---铸造合金及其熔炼第2章灰铸铁分析

二、衡量灰铁冶金质量的指标
1、成熟度及相对强度
成熟度: RG=实测强度/（1000-800Sc） 一般：0.5—1.5，要求：1.15-1.3
相对强度: RZ=实测强度/（2.27HBS-227） HBS测定的硬度 测定样品30直径
2、硬化度及相对硬度
硬化度: HG=HBS测/（530-344Sc） 相对硬度: RH=HBS/（100+0.44强度测）
二、灰铸铁性能特点
1、强度性能较差
与G，F、P形状、大小、数量、分布有关，但G占主 导位置----石墨的缩减作用和缺口作用（切割作用）
2、优良特殊性能
低的缺口敏感性 良好的减震性 良好的减摩性 良好的铸造性 良好的切削加工性
第二节影响铸铁铸态组织的因素
冷却速度 化学成分 孕育处理 气体 炉料特征和铁液纯净度
一、冷却速度
1. 冷却速度对铸铁的影响
冷却速度增加，曲线变陡，过冷度增大，共晶反应平台靠近莱氏体共 晶线，白口倾向增大；
碳化物形成元素易形成晶间偏析，提高共晶温度，产生碳化物
2. 对冷却速度的影响
壁厚----铸件模数 M=V/A Байду номын сангаас铸温度 铸型条件
二、化学成分
1、各种元素存在状态
2、各种元素对共晶的影响
一般RH：0.6—1.2 以0.8-1.0为佳
3、品质系数
Q=RG/HG Q介于0.7~1.5之间，希望Q﹥1
三、提高灰铁性能的主要途径
1、合理规定化学成分（C、Si、杂质）
当CE不变时，提高Si/C比： 1) A增多、G减少 2) 强化F，固溶 3) 粗化P，提高共析转变温度 4) 降低白口倾向
第二章 灰铸铁
第一节 金相组织和力学性能特点 第二节 影响铸铁铸态组织的因素 第三节 灰铸铁件的生产 第四节 灰铸铁的铸造性能 第五节 灰铸铁的热处理
第一节 金相组织和力学性能特点
一、灰铸铁的金相组织
F、P、F+P： 铸铁中基体组织的强度、硬度比钢中高 (固溶硅多)
片状G ：（A、B、C、D、E、F） (A最好 ) 非金属夹杂物 ： 硫化物、磷化物
孕育剂变质剂的消耗
六、炉料的影响
炉料有遗传性：更换同样成分的炉料，铁液主要化学成分 不变，但铸铁微观组织却发生变化。
第三节 灰铸铁件的生产
一、灰铁标准 国标：灰铸铁的牌号按单铸30mm试棒的抗拉强
度值划分为六级，如表表2-7，表2-9 外贸出口件注意：国外是按铸件本体性能指标作
为验收标准，所以一定要关键部位的壁厚为成分 调整的出发点。
共析转变时，三种铁碳 合金都有二次膨胀现象 共析转变后，三者的线 收缩基本相似
第五节 灰铸铁的热处理
1、低温退火—消除内应力，热时效 2、降低硬度退火--高温石墨化退火 3、局部淬火
2、孕育处理
（1）目的：细化晶粒、促进G、降低断面敏感性、提高性能 （2）工艺要求： 合适的化学成分： C当、Si/C。 Mn(细化P)可以提高 铁液过热度： 孕育降温、细化 G、基体 加入一定量孕育剂： 铁液成分、铸件壁厚、孕育方法、孕育剂类型
有关。 孕育方法：包内孕育法 冲入、出铁槽 瞬时孕育法： 孕育剂置于浇口杯、浮硅、包口 型内孕育法：孕育剂置于浇铸系统
3、化学成分对石墨的影响
4、元素对基体的影响
5、常用合金元素的具体作用
6、常见微量元素的作用
见表2-6
三、铁液过热 & 高温静置
可使 石墨及 基体 组织细化 温度太高 时间太长 起反作用 临界温度 1500--1550
四、孕育处理
定义：铁液浇注以前，在一定的条件下，向铁液中加入孕 育剂去影响铁液的凝固过程，改善铸态组织，从而达到提 高性能的处理方法。
二、收缩性
液态收缩：受浇注温度和含碳量影响，温碳高，则液态收缩大
凝固收缩：凝固期间的收缩+G析出的膨胀 凝 =6.9%-0.9C-2G
固态收缩：共析转变时有二次膨胀 G 灰铸铁的受阻线收缩约为（总收缩）：0.8%—1.2%（线收缩） 与收缩有关的铸造缺陷：缩孔，缩松，热裂，内应力、变形和冷裂
性能：均匀性好，敏感性小，齐一性好----强度提高
3、低合金化
作用：固溶强化 细化G 减少F增加P且细化
第四节 灰铸铁的铸造性能
一、流动性 定义：铁液充填铸型的能力，常用工艺试验法测定 主要影响因素：化学成份和浇注温度 1、化学成分的影响 共晶成分，亚共晶比过共晶好， Mn降低，S不影响，P提高 2、浇注温度的影响 高好，但不是越高越好
（3）孕育效果的评价
白口倾向的评定：评价石墨化，白口数减小
共晶团数的增加：评价成核数，在工艺条件相同时才用此 评价方法
测定共晶过冷度：评价形核能力，早形核，过冷度降低
（4）孕育铸铁的组织性能特点
组织： 由于C、Si低Mn高，基体组织是弥散度较高的珠 光体或索氏体，共晶团数量较多，石墨片细小较厚，量适 中，分布均匀。
作用：降低铁液过冷倾向，促使铁液按稳定系共晶凝固， 改善石墨形态。最终目标：细化晶粒
五、气体的影响
1、存在形式： 溶解方式、化合物形式 2、作用
H：阻碍石墨化 力学性能恶化，易产生氢气孔缺陷 N：阻碍石墨化 形成D型G、蠕虫状G，稳定P，提高性能，易产生
氮气孔缺陷 O：阻碍石墨化 ，断面敏感性增加，易产生气孔（皮下气孔），增加