁总产量中，其灰铁占到80%以上。
1.灰铸铁的化学成分灰铸铁的化学成分范围一般为Wc=2.6%—3.6%、Wsi=1.2%—3.0%、WMn=0.4%—1.2%、Wp≤0.2%、Ws≤0.15%。
工程材料及机械制造基础 第八章铸铁
第二阶段 石墨化
铸铁的显微组织
铸铁类型
完全进行 F+C 部分进行 F+P+C 未进行 P+C 灰口铸铁
部分进行 未进行
ILMTAM
未进行 未进行
Ld’+P+C Ld’
麻口铸铁 白口铸铁
14 14
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
碳、硅含量对铸铁石墨化的影 响
麻口 铸 铁
C 白口铸铁
灰口铸铁
Si
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
15 15
碳、硅量控制范围：2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si。 Al、Cu、Ni、Co等元素对石墨化有促进作用。
P’
ILMTAM
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
13 13
铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系
（以共晶铸铁为例）
石墨化进行程度
第一阶段 石墨化
完全进行
二次结晶（1154℃→738℃）
共析石墨化
台车式石墨化退火炉
三次结晶（ 738 ℃→室温）
ILMTAM
华东交通大学 先进材料激光制造技术研究所 Institute of Laser Manufacture Technology for Advanced Materials, ECJTU
铸铁的分类名词解释
铸铁的分类名词解释
铸铁是一种铁碳合金材料，由铁和碳以及其他合金元素组成。
铸铁可以根据其碳含量、合金元素含量和微观组织特征来进行分类。
下面是一些常见的铸铁分类：
1. 灰铸铁（Gray Iron）：灰铸铁是最常见的铸铁类型，具有灰色断口。
其碳含量较高（3-4%）使得灰铸铁具有良好的湿摩擦性和抗磨性能。
灰铸铁通常用于制造机床床身、发动机缸体等。
2. 白口铸铁（White Iron）：白口铸铁碳含量较高，通常超过4%。
它的显著特点是硬度极高，但韧性较差，断裂为白色。
白口铸铁常用于制造耐磨件，如刮刀、破碎机的碎料齿等。
3. 高强度铸铁（High-strength Iron）：高强度铸铁含有一定量的合金元素，如钼、铬和钛等。
这些元素的添加可以显著提高铸铁的强度、硬度和耐磨性能。
高强度铸铁通常用于制造汽车发动机缸体、机械零件等。
4. 可锻铸铁（Malleable Iron）：可锻铸铁是一种具有较高韧性和可锻性的铸铁，可通过热处理获得不同强度级别的材料。
可锻铸铁常用于制造管件、连杆、链接件等。
5. 高合金铸铁（High-alloy Iron）：高合金铸铁含有较高比例的合金元素，如钴、镍、钼和铜等。
这些合金元素的添加可以提高铸铁的耐腐蚀性、耐磨性和高温强度。
高合金铸铁通常用于制造化工设备和高温环境下的零件。
这些分类仅代表了一部分铸铁的种类，实际上还有许多其他类型的铸铁，它们具有不同的特性和应用领域。
工程材料学第6章铸铁
第二阶段石墨化 在℃－738℃温度范围内奥氏体沿E′S′ 线析出二次石墨。
第三阶段石墨化 在738 ℃（P′S′K′）通过共析反应析出石墨， 其反应方程式为： As′→Fp′+G(共析) 含3％的亚共晶铸铁－石墨相图进行转变的过程 如图所示
二 复线铁碳相图
在铁碳相图中，碳可以化合态的渗碳体的形式和游离态的石墨 (G)的形式存在。渗碳体具有复杂的斜方结构。石墨具有特殊的 简单六方晶格，其底面碳原子呈六方网络排列，原子间为共价键 结合，间距小（1.42Å）结合力很强；底面层之间为分子键，面 间距离大（3.04Å），结合力弱，所以石墨的强度和硬度不高， 韧性很低。石墨的晶体结构如图
二、球墨铸铁的牌号、组织和性能
1.牌号
我国球墨铸铁牌号用“QT”标明，其后两组数字表示 最低抗拉强度极限和延伸率，见表
由表中数据可知，球墨铸铁的抗拉强度远远超过灰 口铸铁，而与钢相当。其突出特点是屈强比 （б0.2/бb）高，约为0.7－0.8，而钢一般只有0.3－ 0.5。在一般的机械设计中，材料的许用应力根据 б0.2确定，因此对于承受静载的零件，使用球墨铸铁 比铸钢还节省材料，重量更轻。
三 灰口铸铁的性能
1、优良的铸造性能
由于灰铸铁的化学成分接近共晶点，所以铁水流动性好，可以铸造非 常复杂的零件；另外．由于石墨比容较大，使铸件凝固时的收缩量 减少．可简化工艺，减轻铸件的应力，并可得到致密的组织。
2、优良的耐磨性
石墨本身具有润滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使 铸件有良好的耐磨性；此外．由于铸件中带有硬度很高的磷共晶： 又能使抗磨能力进一步 提高，这对于制备活塞环．气缸套等受摩擦 零件具有重要意义，
铸铁的分类及应用
ZCuZn38
黄 铜 制 品
（2）白铜 是指镍（Ni）为主要元素的铜合金。一般呈
银白色，镍含量越高，颜色越白。可分为普通白铜和特 殊白铜。 普通白铜的牌号为B加数字。例如B30表示镍的质量分数 为30%，铜的质量分数为70%。
特殊白铜的牌号是在B之后标出去除镍以外的主要合金元
素符号，并在其后分别标明镍及合金质量分数的百分数， 例如BZn15-20 表示镍的质量分数为15%，锌的质量分数 为20%，其余为铜的铅白铜。
分数中小数点的后两位。如牌号1060 对应的99.6%
。
2.铝合金 （1）变形铝合金
含合金元素少，塑性优良，分为可热处理变形铝
合金和不可热处理变形铝合金。 根据其性能又分为防锈铝合金(LF)、硬铝合金
(LY)、超硬铝合金(LC)和锻铝合金(LD)。
（2） 铸造铝合金 熔点比变形铝合金低、铸造流动性好，可制造形 状复杂的铸件，但是其强度和塑性、韧性较差，
塑性很低、抗拉强度与硬度与钢接近。
基本组织 铁素体、铁素体+珠光体、珠光体3种
2. 灰铸铁的牌号及用途 牌号：HT+一组数字例：HT150，HT200 应用：主要制造支架、底座、箱体、床身、工作台、 汽缸体 热处理：消除内应力退火，消除铸件白口组织，改 善切削加工性的退火，表面淬火。
球墨铸铁
将铁水经过球化退火后而制成，强度、塑性提高 组织：铁素体、铁素体+珠光体、珠光体、回火索氏体／贝 氏体（调制或等温淬火）
常用形变铝合金
③ 超硬铝合金 ④ 锻铝合金
Al-Cu-Mg-Si系合金 Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金
属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。
飞机主起落架
铸铁
2、性能：
铸铁的缺点是由于石墨的存在，使它的强度、塑 性及韧性较差，不能锻造，优点是其接近共晶成 分，具有良好的铸造性；由于游离态石墨存在， 使铸铁具有高的减摩性、切削加工性和低的缺口 敏感性。目前，许多重要的机械零件能够用球墨 铸铁来代替合金钢。 铸铁的生产设备和工艺简单，价格便宜，并具有许 多优良的使用性能和工艺性能，所以应用非常广泛， 是工程上最常用的金属材料之一。它可用于制造各 种机器零件，如机床的床身、床头箱；发动机的汽 缸体、缸套、活塞环、曲轴、凸轮轴；轧机的轧辊 及机器的底座等。
●当WCE=4.28％，共晶成分；
●当WCE<4.28％，亚共晶成分； ●当WCE>4.28％，过共晶成分。
②冷却条件
●浇注温度↑
●冷却速度↓
铸型导热性↑ 铸件壁厚↓
石墨化程度↑
石墨化程度↑
石墨化程度↓ 石墨化程度↓
冷却速度的影响 冷速慢有利于按Fe－G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
二、铸铁的强化
强化途径：
1、铸铁的石墨化
2、改变石墨的大小和形状 3、改变基体组织
1、铸铁的石墨化
1）概念 石墨化过程是指铸铁中析出碳原子形成石墨的过程，即按Fe-G相 图结晶的过程。石墨既可以从液体和奥氏体中析出，也可以通过渗碳体 分解来获得。 • 石墨及其性能 石墨具有简单六方晶格，是碳 的一种同素异构晶体。其底面 原子呈六方网格排列，原子间 距小（1.42×10-10m），结 合力很强；而底面之间的间距 较大（3.04×10-10m），结 合力较弱。故石墨的强度、塑 性和韧性极低，接近于零；硬 度也很低，约为3～5HBS。
牌 号 抗拉强度 MPa 屈服强度 Mpa 伸长率 % 硬度 HB
铸铁 有色金属及合金
过冷度大，结
晶将按Fe-Fe3C 相图进行，不 利于石墨化。
铸件壁厚和碳硅含量对铸铁组织的影响
二、铸铁的特点及分类
工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。 1、铸铁的组织特点
钢的基体+G（石墨）
基体组织有三种，即铁素体、珠光体 和铁素体加珠光体 。
2、铸铁的性能特点
⑴ 力学性能低。由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，
Al-Si系铸造铝合金的铸造性能
好，具有优良的耐蚀性、耐热
性和焊接性能。
用于制造飞机、仪表、电动机 壳体、汽缸体、风机叶片、发 动机活塞等。
活塞(裙部为铝硅合金)
2.Al-Cu系铸造铝合金 这类合金的耐热性好，强度较高；但密度大，铸造性 能、耐蚀性能差，强度低于Al-Si系合金。
常用代号有ZL201(ZAlCu5Mn)、ZL203(ZAlCu4)等。
机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压
阀的阀体、耐压泵的泵体等。
阀芯
第三节 有色金属及其合金
在工业生产中，通常 把铁及其合金称为黑 色金属，把其他非铁 金属及其合金称为有 色金属。
有色金属的产量和用量不如黑色金属多，但由于
其具有许多优良的特性，如特殊的电、磁、热性
能，耐蚀性能及高的
比强度（强度与密度 之比）等，已成为现 代工业中不可缺少的 金属材料。
在普通铸造条件下， ZL102组织几乎全部为共晶体， 由粗针状的硅晶体和固溶体组成，强度和塑性都较 差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细 小均匀的共晶体加一次固溶体组织，以提高性能。
ZL102的铸态组织
未变质处理 经变质处理
加入其他合金元素的铝硅铸造 合金称复杂(或特殊)硅铝明。
铸铁铸钢的材料特性与结构特点
铸铁铸钢的材料特性和结构特点来源:对钩网工业用的铁和钢都是铁碳两种元素达的合金，含碳量在2.11％以上的是铁，在2。
11%以下的是钢。
铸铁和铸钢是工业机加工中常用的加工材料。
下面,我们介绍几种常见的铸铁和铸钢材料，以及它们的材料特性和结构特点。
灰铸铁灰铸铁是含有片状石墨的铸铁,是应用最为广泛的铸铁，产量占铸铁总产量的80%以上.灰铸铁材料综合力学性能低,抗压强度大,是本身抗拉强度的3到4倍.消振能力比钢大10倍，故经常用来制造承受振动的机座.弹性模量较低，其壁厚变化对力学性能影响较大。
由于其对冷却速度有很大的敏感性,灰铸铁铸件在厚度较薄的截面上经常出现白口和裂纹，而在厚度较厚的截面上又经常导致琉松情况。
因此,灰铸铁件截面厚度存在一个临界值，如果超过了这个值,随着壁厚增加，其强度、消振能力、弹性模量等力学性能不仅不会增强，反而显著减弱。
由于灰铸铁热稳定性较低，因此不能用于制造那些长时间工作在超过250摄氏度环境下的零件。
相比于铸钢材料，采用灰铸铁可以得到厚度更薄，几何形状更复杂的铸件，而且铸件中的残余内应力和翘曲变形都要更小一些。
由于在各截面上性能比较均匀，灰铸铁常用于制造要求高，但截面不一定较厚的铸件。
蠕墨铸铁蠕墨铸铁是呈蠕虫状的铸铁,它掺入的石墨形态是介于片状石和球状之间的,化学结构与灰铸铁类似.蠕墨铸铁综合力学性能比灰铸铁略好一点,而比球墨铸铁略逊一筹，其冲击韧性、延长率抗压强度、屈服强度等均在二者之间,壁厚变化对力学性能影响比灰铸铁小.蠕墨铸铁对冷却速度的敏感性比灰铸铁小得多,且具有良好的导热性，所以经常用来制造工作环境温度苛刻，温度梯度比较大的零件。
由于蠕墨铸铁材料强度较高，致密性好,对于缺口的敏感性小，具有良好的工艺性能，可以用来制造几何形状复杂的大型零件。
为了节约废钢,减轻铸件的重量，蠕墨铸铁还可用来替代孕育铸铁件，这样做还可以达到有效提升成品率、增强铸件气密性的目的，特别适于生产液压件。
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。
铸铁(石墨化膨胀、凝固、热处理等)
铸铁不是纯铁，它是一种以Fe、C、Si为主要成分且在结晶过程中具有共晶转变的多元铁基合金。
化学成分一般为：C2.5%-4.0%、Si1.0%一3，0%、P0.4%～1.5%、S0.02%-02%。
为了提高铸铁的机械性能，通常在铸铁成分中添加少量Cr、Ni、C。
、Mi、等合金元素制成合金铸铁。
1 铸铁的特点和分类一、铸铁的特点1.成分与组织特点铸铁与碳钢相比较，其化学成分中除了有较高的C、Si含量外(C2.5%～4，0%、Si1.0%一3.0%)，还含有较高的杂质元素Mn、P，S，在特殊性能的合金铸铁中，还含有某些合金元素。
所有这些元素的存在及其含量，都将直接影响铸铁的组织和性能。
由于铸铁中的碳主要是以石墨(G)形式存在的，所以铸铁的组织是由金属基体和石墨所组成的。
铸铁的金属基体有珠光体、铁素体和珠光体加铁素体三类，它们相当于钢的组织。
因此，铸铁的组织特点，可以看成是在钢的基体上分布着不同形状的石墨。
2.铸铁的性能特点铸铁的抗拉强度、塑性和韧性要比碳钢低。
虽然铸铁的机械性能不如钢，但由于石墨的存在，却赋予铸铁许多为钢所不及的性能。
如良好的耐磨性、高消振性、低缺口敏感性以及优良的切削加工性能。
此外，铸铁的碳含量高，其成分接近于共晶成分，因此铸铁的熔点低，约为1200℃左右，铁水流动性好，由于石墨结晶时体积膨胀，所以传送收缩率小，其铸造性能优于钢，因而通常采用铸造方法制成铸件使用，故称之为铸铁。
二、铸铁的分类铸铁的分类方法很多。
根据碳存在的形式可分为三种：1.白口铸铁(简称白口铁)白口铸铁中的碳主要以渗碳体(Cm)形式存在，断口呈白亮色。
其性能硬而脆，切削加工困难。
除少数用来制造硬度高、耐磨、不需要加工的零件或表面要求硬度高、耐磨的冷硬铸件外(如破碎机的压板、轧辊、火车轮等)，还可作为炼钢原料和可锻铸铁的毛坯。
2.灰口铸铁(简称灰口铁)灰口铸铁中的碳主要以片状石墨的形式存在，断口呈灰色。
灰口铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，且价格低廉，制造方便，因而应用比较广泛。
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铸铁的分类及特性
从铁碳相图中知道，含碳量大于2.06%的铁碳合金称为铸铁。
尽管铸铁强度、塑性、韧性较差，不能进行锻造，但它具有优良的铸造性、减摩性、切削加工等一系列性能特点；另外其生产设备和工艺简单、价格低廉，因此得到了广泛的应用。
1．铸铁的分类
铸铁的常用分类方法有两种：一是按石墨化程度；二是按石墨结晶形态。
按石墨化程度可分为：
①灰口铸铁：即在第一和第二阶段石墨化过程中都得到了充分石墨化的铸铁，其断口呈暗灰色。
②白口铸铁：即第一、二和三阶段的石墨化全部被抑制，完全按Fe—Fe3C相图进行结晶而得到的铸铁。
③麻口铸铁：即在第一阶段的石墨化过程中便未得到充分石
墨化的铸
铁。
按石墨结晶形态分：
①灰口铸铁：铸铁组织中的石墨形态呈片状结晶。
②可锻铸铁：铸铁组织中的石墨形态呈固絮状。
③球墨铸铁：铸铁组织中的石墨形态呈球状。
2．铸铁的编号基本性能及用途
（1）灰口铸铁：根据GB976—67所规定的编号、牌号用“HT”
表示灰口铸铁，后面两项数字分别表示其抗拉和抗弯强度的最低值。
如HT20—40表示抗拉强度和抗弯强度最低值为200MN/m2和400MN/m2。
灰口铸铁具有优良的铸造性、切削加工性，优良的减摩性。
良好的消震性和缺口敏感性，故而灰口铸铁主要用于制造各种承受压力和要求消震性的床身、机架、复杂的箱体、壳体和经受磨擦的导轨、罐体等。
（2）可锻铸铁：按GB978—67规定牌号以“KT”和“KTZ”表示可锻铸铁，其中“KT”表示铁素体可铸铸铁，“KTZ”表示珠光体可锻铸铁，牌号中的两项数字表示其最低抗拉强度和延伸率。
可锻铸铁的机械性能，特别是冲击韧性普遍较灰口铸铁高，但由于其成本高，故而应用不是很广泛，主要用于制造一些小型铸铁。
（3）球墨铸铁：按GB1348—78规定，球墨铸铁以“QT”表示，后面数字同可锻铸铁一样。
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优点，如良好的减摩性、切削加工性及低的缺口敏感性，甚至可与锻钢媲美，如疲劳强度大致与中碳钢相近，耐磨性优于表面淬火钢等。
此外，球墨铸铁还可适应各种热处理，使其机械性能提高到更高的水平。
球铁主要用来代替钢，如铁素体球墨铁可代替35、40#钢，珠
光体铸铁可代替35CrMo、40CrMnMo及20CrMnTi。