常用合金铸件的生产

灰口铸铁
30 40 50 60 70
铸铁壁厚（mm）
二、灰口铸铁
（一）灰口铸铁的化学成分、组织和性能
1 ．灰口铸铁的化学成分与组织
灰口铸铁的化学成分一般为：2.6~3.6%C，1.2~3.0%Si， 0.4~1.2Mn，S≤0.15%，P≤0.3%。
1) 铁素体灰口铸铁（F+G片）： 这种铸铁抗拉强度和硬度低，易加工，铸造性能好。常用 来制造性能要求不高的铸件和一些薄壁件。
δ≈ 0
差
2）良好的减振性
3）良好的耐磨性
4）低的缺口敏感性
（二）灰口铸铁的孕育处理
灰口铸铁的组织和性能，很大程度上取决 于石墨的数量、大小和形态。
孕育处理 — 熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、低
硅的高温铁水，向铁水中冲入细颗粒的孕育剂，孕育剂
在铁水中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化作用
骤然提高，从而得到在细晶粒珠光体上均匀的分布着细
限制在0.5%以下，高强度铸铁则限制在0.2~0.3%以下。
2．冷却速度 1）铸型材料 2）铸件壁厚
铸件壁愈厚，冷却速度愈慢，则石墨化倾向愈 大，愈易得到粗大的石墨片和铁素体基体。
由此可知：随着壁厚的增加，石墨片的数量和尺 寸都增大，铸铁强度、硬度反而下降。这一现象 称为壁厚（对力学性能的）敏感性。
2 ．灰口铸铁的牌号选用
灰铁
灰口铸铁的牌号用汉语拼音“HT”和一组数字表示，
数字表示其最低抗拉强度σb （Mpa）。
牌号 HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350
组织 F+G片 F+P+G片 F+P+G片 P+G片 P细+G细片 P细+G细片
用途举例
盖、外罩、油盘、手轮、支架、底板、镶导轨的机床 底座等对强度无要求的零件
在实际生产中，一般是根据铸件的壁厚（主要部位的壁厚）， 选择适当的化学成分（主要指碳、硅），以获得所需要的组 织。
7.0
白口铸铁： P+Fe3C+Le
（wC+wSi）%
麻口铸铁： P+Fe3C+G+Le 灰口铸铁：
珠光体灰口铸铁： P+G片
6.0
白 5.0 口
铸 4.0 铁
10 20
珠光体+铁素体灰口铸铁：P+F+G片 铁素体灰口铸铁： F+G片
1 ．良好的铸造性能。
收缩小（析出石墨体积增
2 ．良好的切削加工性能。 大，补偿了部分收缩），
3 ．锻造性和焊接性差。
不易产生缩孔和裂纹，一 般不需冒口和冷铁。
（四）灰口铸铁生产特点及牌号选用 1 ．灰口铸铁件的生产特点 1）灰口铸铁一般在冲天炉中熔炼，成本低廉； 2）具有良好的铸造性能。
3）灰口铸铁一般不通过热处理来提高其性能。
孕育铸铁适用于静载荷下，要求较高强度、硬度、耐磨
性或气密性的铸件，特别是厚大截面铸件。如重型机床
床身，汽缸体、缸套及液压件等。
必须指出： ① 孕育铸铁原铁水的碳、硅含量不能太高； ② 原铁水出炉温度不应低于1400℃； ③ 经孕育处理后的铁水必须尽快浇注，以防止孕育作用衰退。
化学成分接近共晶，熔点低， 凝固温度范围窄，流动性好， 可浇注各种复杂薄壁铸件及 （三）灰口铸铁的工艺性能壁厚不均匀的铸件。
1、化学成分
1）碳和硅 碳是形成石墨的元素，也是促进石墨化的元素。 含碳愈高，析出的石墨愈多、石墨片愈粗大。
硅是强烈促进石墨化的元素，随着含硅量的 增加，石墨显著增多。
所以：当铸铁中碳、硅含量均高 时，析出的石墨就愈多、
愈粗大，而金属基体中铁素体增多，珠光体减少。
2）硫
硫是强烈阻碍石墨化元素。
硫量高易促使碳以Fe3C 白口组织；
硫量高
热脆性；
使铸铁铸造性能恶化（如降低流动性，增大收率）。
所以：硫含量限制在0.1-0.15%以下，高强度铸铁则应更低。
3）锰 锰是弱阻碍石墨化元素，具有稳定珠光体，提 高铸铁强度和硬度的作用。 MnS
一般控制在0.6~1.2%之间
4）磷 磷对铸铁的石墨化影响不显著。含磷过高将增 加铸铁的冷脆性。
第二章 常用合金铸件的生产
2.1 铸铁件的生产 2.2 铸钢件的生产 2.3 有色合金铸件的生产
§2-1 铸铁件的生产
铸铁是含碳量大于2.11%（通常为2.5%-4.0%）的铁碳合金。
根据碳在铸铁中存在形式的不同，铸铁可分为：
1.白口铸铁：
碳而2.灰全 脆口部的铸以Fe铁F3Ce：3，C的硬形度式高存，在脆，性断大口，呈很银难色切。削由加于工存。在白有口大铸量铁硬具 3有碳.麻良主口好要铸的结铁耐晶：磨成性游，离所状以态有的时石也墨用。来其制中造碳一主些要耐以磨片件状，石如墨轧形辊状、存 组粉在织碎，机断中锤口既头为存、暗在衬灰石板色墨、，、球常又磨见有机的莱磨铸氏球铁体和件，犁多是铧数白等是口。灰和口灰铸口铁之。间的过渡 组织，因断口处有黑白相间的麻点，故而得名。
根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁又可分为：
1．普通灰口铸铁 ： 简称灰口铸铁，其石墨呈片状。如图a所示。 2．可锻铸铁： 其石墨呈团絮状。如图b所示。 3．球墨铸铁： 其石墨呈球状。如图c所示。 4．蠕墨铸铁 ： 其石墨呈蠕虫状。如图d所示。
a
b
c
d
一、影响铸铁组织和性能的因素
铸铁中的碳可以以化合态渗碳体和游离态石墨两种形式存在。 碳以石墨形式析出的现象称为石墨化。
底座、床身、与HT200相配的溜板、工作台；泵壳、 容器、法兰盘;工作压力不太大的管件
要求高的强度和一定耐蚀能力的泵壳、容器、塔器、 法兰、硝化塔 机床床身、立柱、平尺、划线平板、汽缸、齿轮、活 塞、刹车轮、联轴器盘、水平仪框架 压力为80Mpa以下的油缸、泵体、阀门
2) 铁素体-珠光体灰口铸铁（F+P+G片）：
此种铸铁强度亦较低，但可满足一般机件要 求，且其铸造性能、切削加工性能和减振性 较好，因此应用较广。
3) 珠光体灰口铸铁（ P+G片）： 这种铸铁强度和硬度较高，主要用来制造较Fra Baidu bibliotek重要的机件。
2 ．灰口铸铁的性能
1）力学性能：σb=120-250Mpa，仅为钢件的20-30%，
片状石墨的组织。
180
硬度HB
孕育铸铁：P细+G细片 σb=250-400Mpa， HB=170-270，δ≈ 0
常用的孕育剂为含硅75%的硅铁， 加入量为铁水重量的0.25-0.6%。
170
160
150
140
150 100 50 0 50 100 150
表面
中心
表面
冷却速度对其组织和性能的影响很小。