第六章铸铁PPT课件

球墨铸铁
麻口铸铁
蠕墨铸铁
退火状态下铸铁的组织
退火状态下铸铁的组织
二、铸铁的石墨化
石墨化——铸铁中碳以石墨形式析出的过程。 1．石墨化的途径
铸铁中的石墨可以从液态中直接结晶出或从奥氏体中 直接析出，也可以先结晶出渗碳体，再由渗碳体在一定条 件下分解而得到（Fe3C→3Fe＋Ｃ）。
铸铁的石墨化途径
2．影响石墨化的因素——铸铁的成份、冷却速度
（1）铸铁的成份
一类是促进石墨化的元素，有碳、硅、铝、镍、铜 和钴等，其中碳和硅对促进石墨化作用最为显著。铸铁 中碳、硅含量越高，往往其内部析出的石墨量就越多， 石墨片也越大。
另一类是阻碍石墨化的元素，有铬、钨、钼、钒、 锰、硫等。
（2）冷却速度
当铸铁结晶时，冷却速度越缓慢，就越有利于扩散， 使石墨析出的越大、越充分；在快速冷却时碳原子无法扩 散，则阻碍石墨化，促进白口化。
§6－2 常用铸铁简介
一、灰铸铁 二、可锻铸铁 三、球墨铸铁 四、蠕墨铸铁 五、常用铸铁的热处理
一、灰铸铁
1．灰铸铁的成份与组织
化学成份一般为：C 2.7％~3.6％，Si 1.0％~2.2％， S<0.15％，P<0.3％。
组织由钢的组织构成的基体和在基体中分布的片状 石墨组成。
三种不同基体组织的灰铸铁：
（2）孕育处理
孕育处理——或称变质处理，在浇注前往铁水中投加 少量硅铁、硅钙合金等作孕育剂，使铁水内产生大量均匀 分布的晶核，使石墨片及基体组织得到细化。
目的：细化金属基体并增加珠光体数量，改变石墨片 的形态和数量 。
3．灰铸铁的牌号及用途
由“灰铁”两字的大写汉语拼音字母字头“HT”及 后面的一组表示最小抗拉强度数值的数字组成。
四、蠕墨铸铁
在高碳、低硫、低磷的铁水中加入蠕化剂（目前采用 的蠕化剂有镁钦合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金）， 经蠕化处理后，使石墨变为短蠕虫状的高强度铸铁。
蠕虫状石墨介于片状石墨和球状石墨之间，金属基体 和球墨铸铁相近。
性能介于优质灰铸铁和球墨铸铁之间。抗拉强度和疲 劳强度相当于铁素体球墨铸铁，减震性、导热性、耐磨性、 切削加工性和铸造性能近似于灰铸铁。
黑心可锻铸铁
具有一定的强度和一定 的塑性与韧性。
铁素体+珠光体可锻铸铁
珠光体可锻铸铁
2．可锻铸铁的牌号及用途
三个字母及两组数字组成。前两个字母“KT” ，第三 个字母代表可锻铸铁的类别。后面两组数字分别代表最低抗 拉强度和伸长率的数值。
例如：
KTH300－06表示黑心可锻铸铁，其最低抗拉强度 为300MPa，最低伸长率为6％。
铁素体灰铸铁（铁素体+片状石墨）
铁素体－珠光体灰铸铁（铁素体+珠光体+片状石墨）
珠光体灰铸铁（珠光体+片状石墨）
铁素体灰铸铁
铁素体－珠光体灰铸铁
珠光体灰铸铁
2．灰铸铁的性能和孕育处理
（1）性能
力学性能中抗拉强度、塑性、韧性均远不如钢，而 抗压强度和硬度并没有明显降低。
切削性能良好，刀具使用寿命高。 良好的铸造性能、耐磨性能、消音减震性能以及较 低的缺口敏感性等优异性能。
KTZ450－06表示珠光体可锻铸铁，其最低抗拉强 度为450MPa，最低伸长率为6％。
三、球墨铸铁
铁水在浇注前经球化处理，使析出的石墨大 部分或全部呈球状的铸铁。
1．球墨铸铁的组织与性能
化学成分一般为：C 3.6％~3.9％，Si 2.0％~2.8％， Mn 0.6％~0.8％，S<0.07％，P＜0.1％。
铁素体球墨铸铁 铁素体－珠光体球墨铸铁 珠光体球墨铸铁
强度和塑性超过灰
铸铁和可锻铸铁，接近 铸钢，而铸造性能和切 削性能均比铸钢要好
铁素体球墨铸铁
铁素体—珠光体球墨铸铁
珠光体球墨铸铁
2．球墨铸铁的牌号及用途
“QT＋两组数字”，两组数字分别代表其最 低抗拉强度和伸长率。
例如：
QT400－18表示球墨铸铁，其最低抗拉强度为400 MPa，最低伸长率为18％。
一、铸铁的分类 二、铸铁的石墨化 三、铸铁的组织与性能的关系
一、铸铁的分类
1．根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度分：
灰口铸铁 白口铸铁 麻口铸铁
2．根据铸铁中石墨形态的不同分：
普通灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁
铸铁
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（按石墨的形态） （按碳存在的形式）
灰铸铁 白口铸铁
可锻铸铁
灰口铸铁
牌号表示方法为： “RUT＋数字”，数字代表其最低抗拉强度
蠕墨铸铁的显微组织
五、常用铸铁的热处理
1．热处理作用
只能改变基体组织，但不能改变石墨的大小、数量、 形态和分布。
灰铸铁：提高力学性能的作用不大，主要是减小内应 力，提高表面硬度和耐磨性能，消除因冷却过快而在铸件 表面产生的白口组织。
可锻铸铁：一般不再进行热处理。 球墨铸铁：改变基体组织来提高和改善其力学性能。 蠕墨铸铁：通过正火使其获得以珠光体为主的基体组 织，在一定程度上提高其力学性能。
第六章 铸铁
§6－1 铸铁的组织与分类 §6－2 常用铸铁简介 * §6－3 铸铁的高温石墨化退火（实验）
导言
铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金。工 业上常用的铸铁，含碳量一般在2.5％~4.0％的 范围内，此外还含有硅（Si）、锰（Mn）、硫 （S）、磷（P）等元素。
§6－1 铸铁的组织与分类
HT100 HT150
二、可锻铸铁
俗称玛钢、马铁。它是白口铸铁通过石墨化退 火，使渗碳体分解成团絮状的石墨而获得的。
1．可锻铸铁的组织与性能
成分一般为：C 2％～2.8％，Si 1.2％～1.8％，Mn 0.4％～ 0.6％，P＜0.1％，S＜0.25％。
铁素体基体的可锻铸铁（黑心可锻铸铁） 铁素体+珠光体基体的可锻铸铁 珠光体基体的可锻铸铁
铸件的冷却速度主要取决于壁厚和铸型材料。铸件越 厚、铸型材料散热性能越差，铸件的冷却速度就越慢，越 有利于石墨化。
三、铸铁的组织与性能的关系
•铸铁的组织： 钢的基体+石墨
（其中石墨形态、大小、数量、分布状态不同）
由于石墨的强度和塑性几乎为零，这样我们就可以把分 布在钢的基体上的石墨看作不同形态和数量的微小裂纹或 孔洞，这些“孔洞”一方面割裂了钢的基体，破坏了基体 的连续性，而另一方面又使铸铁获得了良好的铸造性能、 切削加工性能，以及消音、减震、耐压、耐磨、缺口敏感 性低等诸多优良性能。