铸铁PPT课件

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（一） 铸铁的种类
根据C的存在形式，可以将铸铁分为： 1) 白口铸铁：C全部以渗碳体形式存在，碳在铸铁中的 分布除少量固溶于铁素体外，绝大部分以渗碳体形式存 在。因其断口呈银白色而得名，其性能硬而脆，很少直 接用于制作机器零件。 2) 灰口铸铁：C大部分或全部以石墨形式存在，因其断 口呈暗灰色而得名。应用广泛。 3) 麻口铸铁：C大部分以渗碳体形式存在，少部分以石 墨形式存在，断口灰、白色相间。硬而脆，很少应用。 此外，为满足某些特殊性能要求，向铸铁中加入一种或 多种合金元素（铬、铜、铝、硼等）而得到合金铸铁， 如耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。
铸铁
新疆应用职业技术学院
朱明霞
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铁碳合金种类
铁碳合金
工业纯铁 WC≤0.0218%
钢
＜ 0.0218% WC≤2.11%
亚共析钢WC在0.0218%-0.77% 共析钢WC=0.77% 过共析钢WC在0.77%-2.11%
铸铁 WC>2.11%
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四、铸铁
C﹥2.11%wt的铁碳合金称为铸铁，特点是 含有较高的C和Si，同时也含有一定的Mn、 P、S等杂质元素。
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1、牌号： HT（灰铁）+三位数字（最低σb）， 其中，HT100为F基，HT150为F+P基，HT200~250为 P基，HT250~350为孕育铸铁。
2、灰铸铁的用途
常用的灰铸铁的典型牌号是HT150、HT200，前者 主要用于机械制造业承受中等应力的一般铸件如 阀体、工作台、刀架等；后者主要用于一般运输 机械和机床中承受较大压应力和较重要零件，如 气缸体、缸盖、箱体、机座、床身等。
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（二）灰口铸铁的组织性能
1、铸铁组织
铸铁中C、Si含量较高，C大部分、甚至全部以游离状态石 墨（G）形式存在。
2、铸铁性能
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灰口铸铁来 代替合金钢。
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（二）球墨铸铁
由于G呈球状分布，根据基体组织的不同，
球墨铸铁可分为铁素体型、珠光体型十铁
素体型、珠光体型球墨铸铁。
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由于G呈球状分布，球墨铸铁的性能远优于其他铸铁， 应用甚广。因球状石墨对基体的割裂程度较灰铸铁进一 步减弱，球墨铸铁中基体强度的利用率达到70%～90%。
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（六）常用铸铁材料
（一）灰铸铁
F+G片
F+P+G片
P+G片
灰铸铁中石墨呈片状，根据基体组织的不同，可分 为铁素体型、铁素体十珠光体型、珠光体型灰铸铁。
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灰铸铁的显微组织，如图所示。因片状石墨对基体 的割裂程度较严重，灰铸铁中基体强度的利用率 仅为30%～50%。灰铸铁的抗拉强度、塑性及韧性 低，但其铁水流动性好、凝固收缩小、缺口敏感 性小、切削加工性好、抗压强度高，并且具有减 摩及消震作用。
和裂纹源，故G越多，抗拉强度、塑性及韧性越低。灰 口铁的抗拉强度、塑性及韧性均不如钢。 2) 大小：G越粗，局部承载面积越小，G越细，应力集中 越大，均使其性能下降。 3) 分布：越均匀，性能越好； 4) 形状：由片状至球状，强度、塑性及韧性均提高。
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灰口铸铁的优点在于以下几个方面： （1）具有良好的切削加工性 （2）具有良好减振性 （3）具有良好的减磨、润滑作用 （4）具有良好的铸造性能 （5）具有低的缺口敏感性
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（三）铸铁的石墨化
1. 铸铁石墨化过程
铸铁中碳以石墨的形式析出的过程叫做铸铁的石 墨化。
(1) 铸铁的石墨化可发生在液态铸铁冷却过程 中
从热力学讲，石墨G为稳定态，而渗碳体Fe3C为 亚稳态。在冷却速度非常缓慢或加入石墨化元 素，可促使碳按石墨转变。但是，当冷却速度 较快时，也可析出渗碳体，称为白口。
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(2)铸铁加热时的石墨化过程
亚稳定的渗碳体，当在比较高的温度下长 时间加热时，会发生分解，发生石墨化， 即
Fe3C→3Fe+C。加热温度越高，分解速度就 越快。
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2. 影响铸铁石墨化因素 主要化学成分、冷却速度及铁水处理等因素。 1) 化学成分 合金元素可以分为促进石墨化元素和阻碍石墨化元素 C和Si是铸铁中主要的强烈促进石墨化元素， S是强烈阻
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2、根据金属基体组织不同，灰口铸铁又可分为： F、F+P及P灰口铸铁。
F+G片
F+P+G片
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P+G片
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（五）铸铁的组织与性能的影响 铸铁的组织是由钢的基体和不同形状、数量、大小及分布
的石墨组成 1、 基体 由于石墨化程度的不同，基体有F、F+P及P三种。 F基体塑性和韧性好，P基体强度、硬度及耐磨性高。 2、 G的数量、大小、形状及分布 1) 数量：G破坏基体连续性，减小承载面积，是应力集中
碍石墨化元素，降低铸铁的铸造和力学性能，应控制 其含量。 2) 冷却速度 冷速越快，不利于铸铁的石墨化，这主要取决于浇注温 度、铸型材料的导热能力及铸件壁厚等因素。
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（四）灰口铸铁的种类
1、根据石墨形态，灰口铸铁可以分为： 1) 普通灰口铸铁：G呈片状；简称灰铸铁 2) 可锻铸铁：G呈团絮状； 3) 蠕墨铸铁：G呈蠕虫状； 4) 球墨铸铁：G呈球状。
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孕育铸铁是指经过孕育处理的灰铸铁。孕 育处理是指浇筑前向铁水中加入少量强烈 促进石墨化的物质(孕育剂)进行处理。最 常用的孕育剂为含76%的铁合金。经过孕 育处理后既可得到灰口组织又可细化石墨 片，减少了石墨对基体的破坏作用。
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（二）可锻铸铁
由一定成分的白口铸铁经石墨化退火使渗碳体 分解为团絮状G的一种高强度灰口铸铁，分为 黑心可锻铸铁（F基）、珠光体可锻铸铁（P 基）。可锻铸铁的强度、韧性，特别是塑性高 于普通灰口铸铁，实际不能锻造。
它有较高 的强度、 塑性和冲 击韧性， 可以部分 代替碳钢。
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1、可锻铸铁的牌号可锻铸铁有铁素体和 珠光体两种基体。
KT350-10、KTZ600-3 铁素体可锻铸铁以
“KT”表示，珠光体可锻铸铁以“KTZ”表示。 其后的两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。
n2、用途 n可锻铸铁的典型牌号KT350-10、KT450-06等， 主要用于制造截面薄、形状复杂、强韧性要 求高的零件。如低压阀门、连杆、曲轴、齿 轮等。