2-3常用合金铸件的生产
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2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
硫和锰对石墨化的影响
S 严重阻碍石墨化,有形成白口倾向,Fe和Fe 在晶界上形成低熔点(98.5℃)共晶体，具有热 脆性，使流动性降低，增大收缩率。限制在 ０.1～0.15%以下。 Ｍn能抵消Ｓ的有害作用。Mn与S的亲合力大。 属有益元素 Ｍn+S=MnS Mn+FeS=Fe+MnS MnS的熔点约1600℃.比重较小,随熔渣排出炉 外.可提高基体的强度和硬度.过多的Mn阻碍石 墨化作用，一般在0.6~1.2%。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的工艺性
属脆性材料，不能锻造和冲压。焊接时 产生裂纹的倾向大，焊接区常产生白口 组织，呈崩碎切屑，切削加工性能好。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的减振性
比钢的减震性好得多，这是由于石墨对 机械震动起缓冲作用，阻止了振动能量 传播，减震能力为钢的5~10倍，是制造床 身、机座的好材料。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
壁厚、成分与组织之间的关系
成分不变壁厚变—增加壁厚得到低牌号铸铁， 减小壁厚得到高牌号铸铁。 壁厚不变成分变—增加碳硅含量得到低牌号铸 铁，减少碳硅含量得到高牌号铸铁。 壁厚和成分都发生变化，但铸件的组织和机械 性能不变化—铸件壁厚增加则选择低碳硅的高 牌号铸铁，铸件壁厚减小则反之。其实质就是 利用铸件壁厚（冷却速度）和化学成分（碳硅 含量）对铸件石墨化的综合影响。
铁素体基体＋团絮状石墨
珠光体可锻铸铁（白心可锻铸铁）的组织
珠光体基体＋团絮状石墨
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
可锻铸铁的性能
可锻铸铁的前身是白口铸铁，结晶温度 范围大，流动性差，收缩大，易产生冷 隔、浇不足、缩孔、缩松及裂纹等缺陷。 在铸造工艺上应采用冒口及冷铁，创造 顺序凝固条件，提高薄壁铸件的浇注温 度，提高砂型的容让性。 可锻铸铁的加工性能优于钢，减振、耐 磨、低缺口敏感性及耐蚀性都较好。
2013年7月26日星期五
冷却速度的影响
2－法是向铁水中加入孕育剂，进 行孕育处理。由于均匀地悬浮着外来弥散质点，增石 墨的结晶核心。石墨细小分布均匀，并获得珠光体基 体。σb＝250～400Mpa,HB=170～270。石墨仍为片状， 塑性，韧性仍然很低，本质仍属灰铸铁。冷却速度对 其组织和性能的影响甚小。制造工艺较普通灰铸铁严 格。常用孕育剂为75%的Ｓi铁，加入量为0.25～ 0.10% 。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
耐蚀铸铁
在铸铁中添加Si、Cr、Al元素可制成耐蚀 铸铁，用于制造在腐蚀介质中工作的零 件，如化工设备、管道、泵体、阀门等。 其缺点是铸造性能较差。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
蠕墨铸铁
蠕墨铸铁的组织为金属基体上分布的蠕 虫状石墨，其分割基体的作用及应力集 中现象都得以很大程度的缓解，金属基 体的作用得以较好发挥。 机械性能近似于球墨铸铁，并具有很好 的耐磨性和韧性；铸造性能与灰铸铁相 似，具有良好的导热性。 蠕墨铸铁主要用于制造气缸盖、气缸套、 其刚体等铸件。
灰铸铁的牌号
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
球墨铸铁的组织
向灰铸铁水中添加球化剂和孕育剂，使 石墨由片状变为球状并得以细化的高综 合机械性能铸铁称为球墨铸铁。 由于球墨铸铁中的石墨呈球状，分割基 体的作用小，造成应力集中的程度减弱， 金属基体的强度得以充分发挥，所以其 机械性能比灰铸铁大大提高。 球墨铸铁的组织
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的显微组织
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的机械性能
灰铸铁的机械性能取决于组织，取决于金属基 体的强度及其上所分布石墨的分布方式、数量 和大小 。 片状石墨的存在削弱了钢的基体的有效承载面 积起到分割基体增大应力的作用；同时片状石 墨的尖端造成应力集中现象，容易使整个铸件 发生脆性断裂。 灰铸铁的抗压强度受片状石墨的影响较小，故 灰铸铁拥有较高的抗压强度
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的生产特点及牌号
冲天炉内熔练，不需要炉前处理。铸造性 能优良。一般不需冒口和冷铁，铸造工艺 简化。浇注温度低，一般无需进行热处理 。 牌号以铸件的机械性能表示。数字为其最 低抗拉强度，选择牌号时必须考虑壁厚 。
HT200 最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁
铁素体灰铸铁—铁素体基体上分布着粗大的片状石墨
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的性能
灰铸铁的机械性能较差，脆性大，抗拉 强度低，但耐磨性、减振性好，熔点较 低，铸造成本低廉。
机械性能 工艺性 减振性
耐磨性
缺口敏感性
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
影响灰铸铁组织与性能的因素
灰铸铁的性能取决于组织，而组织又取决 于C在铸铁中的存在形式，实质上是取决 于钢的基体及其上所分布片状石墨的数量、 分布方式、大小。 C总= C石墨+ C化合, 必 须控制铸铁的石墨化程度。化合碳为0.8% 时形成珠光体灰铸铁，少于0.8％时形成珠 光体-铁素体灰铸铁，全部以石墨形式存 在时形成铁素体灰铸铁。
QT500-5 最低抗拉强度为500MPa， 最低相对延展率为5%的球墨铸铁。
球墨铸铁的牌号
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
可锻铸铁的组织
可锻铸铁又称玛钢或玛铁，它是将白口 铸铁经石墨化退火而成。组织中的渗碳 体(Fe3C)分解成团絮状石墨，大大减轻 了对基体的割裂作用。 铁素体可锻铸铁（黑心可锻铸铁）的组织
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
球墨铸铁的生产
球墨铸铁原则上只是比灰铸铁的含碳量 较高，含硫、磷量较低。高碳是为了改 善铸造性能及球化效果，低磷是为了防 止急剧降低球墨铸铁的塑性、韧性及强 度从而造成冷裂的倾向，低硫是为了防 止其与球化剂形成硫化物从而加大球化 剂的耗损倾向。
球化处理
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
钢的基体＋分布其上的球状石墨
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
球墨铸铁的性能
球墨铸铁的工艺性能较好，流动性近于灰铸铁； 加工性能近于灰铸铁，优于钢；可焊性比灰铸 铁好。 体收缩较大，近于铸钢，所以生产时应注意从 工艺上采取措施创造顺序凝固条件，以预防缩 孔缩松，具体措施可以设置冒口和冷铁；线收 缩小，近于灰铸铁，小于铸钢，形成裂纹的倾 向小。 球墨铸铁具有良好的减振性、耐磨性及低缺口 敏感性，抗压强度高，这方面性能优于钢，而 成本则较钢为低。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的耐磨性
摩擦面上形成大量显微凹坑，能起储存 润滑油作用，同时，石墨本身也是良好 的润滑剂。易于制造导轨、衬套、活塞 环等。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的低缺口敏感性
由于石墨已使基体形成了大量缺口，因 此外来缺口对疲劳强度影响甚微，故其 缺口敏感性低。增加了零件工作的可靠 性。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的机械性能
珠光体灰铸铁—金属基体强，石墨细小，分 布均匀，基体作用得以全面发挥，强度和硬 度较高 珠光体-铁素体灰铸铁—金属基体较弱，石 墨粗而分布集中，分割基体和应力集中明显， 因而强度和硬度较低 铁素体灰铸铁—金属基体最弱，片状石墨量 多，分布不均，弱化基体的作用最大，因而 强度和硬度也最低
球墨铸铁的热处理
球墨铸铁的铸态组织为由珠光体和铁素 体的混合基体以及少量自由渗碳体组成， 石墨对基体的不良影响很小，机械性能 取决于金属基体，因此通过热处理改变 金属基体组织可显著提高球墨铸铁机械 性能。
主要的热处理方法有
退火
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
正火
球墨铸铁的牌号及应用
球墨铸铁随化学成分、冷却速度和热处 理方法的不同，可得到不同的显微组织。 铁素体球铁塑性、韧性好,珠光体球铁强 度、硬度高。QT后面两组数字的含义与 可锻铸铁相同。
常用合金铸件的生产
铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金， 按碳在合金中的存在方式可以将铸 铁分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸 铁、可锻铸铁以及蠕墨铸铁等。
灰铸铁 可锻铸铁
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
白口铸铁
球墨铸铁 蠕墨铸铁
白口铸铁
碳全部以Fe3C化合物的形式存在，断面 呈银灰色，由于大量硬而脆的渗碳体存 在，其性能表现为硬度高，脆性大，耐 磨性好，难于切削加工。 主要用于制造耐磨性要求高的零件，也 可作为可锻铸铁的毛坯或炼钢原料使用。
孕育铸铁的组织是
珠光体基体＋均匀分布的细小片状石墨
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的热处理
人工时效（高温时效、低温退火）
铸件因不厚不均及结构复杂而导致的热应力，必 须在开箱出砂后进行人工时效以消除之。铸件缓 慢加热至500～550℃，保温后随炉冷却。
表面淬火
灰铸铁不能整体淬火，只能表面淬火以提高表面 耐磨性。快速加热冷却，减小热影响区。表面淬 火一般使用火焰表面淬火或高频电热表面淬火。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的石墨化及影响因素
石墨化即石墨的结晶过程，石墨化程度 越大灰铸铁组织中的自由碳（石墨）越 多，化合碳越少，因此不同的石墨化程 度形成不同组织和性能的灰铸铁。 灰铸铁的组织取决于自由碳与化合碳的 多少及比例，取决于石墨化的程度。 影响石墨化程度的因素有
化学成分的影响
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
碳和硅对石墨化的影响
C和Si对铸铁的组织和性能有决定影响。 C是形成和促进石墨化元素，析出的石墨 愈多愈粗大，铁素体增多，珠光体减少。 反之，石墨减少，且细化。 Si 强烈促进石墨化，若Si过少，即使C 甚高，也难经形成石墨，还可改善铸造 性能，如提高流动性，降低收缩率等。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
耐热铸铁
耐热铸铁是想铸铁中加入一定量的Al、Si、 Cr等元素，使铸件表面形成致密的氧化 膜。由于氧化膜的保护作用，使铸铁在 高温环境下具有抗氧化能力。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
耐磨铸铁
为进一步提高铸铁的耐磨性以满足对耐磨 性要求较高的工件的需要，可以向白口铸 铁或珠光体铸铁中添加Cu、Mo、Cr、Mn、Ti、 P等合金元素，从而得到合金耐磨铸铁。 高磷合金铸铁的机械性能及耐磨性很高， 适于制造导轨、缸套、活塞环等零件。 耐磨球墨铸铁可用于制造承受冲击载荷及 磨损条件下工作的零件，如轴瓦、轧辊等。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
磷对石墨化的影响
磷对石墨化影响不显著，可降低铁水粘 度,>0.3%时，形成以Fe3P为主的共晶体, 熔点低,硬度高，呈网状,增加冷脆倾向， 一般属有害杂质，多限制在0.5%以下。 高强度铸铁则限制在0.2～0.3%以下。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
可锻铸铁的生产
必须采用C、Si含量均低的铁水以利于石 墨化进程，从而获得白口组织。将铸件 加热到900～960℃，保温10～20小时， 并按规范冷却到室温。退火的总周期， 一般为40～70小时 。生产过程较为复杂， 退火周期长，铸件成本较高。
可锻铸铁的退火工艺
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
可锻铸铁的牌号及应用
可锻铸铁的机械性能较好，质量稳定， 成本较球墨铸铁低，适于大批量生产形 状复杂、承受冲击载荷的薄壁件。 可锻铸铁牌号由两组数字表示，分别代 表其最低抗拉强度和最低相对延伸率。
KT370-12 最低抗拉强度370MPa、最低相 对延伸率12%的铁素体可锻铸铁 KTZ450-06 最低抗拉强度450MPa、最低相 对延伸率6%的珠光体可锻铸铁
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的组织
灰铸铁中的碳一部分形成金属基体，一部分则 以自由碳（片状石墨）的形式存在。故而灰铸 铁的组织为 钢的基体＋片状石墨 灰铸铁可以分为三类 珠光体灰铸铁—珠光体基体上分布着细小而均匀的 片状
石墨
珠光体－铁素体灰铸铁—珠光体和铁素体组成的基
体上分布着较粗大的片状石墨
冷却速度对石墨化的影响
冷却速度对石墨化的影响主要表现为铸 件壁厚和铸型材料对石墨化的影响。 缓慢冷却时,石墨得以顺利析出，砂型冷 却速度慢，容易获得灰口组织。 实际生产中必须根据铸件的壁厚选定恰 当的化学成份和牌号，通过调整化学成 分满足不同壁厚的铸件，以获得预期的 组织及性能。
铸件壁厚和化学成分 对铸件组织的影响
硫和锰对石墨化的影响
S 严重阻碍石墨化,有形成白口倾向,Fe和Fe 在晶界上形成低熔点(98.5℃)共晶体，具有热 脆性，使流动性降低，增大收缩率。限制在 ０.1～0.15%以下。 Ｍn能抵消Ｓ的有害作用。Mn与S的亲合力大。 属有益元素 Ｍn+S=MnS Mn+FeS=Fe+MnS MnS的熔点约1600℃.比重较小,随熔渣排出炉 外.可提高基体的强度和硬度.过多的Mn阻碍石 墨化作用，一般在0.6~1.2%。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的工艺性
属脆性材料，不能锻造和冲压。焊接时 产生裂纹的倾向大，焊接区常产生白口 组织，呈崩碎切屑，切削加工性能好。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的减振性
比钢的减震性好得多，这是由于石墨对 机械震动起缓冲作用，阻止了振动能量 传播，减震能力为钢的5~10倍，是制造床 身、机座的好材料。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
壁厚、成分与组织之间的关系
成分不变壁厚变—增加壁厚得到低牌号铸铁， 减小壁厚得到高牌号铸铁。 壁厚不变成分变—增加碳硅含量得到低牌号铸 铁，减少碳硅含量得到高牌号铸铁。 壁厚和成分都发生变化，但铸件的组织和机械 性能不变化—铸件壁厚增加则选择低碳硅的高 牌号铸铁，铸件壁厚减小则反之。其实质就是 利用铸件壁厚（冷却速度）和化学成分（碳硅 含量）对铸件石墨化的综合影响。
铁素体基体＋团絮状石墨
珠光体可锻铸铁（白心可锻铸铁）的组织
珠光体基体＋团絮状石墨
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
可锻铸铁的性能
可锻铸铁的前身是白口铸铁，结晶温度 范围大，流动性差，收缩大，易产生冷 隔、浇不足、缩孔、缩松及裂纹等缺陷。 在铸造工艺上应采用冒口及冷铁，创造 顺序凝固条件，提高薄壁铸件的浇注温 度，提高砂型的容让性。 可锻铸铁的加工性能优于钢，减振、耐 磨、低缺口敏感性及耐蚀性都较好。
2013年7月26日星期五
冷却速度的影响
2－法是向铁水中加入孕育剂，进 行孕育处理。由于均匀地悬浮着外来弥散质点，增石 墨的结晶核心。石墨细小分布均匀，并获得珠光体基 体。σb＝250～400Mpa,HB=170～270。石墨仍为片状， 塑性，韧性仍然很低，本质仍属灰铸铁。冷却速度对 其组织和性能的影响甚小。制造工艺较普通灰铸铁严 格。常用孕育剂为75%的Ｓi铁，加入量为0.25～ 0.10% 。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
耐蚀铸铁
在铸铁中添加Si、Cr、Al元素可制成耐蚀 铸铁，用于制造在腐蚀介质中工作的零 件，如化工设备、管道、泵体、阀门等。 其缺点是铸造性能较差。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
蠕墨铸铁
蠕墨铸铁的组织为金属基体上分布的蠕 虫状石墨，其分割基体的作用及应力集 中现象都得以很大程度的缓解，金属基 体的作用得以较好发挥。 机械性能近似于球墨铸铁，并具有很好 的耐磨性和韧性；铸造性能与灰铸铁相 似，具有良好的导热性。 蠕墨铸铁主要用于制造气缸盖、气缸套、 其刚体等铸件。
灰铸铁的牌号
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
球墨铸铁的组织
向灰铸铁水中添加球化剂和孕育剂，使 石墨由片状变为球状并得以细化的高综 合机械性能铸铁称为球墨铸铁。 由于球墨铸铁中的石墨呈球状，分割基 体的作用小，造成应力集中的程度减弱， 金属基体的强度得以充分发挥，所以其 机械性能比灰铸铁大大提高。 球墨铸铁的组织
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的显微组织
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的机械性能
灰铸铁的机械性能取决于组织，取决于金属基 体的强度及其上所分布石墨的分布方式、数量 和大小 。 片状石墨的存在削弱了钢的基体的有效承载面 积起到分割基体增大应力的作用；同时片状石 墨的尖端造成应力集中现象，容易使整个铸件 发生脆性断裂。 灰铸铁的抗压强度受片状石墨的影响较小，故 灰铸铁拥有较高的抗压强度
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的生产特点及牌号
冲天炉内熔练，不需要炉前处理。铸造性 能优良。一般不需冒口和冷铁，铸造工艺 简化。浇注温度低，一般无需进行热处理 。 牌号以铸件的机械性能表示。数字为其最 低抗拉强度，选择牌号时必须考虑壁厚 。
HT200 最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁
铁素体灰铸铁—铁素体基体上分布着粗大的片状石墨
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的性能
灰铸铁的机械性能较差，脆性大，抗拉 强度低，但耐磨性、减振性好，熔点较 低，铸造成本低廉。
机械性能 工艺性 减振性
耐磨性
缺口敏感性
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
影响灰铸铁组织与性能的因素
灰铸铁的性能取决于组织，而组织又取决 于C在铸铁中的存在形式，实质上是取决 于钢的基体及其上所分布片状石墨的数量、 分布方式、大小。 C总= C石墨+ C化合, 必 须控制铸铁的石墨化程度。化合碳为0.8% 时形成珠光体灰铸铁，少于0.8％时形成珠 光体-铁素体灰铸铁，全部以石墨形式存 在时形成铁素体灰铸铁。
QT500-5 最低抗拉强度为500MPa， 最低相对延展率为5%的球墨铸铁。
球墨铸铁的牌号
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
可锻铸铁的组织
可锻铸铁又称玛钢或玛铁，它是将白口 铸铁经石墨化退火而成。组织中的渗碳 体(Fe3C)分解成团絮状石墨，大大减轻 了对基体的割裂作用。 铁素体可锻铸铁（黑心可锻铸铁）的组织
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
球墨铸铁的生产
球墨铸铁原则上只是比灰铸铁的含碳量 较高，含硫、磷量较低。高碳是为了改 善铸造性能及球化效果，低磷是为了防 止急剧降低球墨铸铁的塑性、韧性及强 度从而造成冷裂的倾向，低硫是为了防 止其与球化剂形成硫化物从而加大球化 剂的耗损倾向。
球化处理
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
钢的基体＋分布其上的球状石墨
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
球墨铸铁的性能
球墨铸铁的工艺性能较好，流动性近于灰铸铁； 加工性能近于灰铸铁，优于钢；可焊性比灰铸 铁好。 体收缩较大，近于铸钢，所以生产时应注意从 工艺上采取措施创造顺序凝固条件，以预防缩 孔缩松，具体措施可以设置冒口和冷铁；线收 缩小，近于灰铸铁，小于铸钢，形成裂纹的倾 向小。 球墨铸铁具有良好的减振性、耐磨性及低缺口 敏感性，抗压强度高，这方面性能优于钢，而 成本则较钢为低。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的耐磨性
摩擦面上形成大量显微凹坑，能起储存 润滑油作用，同时，石墨本身也是良好 的润滑剂。易于制造导轨、衬套、活塞 环等。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的低缺口敏感性
由于石墨已使基体形成了大量缺口，因 此外来缺口对疲劳强度影响甚微，故其 缺口敏感性低。增加了零件工作的可靠 性。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的机械性能
珠光体灰铸铁—金属基体强，石墨细小，分 布均匀，基体作用得以全面发挥，强度和硬 度较高 珠光体-铁素体灰铸铁—金属基体较弱，石 墨粗而分布集中，分割基体和应力集中明显， 因而强度和硬度较低 铁素体灰铸铁—金属基体最弱，片状石墨量 多，分布不均，弱化基体的作用最大，因而 强度和硬度也最低
球墨铸铁的热处理
球墨铸铁的铸态组织为由珠光体和铁素 体的混合基体以及少量自由渗碳体组成， 石墨对基体的不良影响很小，机械性能 取决于金属基体，因此通过热处理改变 金属基体组织可显著提高球墨铸铁机械 性能。
主要的热处理方法有
退火
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
正火
球墨铸铁的牌号及应用
球墨铸铁随化学成分、冷却速度和热处 理方法的不同，可得到不同的显微组织。 铁素体球铁塑性、韧性好,珠光体球铁强 度、硬度高。QT后面两组数字的含义与 可锻铸铁相同。
常用合金铸件的生产
铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金， 按碳在合金中的存在方式可以将铸 铁分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸 铁、可锻铸铁以及蠕墨铸铁等。
灰铸铁 可锻铸铁
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
白口铸铁
球墨铸铁 蠕墨铸铁
白口铸铁
碳全部以Fe3C化合物的形式存在，断面 呈银灰色，由于大量硬而脆的渗碳体存 在，其性能表现为硬度高，脆性大，耐 磨性好，难于切削加工。 主要用于制造耐磨性要求高的零件，也 可作为可锻铸铁的毛坯或炼钢原料使用。
孕育铸铁的组织是
珠光体基体＋均匀分布的细小片状石墨
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的热处理
人工时效（高温时效、低温退火）
铸件因不厚不均及结构复杂而导致的热应力，必 须在开箱出砂后进行人工时效以消除之。铸件缓 慢加热至500～550℃，保温后随炉冷却。
表面淬火
灰铸铁不能整体淬火，只能表面淬火以提高表面 耐磨性。快速加热冷却，减小热影响区。表面淬 火一般使用火焰表面淬火或高频电热表面淬火。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的石墨化及影响因素
石墨化即石墨的结晶过程，石墨化程度 越大灰铸铁组织中的自由碳（石墨）越 多，化合碳越少，因此不同的石墨化程 度形成不同组织和性能的灰铸铁。 灰铸铁的组织取决于自由碳与化合碳的 多少及比例，取决于石墨化的程度。 影响石墨化程度的因素有
化学成分的影响
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
碳和硅对石墨化的影响
C和Si对铸铁的组织和性能有决定影响。 C是形成和促进石墨化元素，析出的石墨 愈多愈粗大，铁素体增多，珠光体减少。 反之，石墨减少，且细化。 Si 强烈促进石墨化，若Si过少，即使C 甚高，也难经形成石墨，还可改善铸造 性能，如提高流动性，降低收缩率等。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
耐热铸铁
耐热铸铁是想铸铁中加入一定量的Al、Si、 Cr等元素，使铸件表面形成致密的氧化 膜。由于氧化膜的保护作用，使铸铁在 高温环境下具有抗氧化能力。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
耐磨铸铁
为进一步提高铸铁的耐磨性以满足对耐磨 性要求较高的工件的需要，可以向白口铸 铁或珠光体铸铁中添加Cu、Mo、Cr、Mn、Ti、 P等合金元素，从而得到合金耐磨铸铁。 高磷合金铸铁的机械性能及耐磨性很高， 适于制造导轨、缸套、活塞环等零件。 耐磨球墨铸铁可用于制造承受冲击载荷及 磨损条件下工作的零件，如轴瓦、轧辊等。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
磷对石墨化的影响
磷对石墨化影响不显著，可降低铁水粘 度,>0.3%时，形成以Fe3P为主的共晶体, 熔点低,硬度高，呈网状,增加冷脆倾向， 一般属有害杂质，多限制在0.5%以下。 高强度铸铁则限制在0.2～0.3%以下。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
可锻铸铁的生产
必须采用C、Si含量均低的铁水以利于石 墨化进程，从而获得白口组织。将铸件 加热到900～960℃，保温10～20小时， 并按规范冷却到室温。退火的总周期， 一般为40～70小时 。生产过程较为复杂， 退火周期长，铸件成本较高。
可锻铸铁的退火工艺
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
可锻铸铁的牌号及应用
可锻铸铁的机械性能较好，质量稳定， 成本较球墨铸铁低，适于大批量生产形 状复杂、承受冲击载荷的薄壁件。 可锻铸铁牌号由两组数字表示，分别代 表其最低抗拉强度和最低相对延伸率。
KT370-12 最低抗拉强度370MPa、最低相 对延伸率12%的铁素体可锻铸铁 KTZ450-06 最低抗拉强度450MPa、最低相 对延伸率6%的珠光体可锻铸铁
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的组织
灰铸铁中的碳一部分形成金属基体，一部分则 以自由碳（片状石墨）的形式存在。故而灰铸 铁的组织为 钢的基体＋片状石墨 灰铸铁可以分为三类 珠光体灰铸铁—珠光体基体上分布着细小而均匀的 片状
石墨
珠光体－铁素体灰铸铁—珠光体和铁素体组成的基
体上分布着较粗大的片状石墨
冷却速度对石墨化的影响
冷却速度对石墨化的影响主要表现为铸 件壁厚和铸型材料对石墨化的影响。 缓慢冷却时,石墨得以顺利析出，砂型冷 却速度慢，容易获得灰口组织。 实际生产中必须根据铸件的壁厚选定恰 当的化学成份和牌号，通过调整化学成 分满足不同壁厚的铸件，以获得预期的 组织及性能。
铸件壁厚和化学成分 对铸件组织的影响