常用合金鑄件生產-第3部分2011

1、1.4 常用合金鑄件生產1.4.1.4.1 1 鑄鐵件生產鑄鐵件生產 1.4.1.4.2 2 鑄鋼件生產鑄鋼件生產 1.4.3 1.4.3 非鐵合金鑄件生產非鐵合金鑄件生產 鑄鐵是鑄鐵是Wc2.11%Wc2.11%的鐵碳合金。實用的鑄的鐵碳合金。實用的鑄鐵是鐵是FeCSi FeCSi 為主的多元合金。鑄鐵具有為主的多元合金。鑄鐵具有許多優(yōu)良性能，且制造簡單，成本低廉，是許多優(yōu)良性能，且制造簡單，成本低廉，是最常用的金屬材料之一。最常用的金屬材料之一。 1.4.1 鑄鐵件生產 1.1.鑄鐵的石墨化及影響因素鑄鐵的石墨化及影響因素 2.2.常用的鑄鐵常用的鑄鐵 鑄鐵分類鑄鐵分類碳部分以石墨的形式存

2、在，碳部分以石墨的形式存在，部分以部分以FeFe3 3C C的形式存在，的形式存在，斷口呈黑白相間的麻點。斷口呈黑白相間的麻點。鑄鐵的分類根據(jù)碳在鑄鐵根據(jù)碳在鑄鐵中存在形式分中存在形式分白口鑄鐵白口鑄鐵：灰口鑄鐵灰口鑄鐵：麻口鑄鐵麻口鑄鐵：碳主要以碳主要以FeFe3 3C C的形式存在，的形式存在，斷口呈銀白色；斷口呈銀白色；碳全部或大部分以石墨碳全部或大部分以石墨(G)(G)的形式存在，斷口呈暗灰的形式存在，斷口呈暗灰色；色；在這三類鑄鐵中，灰口鑄鐵用的最多在這三類鑄鐵中，灰口鑄鐵用的最多 ?；铱阼T鐵的分類 灰鑄鐵分類灰鑄鐵分類灰鑄鐵：灰鑄鐵：石墨呈片狀（石墨呈片狀（ ）球墨鑄鐵：球墨鑄鐵：

3、石墨呈球狀石墨呈球狀 （ ）蠕墨鑄鐵：蠕墨鑄鐵：石墨呈蠕蟲狀石墨呈蠕蟲狀 （ ）可鍛鑄鐵：可鍛鑄鐵：石墨呈團絮狀石墨呈團絮狀 （ ） 灰口鑄鐵根據(jù)組織中石墨形態(tài)的不同可分為四類，灰口鑄鐵根據(jù)組織中石墨形態(tài)的不同可分為四類，如表如表2.5.12.5.1所示所示表表2.5.12.5.1灰口鑄鐵的分類灰口鑄鐵的分類1.鑄鐵的石墨化及影響因素(核心-石墨) 鑄鐵的石墨化是指鑄鐵中碳以石墨形式析出的過程。鑄鐵的石墨化是指鑄鐵中碳以石墨形式析出的過程。（1 1）鑄鐵的石墨化）鑄鐵的石墨化圖圖1.4.1鐵碳合金雙重相圖鐵碳合金雙重相圖 石墨化過程的兩個階段 共析溫度以上的石墨化過程稱為第一階段石墨共析溫度以

4、上的石墨化過程稱為第一階段石墨化；化； 第一階段石墨化過程進行的程度決定得到什么第一階段石墨化過程進行的程度決定得到什么鐵。第一階段石墨化過程無法進行，得到白口鑄鐵；鐵。第一階段石墨化過程無法進行，得到白口鑄鐵；第一階段石墨化部分進行，得到麻口鑄鐵；第一階第一階段石墨化部分進行，得到麻口鑄鐵；第一階段石墨化過程能夠充分進行，得到灰口鑄鐵。段石墨化過程能夠充分進行，得到灰口鑄鐵。 共析及共析溫度以下的石墨化過程稱為第二階共析及共析溫度以下的石墨化過程稱為第二階段石墨化。段石墨化。 第二階段石墨化過程進行的程度決定得到什么第二階段石墨化過程進行的程度決定得到什么基體的鑄鐵，如表基體的鑄鐵，如表 1

5、 1 所示。所示。 鑄鐵名稱鑄鐵名稱鑄鐵顯微組織鑄鐵顯微組織石墨化進行的程度石墨化進行的程度第一階段石墨化第一階段石墨化第二階段石墨化第二階段石墨化灰鑄鐵灰鑄鐵F+GF+G片片F(xiàn)+P+GF+P+G片片P+GP+G片片完全進行完全進行完全進行完全進行部分進行部分進行未進行未進行球墨鑄鐵球墨鑄鐵F+GF+G球球F+P+GF+P+G球球P+GP+G球球完全進行完全進行完全進行完全進行部分進行部分進行未進行未進行蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵F+GF+G蠕蟲蠕蟲F+P+GF+P+G蠕蟲蠕蟲完全進行完全進行完全進行完全進行部分進行部分進行可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵F+GF+G團絮團絮P+GP+G團絮團絮完全進行完全進行完全進行

6、完全進行未進行未進行表表 1 1 鑄鐵組織與石墨化進行程度之間的關系鑄鐵組織與石墨化進行程度之間的關系（2）影響石墨化的主要因素 化學成分和冷卻速度化學成分和冷卻速度是影響鑄鐵石墨是影響鑄鐵石墨化的兩個主要因素，如圖化的兩個主要因素，如圖1.4.21.4.2所示所示 。圖圖1.4.21.4.2碳硅含量和鑄件壁厚對鑄件組織的影響碳硅含量和鑄件壁厚對鑄件組織的影響2.常用的鑄鐵 （4 4）可鍛鑄鐵）可鍛鑄鐵（5 5）特殊性能鑄鐵）特殊性能鑄鐵（1 1）灰鑄鐵）灰鑄鐵 1 1）組織特征）組織特征 2 2）性能特點）性能特點 3) 3) 牌號及用途牌號及用途 4) 4) 鑄造性能鑄造性能 5) 5)

7、孕育處理孕育處理 6) 6) 熱處理熱處理 （2 2）球墨鑄鐵）球墨鑄鐵（3 3）蠕墨鑄鐵）蠕墨鑄鐵1 1）組織特征）組織特征2 2）性能特點）性能特點3) 3) 牌號及用途牌號及用途4 4）蠕墨鑄鐵生產）蠕墨鑄鐵生產5) 5) 鑄造性能鑄造性能白口鑄鐵白口鑄鐵自學自學（1）灰鑄鐵 1 1）組織特征）組織特征 灰鑄鐵的組織由鋼的基體灰鑄鐵的組織由鋼的基體+ +片狀石墨所組片狀石墨所組成，按基體不同，灰鑄鐵分為三種類型，如成，按基體不同，灰鑄鐵分為三種類型，如圖圖1.4.31.4.3所示。所示。 a a）鐵素體基體）鐵素體基體 b)b)鐵素體鐵素體+ +珠光體基體珠光體基體 c)c)珠光體基體珠

8、光體基體 圖圖1.4.3 1.4.3 灰鑄鐵的顯微組織灰鑄鐵的顯微組織 鑄造性能好。鑄造性能好。 2 2）性能特點）性能特點（制造與使用，（制造與使用，不記但提到要懂不記但提到要懂）3) 3) 牌號及用途牌號及用途 按按GB9439-88GB9439-88規(guī)定，我國灰鑄鐵分為六個牌號。規(guī)定，我國灰鑄鐵分為六個牌號?！癏T”HT”表示表示“灰鐵灰鐵”二字的漢語拼音字頭，后面三二字的漢語拼音字頭，后面三位數(shù)字表示最低抗拉強度值。位數(shù)字表示最低抗拉強度值。美國材料與試驗協(xié)會美國材料與試驗協(xié)會標準標準 (ASTM) (ASTM) 中鑄鐵表示方法見中鑄鐵表示方法見表表1.4.31.4.3。（略）。（略）

9、 抗拉抗拉強度低，塑性差強度低，塑性差； 抗壓抗壓、彎曲強度較高；、彎曲強度較高； 減震減震性好；性好； 減磨減磨性好；性好； 缺口缺口敏感敏感性性低低； 切削加工性好；切削加工性好； 不能鍛造；不能鍛造； 焊接性能差；焊接性能差；表表1.4.3A 1.4.3A 鑄鐵的表示方法鑄鐵的表示方法( (ASTMASTM) )（參考）（參考）名稱名稱牌號組成牌號組成說明說明1.一般灰鑄一般灰鑄鐵鐵一位和二位數(shù)組，例：一位和二位數(shù)組，例：26、40、50一 位 數(shù) 為 序 號 ， 二 位 數(shù) 表 示 最 低 抗 拉 強 度 值一 位 數(shù) 為 序 號 ， 二 位 數(shù) 表 示 最 低 抗 拉 強 度 值(1

10、000PSi)，有時在數(shù)字后加字母表示尺寸種類，有時在數(shù)字后加字母表示尺寸種類2.閥門管配閥門管配件灰鑄鐵件灰鑄鐵用用A、B、C字母表示字母表示3.球墨鑄鐵球墨鑄鐵六位三組數(shù)，例六位三組數(shù)，例805506 第一組數(shù)：最低抗拉強度值第一組數(shù)：最低抗拉強度值 (1000PSi) 第二組數(shù)：最低屈服強度值第二組數(shù)：最低屈服強度值 (1000PSi) 第三組數(shù)：最小伸長率第三組數(shù)：最小伸長率 (%)4.可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵五位數(shù)組，例：五位數(shù)組，例：32510、 500055.奧氏體鑄奧氏體鑄鐵鐵D數(shù)字序號數(shù)字序號+字母類號，例：字母類號，例：D3B6.機動車用機動車用灰鑄鐵灰鑄鐵G+四位數(shù)字組四位數(shù)字組

11、 四位數(shù)組：縮小四位數(shù)組：縮小10倍的最低抗拉強度值倍的最低抗拉強度值 (PSi)7.汽車用可汽車用可鍛鑄鐵鍛鑄鐵M+四位數(shù)字組四位數(shù)字組 前兩位數(shù)：最小屈服強度前兩位數(shù)：最小屈服強度 (1000PSi)，后兩位數(shù)：，后兩位數(shù)：最小伸長率最小伸長率 (%)8.耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵百分數(shù)百分數(shù)+元素符號元素符號+.HC (或或LC) 例：例：20%-Cr-Mo-LC 百分數(shù)代表第一位元素含量。百分數(shù)代表第一位元素含量。HC：高含碳量，：高含碳量，LC：低含碳量：低含碳量鑄鑄鐵鐵注注: Psi: Psi：表示每平方英寸磅力，：表示每平方英寸磅力，1000PSi6.9MPa1000PSi6.9MPa。表

12、表1.4.41.4.4灰鑄鐵的牌號、性能、組織及應用舉例灰鑄鐵的牌號、性能、組織及應用舉例牌號牌號鑄件壁厚鑄件壁厚mm抗拉強度抗拉強度N/mm2顯微組織顯微組織應用舉例應用舉例 基體基體石墨石墨HT1002.5102030102030501301009080F粗壯片粗壯片手工鑄造用砂箱、蓋、下水管、底座、外罩、手工鑄造用砂箱、蓋、下水管、底座、外罩、手輪、手把、重錘等手輪、手把、重錘等HT150(20B)2.510203010203050175145130120F+P較粗壯片較粗壯片機械制造業(yè)中一般鑄件，如底座、手輪、刀架機械制造業(yè)中一般鑄件，如底座、手輪、刀架等；冶金業(yè)中流渣槽、渣缸、壓鋼機

13、托輥等；等；冶金業(yè)中流渣槽、渣缸、壓鋼機托輥等；機車用一般鑄件，如水泵殼、閥體、閥蓋等；機車用一般鑄件，如水泵殼、閥體、閥蓋等；動力機械中拉鉤、框架、閥門、油泵殼等動力機械中拉鉤、框架、閥門、油泵殼等HT200(30B)2.510203010203050220195170160P中等片狀中等片狀一般運輸機械中的氣缸體、缸蓋、飛輪等；一一般運輸機械中的氣缸體、缸蓋、飛輪等；一般機床中的床身、機座等；通用機械承受中等般機床中的床身、機座等；通用機械承受中等壓力的泵體、閥體等；動力機械中的外殼、軸壓力的泵體、閥體等；動力機械中的外殼、軸承座、水套筒等承座、水套筒等HT250(35B)4.510203

14、010203050270240220200細細P較細片狀較細片狀運輸機械中的缸體、缸蓋、；機床中立柱、橫運輸機械中的缸體、缸蓋、；機床中立柱、橫梁、床身、滑板、箱體等；冶金礦山機械中的梁、床身、滑板、箱體等；冶金礦山機械中的軌道板、齒輪；動力機械中的缸體、缸套、活軌道板、齒輪；動力機械中的缸體、缸套、活塞塞HT300(45B)102030203050290250230細細P較小片狀較小片狀機床導軌、受力較大的機床床身、立柱機座等；機床導軌、受力較大的機床床身、立柱機座等；通用機械的水泵出口管、吸入蓋等；動力機械通用機械的水泵出口管、吸入蓋等；動力機械中的液壓閥體、渦輪、汽輪機隔板、泵殼、大中的

15、液壓閥體、渦輪、汽輪機隔板、泵殼、大型發(fā)動機缸體、缸蓋型發(fā)動機缸體、缸蓋HT350(50B)102030203050340290260細細P細小片狀細小片狀大型發(fā)動機氣缸體、缸蓋、襯套；水泵缸體、大型發(fā)動機氣缸體、缸蓋、襯套；水泵缸體、閥體、凸輪等；機床導軌、工作臺等摩擦件；閥體、凸輪等；機床導軌、工作臺等摩擦件；需經表面淬火的鑄件需經表面淬火的鑄件注：括號內材料牌號為注：括號內材料牌號為ASTM ASTM 標準標準 灰鑄鐵的灰鑄鐵的碳當量碳當量接近共晶成分，結晶溫度區(qū)接近共晶成分，結晶溫度區(qū)間小、熔點低，故間小、熔點低，故流動性好流動性好，可澆注形狀復雜的薄可澆注形狀復雜的薄壁鑄件；壁鑄件；

16、 灰鑄鐵灰鑄鐵收縮小收縮小、有自身有自身補縮補縮能力，可不用或能力，可不用或少用冒口；少用冒口； 灰鑄鐵灰鑄鐵熔點低熔點低（與鑄鋼比），（與鑄鋼比），對對型砂耐火度型砂耐火度要求要求低，低，適合于適合于濕型鑄造。濕型鑄造。 由于由于灰鑄鐵鑄造性能好灰鑄鐵鑄造性能好，不需爐前處理，一般，不需爐前處理，一般不用冒口和冷鐵等特殊工藝，鑄后不需熱處理，僅不用冒口和冷鐵等特殊工藝，鑄后不需熱處理，僅復雜件鑄后時效處理，以消除內應力和防止變形，復雜件鑄后時效處理，以消除內應力和防止變形，所以應用十分廣泛所以應用十分廣泛（由上述（由上述 得來的結果得來的結果）。）。 4) 鑄造性能 普通灰鑄普通灰鑄鐵的壁厚

17、越厚，鐵的壁厚越厚，心部的強度、心部的強度、硬度低。硬度低。 如壁厚為如壁厚為303050mm50mm的鑄的鑄件，要求件，要求b b為為200MPa200MPa時，應時，應選選HT250HT250。 圖圖1.4.4 1.4.4 鑄鐵件截面上的硬度分布鑄鐵件截面上的硬度分布 但是，普通灰鑄鐵但是，普通灰鑄鐵石墨石墨呈呈粗大的片狀粗大的片狀，薄薄壁易產壁易產生生白口白口，厚厚壁壁晶粒粗大晶粒粗大，因此，因此，力學性能差力學性能差（使用）（使用）。影響鑄態(tài)組織的因素：原始爐料、冷卻速度、孕育處理。影響鑄態(tài)組織的因素：原始爐料、冷卻速度、孕育處理。5) 孕育處理 目前應用最多的目前應用最多的孕育劑孕育

18、劑是是含硅含硅75%75%的硅鐵的硅鐵。 孕育處理常用的孕育處理常用的方法在方法在出鐵槽內加孕育劑出鐵槽內加孕育劑。孕育衰退孕育衰退- -近近年發(fā)展了瞬時孕育（后孕育）年發(fā)展了瞬時孕育（后孕育）-如澆口杯、型內孕育。如澆口杯、型內孕育。 含碳、硅量低，澆注溫度高，收縮大，有時要冒口補縮，含碳、硅量低，澆注溫度高，收縮大，有時要冒口補縮，鑄造性能比普通灰口鑄鐵差，工藝較復雜。鑄造性能比普通灰口鑄鐵差，工藝較復雜。孕育鑄鐵石墨仍孕育鑄鐵石墨仍為片狀，塑形、韌性仍很低，本質仍屬灰口鑄鐵。為片狀，塑形、韌性仍很低，本質仍屬灰口鑄鐵。 粗大的片狀粗大的片狀石墨是普通灰口鑄鐵力學性能差的原因之一，石墨是普

19、通灰口鑄鐵力學性能差的原因之一，因此，可以通過工藝手段使石墨片變得細小、均勻。因此，可以通過工藝手段使石墨片變得細小、均勻。晶粒粗大晶粒粗大(自發(fā)形核早、少，時間長自發(fā)形核早、少，時間長)。 （1）限制石墨晶核過早生成限制石墨晶核過早生成-盡量降低原鐵水含碳量，盡量降低原鐵水含碳量，同時適當降低硅含量；同時適當降低硅含量；此時易生成滲碳體，得到珠光體基此時易生成滲碳體，得到珠光體基體。但體。但易形成白口或麻口易形成白口或麻口，（，（2）因此在澆注前的鐵水中加因此在澆注前的鐵水中加硅鐵或硅鈣合金，產生硅鐵或硅鈣合金，產生大量的人工晶核大量的人工晶核，促進石墨形核和結晶。，促進石墨形核和結晶。6)

20、 熱處理 常用的熱處理常用的熱處理（難以提高力學性能）（難以提高力學性能）方法：方法：去應力去應力退火退火- -人工時效人工時效（也有自然時效）（也有自然時效） 加熱、保溫、緩冷，加熱、保溫、緩冷，消除消除鑄件中鑄件中殘余應力，殘余應力，防止防止鑄件鑄件變形或開裂，變形或開裂，保證鑄件加工精度；保證鑄件加工精度；軟化軟化退火退火（消除表面硬化層）（消除表面硬化層） 加熱加熱850850950950，保溫、緩冷，使，保溫、緩冷，使FeFe3 3C C分解成分解成鐵和石墨，鐵和石墨，改善改善鑄件的鑄件的切削加工性；切削加工性；表面淬火表面淬火 提高提高表面硬度和耐磨性表面硬度和耐磨性，如機床導軌面

21、采用接觸，如機床導軌面采用接觸電阻加熱表面淬火，使用壽命可提高電阻加熱表面淬火，使用壽命可提高1.51.5倍。倍。選擇鑄鐵牌號必須考慮鑄件壁厚。選擇鑄鐵牌號必須考慮鑄件壁厚。(2) 球墨鑄鐵 球墨鑄鐵是通過球化處理和孕育處理使球墨鑄鐵是通過球化處理和孕育處理使石墨呈現(xiàn)石墨呈現(xiàn)球狀球狀，并配合適當?shù)模⑴浜线m當?shù)臒崽幚頍崽幚砀纳聘纳苹w組織，從而使鑄鐵的性能產生了質的基體組織，從而使鑄鐵的性能產生了質的飛躍，盡管球墨鑄鐵的歷史飛躍，盡管球墨鑄鐵的歷史（1947年英國人年英國人偶然發(fā)現(xiàn)了鑄鐵中的球狀石墨，偶然發(fā)現(xiàn)了鑄鐵中的球狀石墨，1949年成功利用年成功利用Mg進進行球化）行球化）很短，卻在國內

22、外得到迅速發(fā)展，很短，卻在國內外得到迅速發(fā)展，在一些工業(yè)發(fā)達國家，其產量已超過鑄鋼，在一些工業(yè)發(fā)達國家，其產量已超過鑄鋼，僅次于灰鑄鐵僅次于灰鑄鐵。我國。我國1950年開始生產球墨年開始生產球墨鑄鐵，鑄鐵，20世紀世紀60年代年代又結合國內豐富的稀又結合國內豐富的稀土資源開發(fā)了土資源開發(fā)了稀土鎂稀土鎂球墨鑄鐵，球墨鑄鐵，使我國球使我國球墨鑄鐵生產處于世界前列。墨鑄鐵生產處于世界前列。 球墨鑄鐵本節(jié)主要講述以下幾個問題：本節(jié)主要講述以下幾個問題：1 1）組織特征）組織特征2 2）性能特點）性能特點3 3）牌號及用途）牌號及用途4 4）球墨鑄鐵的生產）球墨鑄鐵的生產5 5）鑄造性能）鑄造性能6 6

23、）熱處理）熱處理 1）組織特征 球墨鑄鐵的顯微組織是由球狀石墨和鋼的球墨鑄鐵的顯微組織是由球狀石墨和鋼的基體所組成，顯微組織如圖基體所組成，顯微組織如圖1.4.51.4.5所示。在所示。在鑄鑄態(tài)態(tài)下，下，金屬基體金屬基體通常是通常是鐵素體鐵素體- -珠光體珠光體的混合的混合組織，組織，鐵素體鐵素體位于石墨球周圍呈現(xiàn)位于石墨球周圍呈現(xiàn)“牛眼狀牛眼狀”，如圖如圖1.4.5b1.4.5b）。）。通過通過熱處理熱處理還可以得到鐵素體還可以得到鐵素體基體、珠光體基體或下貝氏體基體的球鐵?；w、珠光體基體或下貝氏體基體的球鐵。目目前，前，人們已經通過各種人們已經通過各種工藝手段工藝手段在在鑄態(tài)下鑄態(tài)下直接

24、直接獲得獲得鐵素體或珠光體基體，鐵素體或珠光體基體，使球墨鑄鐵的生產使球墨鑄鐵的生產周期縮短，成本降低。周期縮短，成本降低。 a a）F F球鐵球鐵250 x 250 x b)F+Pb)F+P球鐵球鐵250 x 250 x c)Pc)P球鐵球鐵200 x 200 x d)Bd)B下下球鐵球鐵500 x500 x 圖圖1.4.51.4.5球墨鑄鐵的顯微組織球墨鑄鐵的顯微組織2）性能特點 由于球狀石墨對基體的割裂作用小，從由于球狀石墨對基體的割裂作用小，從而使而使基體強度的利用率基體強度的利用率從灰鑄鐵的從灰鑄鐵的30%30%50%50%提高到提高到70%70%9090% %，其力學性能遠遠超過灰

25、鑄，其力學性能遠遠超過灰鑄鐵，鐵，抗拉強度可與鋼媲美，塑性、韌性明顯抗拉強度可與鋼媲美，塑性、韌性明顯提高提高，尤其是尤其是屈強比（屈強比（0.20.2/b b）高）高，更更增加了使用的可靠性。增加了使用的可靠性。球墨鑄鐵仍具有球墨鑄鐵仍具有良好良好的鑄造的鑄造性能、性能、切削加工切削加工性能、性能、減震性、耐磨減震性、耐磨性，及低的缺口敏感性性，及低的缺口敏感性等性能。等性能。3）牌號及用途 球墨鑄鐵的牌號、力學性能和用途球墨鑄鐵的牌號、力學性能和用途見表見表2.5.52.5.5，其中，其中“QT”QT”表示表示“球鐵球鐵”二字的漢語拼音字頭，后面的兩組數(shù)字二字的漢語拼音字頭，后面的兩組數(shù)字

26、分別表示最低抗拉強度和最小伸長率數(shù)分別表示最低抗拉強度和最小伸長率數(shù)值。值。(ASTM(ASTM標準中的表示方法見標準中的表示方法見表表1.4.51.4.5) )。表表 1.4.51.4.5球墨鑄鐵的牌號、力學性能和用途球墨鑄鐵的牌號、力學性能和用途 牌牌 號號基體組織基體組織力學性能力學性能用途舉例用途舉例 bMPa0.2MPa %HBS不小于不小于QT400-18(60-40-18)鐵素體鐵素體40025018130180承受沖擊、振動的零件，如汽車、拖拉承受沖擊、振動的零件，如汽車、拖拉機、驅動橋殼、差速器殼、撥叉，中低機、驅動橋殼、差速器殼、撥叉，中低壓閥門、管道、齒輪箱等壓閥門、管道

27、、齒輪箱等QT400-15鐵素體鐵素體40025015130180QT450-10鐵素體鐵素體45031010160210QT500-7(80-55-06)鐵素體鐵素體+珠珠光體光體5003207170230機座、傳動軸、飛輪、電動機架、油泵機座、傳動軸、飛輪、電動機架、油泵齒輪、機車軸瓦等齒輪、機車軸瓦等QT600-3鐵素體鐵素體+珠珠光體光體6003703190270載荷大、受力復雜的零件，如汽車、拖載荷大、受力復雜的零件，如汽車、拖拉機的曲軸、連桿、凸輪軸、氣缸套、拉機的曲軸、連桿、凸輪軸、氣缸套、部分機床的主軸、機床蝸桿、蝸輪、軋部分機床的主軸、機床蝸桿、蝸輪、軋鋼機軋輥、大齒輪、小型

28、水輪機主軸、鋼機軋輥、大齒輪、小型水輪機主軸、氣缸體、起重機大小滾輪等氣缸體、起重機大小滾輪等QT700-2(100-70-03)珠光體珠光體7004202225305同上同上QT800-2(120-90-02)珠光體或回珠光體或回火組織火組織8004802245335QT900-2貝氏體或回貝氏體或回火馬氏體火馬氏體9006002280360高強度齒輪，如汽車后橋螺旋錐齒輪，高強度齒輪，如汽車后橋螺旋錐齒輪，大減速器齒輪，內燃機曲軸、凸輪軸等大減速器齒輪，內燃機曲軸、凸輪軸等注：括號內材料牌號為注：括號內材料牌號為ASTM A53684ASTM A53684標準標準 鐵素體球墨鑄鐵鐵素體球墨

29、鑄鐵 塑性、韌性較高，強度較低，因而可代替可鍛鑄鐵制造塑性、韌性較高，強度較低，因而可代替可鍛鑄鐵制造承受振動和沖擊的零件，如汽車、拖拉機底盤、后橋殼等。承受振動和沖擊的零件，如汽車、拖拉機底盤、后橋殼等。 鐵素體鐵素體珠光體球墨鑄鐵珠光體球墨鑄鐵 強度和韌性配合較好，多用于生產汽車、農機、冶金設強度和韌性配合較好，多用于生產汽車、農機、冶金設備的零部件。備的零部件。 珠光體球墨鑄鐵珠光體球墨鑄鐵 強度和硬度較高，耐磨性較好，具有一定的韌性，強度和硬度較高，耐磨性較好，具有一定的韌性，其屈其屈強比高于強比高于4545鍛鋼，鍛鋼，表表1.4.61.4.6是兩者性能的比較，是兩者性能的比較，珠光體

30、球墨鑄珠光體球墨鑄鐵可代替非合金鋼制造承受交變載荷及耐磨損的零件，典型鐵可代替非合金鋼制造承受交變載荷及耐磨損的零件，典型件是內燃機曲軸、連桿、齒輪，并廣泛用于制造車床主軸等件是內燃機曲軸、連桿、齒輪，并廣泛用于制造車床主軸等機床耐磨件。機床耐磨件。 性能性能4545鍛鋼（正火）鍛鋼（正火）珠光體球墨鑄鐵珠光體球墨鑄鐵（正火）（正火）抗拉強度抗拉強度b bMPa MPa 690690815815屈服強度屈服強度0.20.2MPa MPa 410410640640屈強比屈強比0.20.2/b b0.590.590.7850.785伸長率伸長率(%)(%)26263 3疲勞強度（帶缺口試疲勞強度（

31、帶缺口試樣）樣） -1 -1 MPaMPa 150150155155硬度硬度HBSHBS229229299321299321表表1.4.61.4.6珠光體球墨鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵和4545力學性能比較力學性能比較 貝氏體球墨鑄鐵貝氏體球墨鑄鐵 具有具有強度、塑性、韌性都很高的綜合力強度、塑性、韌性都很高的綜合力學性能學性能。開發(fā)于。開發(fā)于2020世紀世紀7070年代后期的奧貝球鐵年代后期的奧貝球鐵抗拉強度高達抗拉強度高達9009001400MPa1400MPa，明顯優(yōu)于珠光體，明顯優(yōu)于珠光體球鐵，并具有一定的伸長率。如適當降低抗拉球鐵，并具有一定的伸長率。如適當降低抗拉強度，強度，伸長率可高達

32、伸長率可高達10%10%以上以上，尤其是具有高，尤其是具有高的的彎曲疲勞性能和良好的耐磨性彎曲疲勞性能和良好的耐磨性，可制造承受，可制造承受重載荷的齒輪、大功率內燃機的曲軸、連桿、重載荷的齒輪、大功率內燃機的曲軸、連桿、凸輪軸等。因而被看作凸輪軸等。因而被看作2020世紀世紀7070年代以來鑄造年代以來鑄造領域的重大成就。領域的重大成就。 4）球墨鑄鐵的生產 （1 1）優(yōu)質鐵液優(yōu)質鐵液 （2 2）球化處理）球化處理 （3 3）孕育處理）孕育處理 優(yōu)質鐵液 球鐵所用鐵液的成分特點是：在高碳當量前球鐵所用鐵液的成分特點是：在高碳當量前提下，保證提下，保證高碳、低硅高碳、低硅的原則，此外還要的原則，

33、此外還要低錳、低錳、少硫、磷。少硫、磷。高碳（高碳（3.6%3.6%4%4%）可提高鐵液的流動）可提高鐵液的流動性和球化效果；性和球化效果；硅和錳硅和錳( (阻石墨化阻石墨化) )降低降低鑄鐵鑄鐵韌性韌性（ 固 溶 強 化（ 固 溶 強 化） ；） ； 磷 增 加 冷 脆 性 ； 因 此 ， 低 硅磷 增 加 冷 脆 性 ； 因 此 ， 低 硅（2.2%2.2%2.8%2.8%）、低錳（）、低錳（0.4%0.4%0.6%0.6%）、低磷）、低磷（0.1%0.1%）可提高球鐵塑性和韌性。硫與球化劑親）可提高球鐵塑性和韌性。硫與球化劑親和力強，生成的和力強，生成的硫化物不僅消耗球化劑，還會產硫化物

34、不僅消耗球化劑，還會產生球化衰退和皮下氣孔，生球化衰退和皮下氣孔，因此要求因此要求硫越低越好硫越低越好（0.06%0.06%）。）。球化處理 指向指向鐵液中鐵液中加入球加入球化劑，化劑，促使石促使石墨成球墨成球狀的過狀的過程。程。孕育處理 7575硅鐵。硅鐵。孕育處理的孕育處理的目的是目的是促進促進石墨化，消石墨化，消除白口傾向除白口傾向，使使石墨細化石墨細化、圓整圓整，提高，提高球鐵力學性球鐵力學性能。能。（1）球墨鑄鐵有較寬的共晶凝固溫度范圍）球墨鑄鐵有較寬的共晶凝固溫度范圍 由于球墨鑄鐵由于球墨鑄鐵共晶凝固時石墨共晶凝固時石墨-奧氏體兩相奧氏體兩相的的生長特點，使球墨鑄鐵的共晶團生長到一

35、定程度后，生長特點，使球墨鑄鐵的共晶團生長到一定程度后，其生長速度即明顯減慢其生長速度即明顯減慢(在球墨鑄鐵共晶轉變開始在球墨鑄鐵共晶轉變開始時，時，石墨首先在鐵液中形核并長大石墨首先在鐵液中形核并長大，石墨的析出使，石墨的析出使其周圍的鐵液貧碳，造成了有利于其周圍的鐵液貧碳，造成了有利于奧氏體奧氏體析出的濃析出的濃度條件，奧氏體在石墨周圍析出并將石墨包圍。此度條件，奧氏體在石墨周圍析出并將石墨包圍。此后碳通過奧氏體向石墨球擴散，石墨和奧氏體一起后碳通過奧氏體向石墨球擴散，石墨和奧氏體一起長大。此時石墨的長大受碳在奧氏體內擴散速度的長大。此時石墨的長大受碳在奧氏體內擴散速度的限制限制,石墨球在

36、長大后期被奧氏體殼包圍，其長大石墨球在長大后期被奧氏體殼包圍，其長大需要通過碳原子的擴散進行，因而凝固過程進行較需要通過碳原子的擴散進行，因而凝固過程進行較慢慢 )，5) 鑄造性能鑄造性能 或基本不生長。或基本不生長。此時共晶凝固的進行要此時共晶凝固的進行要借助于溫度進一步降低來獲得動力，借助于溫度進一步降低來獲得動力，產生產生新的晶核。因此，共晶轉變需要在一個大新的晶核。因此，共晶轉變需要在一個大的溫度區(qū)間內才能完成。據(jù)測定，通常，的溫度區(qū)間內才能完成。據(jù)測定，通常，球墨鑄鐵的共晶凝固溫度范圍是球墨鑄鐵的共晶凝固溫度范圍是灰鑄鐵的灰鑄鐵的一倍一倍以上。以上。（灰鑄鐵共晶凝固凝固時，片狀石墨的

37、端部始終與鐵液接觸，因而共晶凝固凝固過程進行較快。球容積大，表面積小，周圍A奧氏體寬，碳運動距離大） （2）球墨鑄鐵的糊狀凝固特性）球墨鑄鐵的糊狀凝固特性 由于球墨鑄鐵的共晶凝固溫度范圍較灰鑄鐵寬，從而使得鑄件凝固時，在溫度在溫度梯度相同的情況下，球墨鑄鐵的液梯度相同的情況下，球墨鑄鐵的液固兩固兩相區(qū)寬度比灰鑄鐵大的多，這種大范圍相區(qū)寬度比灰鑄鐵大的多，這種大范圍液液固兩相區(qū)，使球墨鑄鐵件表現(xiàn)出具有固兩相區(qū)，使球墨鑄鐵件表現(xiàn)出具有較強的糊狀凝固性。較強的糊狀凝固性。此外，大的共晶凝固范圍，也使得球墨鑄鐵的凝固時間比灰鑄鐵及其它合金要長。(1)(1)球墨鑄鐵的球墨鑄鐵的流動性比灰鑄鐵差：流動性比

38、灰鑄鐵差：球化、孕育球化、孕育- -鐵水溫度下降，鐵水溫度下降，-澆澆注溫度要高，澆口尺寸要大；注溫度要高，澆口尺寸要大；(2)(2)球鐵鑄件收縮大：球鐵鑄件收縮大：易產生縮孔、縮松易產生縮孔、縮松冒口冷鐵、冒口冷鐵、順序凝固；順序凝固；（3 3）球狀石墨：）球狀石墨：會脹型會脹型提高鑄型剛度；提高鑄型剛度；（4 4）易夾渣（易夾渣（MgS,MgOMgS,MgO）和皮下氣孔）和皮下氣孔半封閉式（外澆口內澆口大中間小半封閉式（外澆口內澆口大中間小根據(jù)美國鑄造學會推薦的數(shù)據(jù)，根據(jù)美國鑄造學會推薦的數(shù)據(jù)，直澆道、橫澆道與內澆道直澆道、橫澆道與內澆道的比例為的比例為4：8：3。 ），），濾渣網，集渣包

39、：濾渣網，集渣包： 圖圖1.4.6 兩種鑄鐵件結晶示意兩種鑄鐵件結晶示意6) 熱處理（略） 鋼常用的熱處理方法球墨鑄鐵也常用：鋼常用的熱處理方法球墨鑄鐵也常用：退火退火 目的是使?jié)B碳體分解獲得鐵素體基體。主目的是使?jié)B碳體分解獲得鐵素體基體。主要用于要用于QT400-18QT400-18和和QT450-10QT450-10的生產。的生產。正火正火 目的是獲得珠光體基體。主要用于珠光體目的是獲得珠光體基體。主要用于珠光體球墨鑄鐵件（球墨鑄鐵件（QT600-3QT600-3，QT700QT700-2，QT800-2QT800-2）。調質調質 得到回火索氏體基體。調質為獲得比正火更得到回火索氏體基體。

40、調質為獲得比正火更高的綜合力學性能，用于某些要求較高或截面較高的綜合力學性能，用于某些要求較高或截面較大的球墨鑄鐵件（大的球墨鑄鐵件（QT800-2QT800-2），如大型船用柴油機），如大型船用柴油機曲軸、連桿等。曲軸、連桿等。 等溫淬火等溫淬火 可獲得貝氏體基體，具有高強度或超高強度可獲得貝氏體基體，具有高強度或超高強度以及較好的塑性和韌性，主要用于以及較好的塑性和韌性，主要用于QT900-2QT900-2的生產。的生產。 (3) 蠕墨鑄鐵 1 1）組織特征）組織特征 蠕墨鑄鐵的組蠕墨鑄鐵的組織由鋼的基體和蠕織由鋼的基體和蠕蟲狀的石墨組成。蟲狀的石墨組成。 石墨石墨短而厚，短而厚，頭部較圓

41、，頭部較圓，形似蠕形似蠕蟲，如圖蟲，如圖1.4.71.4.7所所示。示。圖圖1.4.71.4.7蠕墨鑄鐵的石墨形式蠕墨鑄鐵的石墨形式 2) 2) 性能特點性能特點 蠕墨鑄鐵的性能：強度、塑性、韌性優(yōu)于灰鑄鐵，接近于蠕墨鑄鐵的性能：強度、塑性、韌性優(yōu)于灰鑄鐵，接近于鐵素體球墨鑄鐵。鐵素體球墨鑄鐵。 壁厚敏感性比灰鑄鐵小得多，厚大截面上的力學性能均勻。壁厚敏感性比灰鑄鐵小得多，厚大截面上的力學性能均勻。 （孕育處理）（孕育處理） 突出的優(yōu)點是屈強比在鑄造合金中最高（突出的優(yōu)點是屈強比在鑄造合金中最高（0.720.720.820.82）。 導熱性，鑄造性，切削加工性優(yōu)于球墨鑄鐵接近灰鑄鐵。導熱性，鑄

42、造性，切削加工性優(yōu)于球墨鑄鐵接近灰鑄鐵。 耐磨性優(yōu)于高磷耐磨鑄鐵，與磷銅鈦耐磨鑄鐵相近。耐磨性優(yōu)于高磷耐磨鑄鐵，與磷銅鈦耐磨鑄鐵相近。 3) 3) 牌號及應用牌號及應用 蠕墨鑄鐵的牌號和力學性能見蠕墨鑄鐵的牌號和力學性能見表表1.4.71.4.7，其中，其中“RuT”RuT”為為“蠕鐵蠕鐵”漢語拼音字頭，后面數(shù)字為最小抗拉強度值。漢語拼音字頭，后面數(shù)字為最小抗拉強度值。 表表1.4.7 1.4.7 蠕墨鑄鐵的牌號、力學性能和用途蠕墨鑄鐵的牌號、力學性能和用途 牌牌 號號力學性能力學性能用途舉例用途舉例b/MPa0.2/MPa.%HBS 不小于不小于RuT260 260 195 3121197增

43、壓器進氣殼體，汽車增壓器進氣殼體，汽車底盤零件等底盤零件等RuT300 300 240 1.5140217排氣管，變速箱體，氣排氣管，變速箱體，氣缸蓋，液壓件，紡織機缸蓋，液壓件，紡織機零件，鋼錠模等。零件，鋼錠模等。RuT340 340 270 1.0170249重型機床件大型齒輪箱重型機床件大型齒輪箱體、蓋、座，飛輪，起體、蓋、座，飛輪，起重機卷筒等重機卷筒等RuT380 380300 0.75193274活塞環(huán)，氣缸套，制動活塞環(huán)，氣缸套，制動盤，鋼珠研磨盤，吸淤盤，鋼珠研磨盤，吸淤泵體等。泵體等。RuT420 420 335 0.75200280 3 3） 蠕墨鑄鐵生產蠕墨鑄鐵生產 蠕

44、墨鑄鐵的蠕墨鑄鐵的成分和球墨鑄鐵成分和球墨鑄鐵基本基本相似。相似。 蠕化處理與球化處理相似，蠕化處理與球化處理相似，利用蠕化劑利用蠕化劑，使石墨變成，使石墨變成非球非片的蠕蟲狀。蠕化處理后，需進行非球非片的蠕蟲狀。蠕化處理后，需進行孕育處理孕育處理。 4) 4) 鑄造性能鑄造性能 蠕墨鑄鐵碳當量接近共晶點，蠕化劑又使鐵水得以凈蠕墨鑄鐵碳當量接近共晶點，蠕化劑又使鐵水得以凈化，具有化，具有良好的流動性良好的流動性。蠕墨鑄鐵的。蠕墨鑄鐵的收縮收縮與蠕化率有關，與蠕化率有關，蠕化率較低接近球墨鑄鐵，反之接近于灰鑄鐵。蠕化率較低接近球墨鑄鐵，反之接近于灰鑄鐵。 因而，要因而，要獲獲得無縮孔、縮松的得無

45、縮孔、縮松的致密鑄件致密鑄件比球墨鑄鐵容比球墨鑄鐵容易，但比灰鑄鐵稍難些易，但比灰鑄鐵稍難些。(4) 可鍛鑄鐵 可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵經石墨化退火得可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵經石墨化退火得到的一種強韌鑄鐵。到的一種強韌鑄鐵。 1 1） 組織特征組織特征 2 2） 性能特點性能特點 3 3） 牌號及應用牌號及應用 4 4） 可鍛鑄鐵的生產可鍛鑄鐵的生產5 5） 縮短石墨化退火時間新工藝縮短石墨化退火時間新工藝 組織特征 a)a)黑心鐵素體可鍛鑄鐵黑心鐵素體可鍛鑄鐵 b)b)珠光體可鍛鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵 圖圖1.4.81.4.8可鍛鑄鐵的顯微組織可鍛鑄鐵的顯微組織 性能特點 由于團絮狀石墨對基體破壞作用大

46、為減弱，由于團絮狀石墨對基體破壞作用大為減弱，因而可鍛鑄鐵強度因而可鍛鑄鐵強度（珠光體珠光體- -可高達可高達700MPa700MPa接近球鐵接近球鐵）、塑性、韌性塑性、韌性（鐵素體鐵素體- 延伸率可達延伸率可達12%）比灰鑄鐵明顯提比灰鑄鐵明顯提高。高。 鐵素體可鍛鑄鐵具有一定的強度和較高的鐵素體可鍛鑄鐵具有一定的強度和較高的塑性、韌性，常用于制造承受振動、沖擊及扭塑性、韌性，常用于制造承受振動、沖擊及扭轉載荷的零件。轉載荷的零件。 珠光體可鍛鑄鐵強度、硬度高，常用于制珠光體可鍛鑄鐵強度、硬度高，常用于制造一些耐磨件。造一些耐磨件。 牌號及應用 可鍛鑄鐵的牌號、性能及用途見可鍛鑄鐵的牌號、性

47、能及用途見表表1.4.81.4.8，其中其中 “KTH ”KTH ” 代表黑心可鍛鑄鐵，代表黑心可鍛鑄鐵， “ “KTZ ”KTZ ”代表珠光體可代表珠光體可鍛鑄鐵，符號后面兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強度和伸鍛鑄鐵，符號后面兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強度和伸長率數(shù)值。長率數(shù)值。 可鍛鑄鐵主要用來制造一些形狀復雜而又受振動的可鍛鑄鐵主要用來制造一些形狀復雜而又受振動的薄壁小型鑄件。薄壁小型鑄件。 近年來，球墨鑄鐵的發(fā)展，許多可鍛鑄鐵鑄件已被近年來，球墨鑄鐵的發(fā)展，許多可鍛鑄鐵鑄件已被球墨鑄鐵所取代。球墨鑄鐵所取代。 可鍛鑄鐵生產退火時間正在縮短，所以仍有不少工可鍛鑄鐵生產退火時間正在縮短，所以仍有不

48、少工廠生產可鍛鑄鐵，尤其是鐵素體可鍛鑄鐵廠生產可鍛鑄鐵，尤其是鐵素體可鍛鑄鐵. . 種種類類牌牌 號號試樣試樣直徑直徑 mm力學性能力學性能用途舉例用途舉例b /Mpa0.2 / Mpa/% HBS不小于不小于黑黑心心可可鍛鍛鑄鑄鐵鐵KTH300-0612或或153006 150彎頭、三通管件，中低壓彎頭、三通管件，中低壓閥門等閥門等KTH330-083308扳手，犁刀，車輪殼等。扳手，犁刀，車輪殼等。KTH350-1035020010汽車、拖拉機前后輪殼、汽車、拖拉機前后輪殼、減速器殼、轉向節(jié)殼、制減速器殼、轉向節(jié)殼、制動器及鐵道零件等動器及鐵道零件等KTH370-1237012珠珠光光體體

49、可可鍛鍛鑄鑄鐵鐵KTZ450-0612或或154502706150200載荷較高的耐磨損零件，載荷較高的耐磨損零件，如曲軸、凸輪軸，連桿、如曲軸、凸輪軸，連桿、齒輪、活塞環(huán)、軸套、耙齒輪、活塞環(huán)、軸套、耙片、萬向接頭、棘輪，扳片、萬向接頭、棘輪，扳手，傳動鏈條等。手，傳動鏈條等。KTZ550-045503404180250KTZ650-026504302210260KTZ700-027005302240290表表1.4.8 1.4.8 黑心可鍛鑄鐵和珠光體可鍛鑄鐵的牌號性能及用途黑心可鍛鑄鐵和珠光體可鍛鑄鐵的牌號性能及用途可鍛鑄鐵的生產 圖圖1.4.81.4.8可鍛鑄鐵石墨化可鍛鑄鐵石墨化 縮

50、短石墨化退火時間新工藝 退火時間長成為制約可鍛鑄鐵發(fā)展的主要問題。近退火時間長成為制約可鍛鑄鐵發(fā)展的主要問題。近年來，生產中創(chuàng)造不少縮短退火周期的新工藝，其中對年來，生產中創(chuàng)造不少縮短退火周期的新工藝，其中對鐵液進行復合孕育處理，應用最廣。鐵液進行復合孕育處理，應用最廣。 復合孕育劑中一種元素是在鑄件凝固時阻礙石墨化，復合孕育劑中一種元素是在鑄件凝固時阻礙石墨化，保證得到全白口組織，保證得到全白口組織，而另一種元素對退火時的石墨化而另一種元素對退火時的石墨化沒有阻礙作用，從而縮短退火時間。沒有阻礙作用，從而縮短退火時間。目前，廣泛采用硼目前，廣泛采用硼- -鉍、鉍鉍、鉍- -鋁孕育、硅鋁孕育、

51、硅- -鉍孕育以及稀土鉍孕育以及稀土- -鉍復合孕育處理等鉍復合孕育處理等方法。方法。 例如用硼例如用硼- -鉍孕育處理工藝生產汽車后橋殼的退火時鉍孕育處理工藝生產汽車后橋殼的退火時間已經縮短到間已經縮短到20h20h左右左右（原來可達（原來可達70h70h），效果十分顯著，效果十分顯著 。 (5) 特殊性能鑄鐵（簡介） 普通鑄鐵中加入一定量的合金元素，可賦予鑄鐵某些特殊性能，如優(yōu)良的耐磨、耐熱、耐蝕等性能。特殊性能鑄鐵又稱為合金鑄鐵。 1 1）耐熱鑄鐵耐熱鑄鐵 2 2）耐蝕鑄鐵）耐蝕鑄鐵 3 3）耐磨鑄鐵）耐磨鑄鐵 抗磨白口鑄鐵 加入加入CrCr、MoMo、V V等促進白口化元素及增加鑄件冷

52、卻速等促進白口化元素及增加鑄件冷卻速度，可以使鑄件獲得由珠光體、滲碳體和碳化物組成的度，可以使鑄件獲得由珠光體、滲碳體和碳化物組成的白口組織白口組織，這種組織具有高硬度和高耐磨性。，這種組織具有高硬度和高耐磨性。 例如，例如，CrCr的質量分數(shù)大于的質量分數(shù)大于1212的高鉻白口鑄鐵，經的高鉻白口鑄鐵，經熱處理后基體可為高強度的馬氏體；再加上高硬度的鉻熱處理后基體可為高強度的馬氏體；再加上高硬度的鉻碳化合物的存在，因而具有優(yōu)異的抗磨損性能。碳化合物的存在，因而具有優(yōu)異的抗磨損性能。 廣泛應用于廣泛應用于制造犁鏵、雜質泵葉輪、泵體、各種磨制造犁鏵、雜質泵葉輪、泵體、各種磨煤機、礦石破碎機、水泥球

53、磨機、拋丸機的襯板、磨球、煤機、礦石破碎機、水泥球磨機、拋丸機的襯板、磨球、葉片等零件。葉片等零件。冷硬鑄鐵(激冷鑄鐵) 冷硬鑄鐵是一種加入少量冷硬鑄鐵是一種加入少量B B、CrCr、MoMo等元等元素的低合金鑄鐵經素的低合金鑄鐵經表面激冷表面激冷處理獲得的，其表處理獲得的，其表面有一定深度的白口層，而心部仍為正常鑄鐵面有一定深度的白口層，而心部仍為正常鑄鐵組織。組織。 如如冶金軋輥、發(fā)動機凸輪、氣搖臂及挺桿冶金軋輥、發(fā)動機凸輪、氣搖臂及挺桿等零件等零件，要求表面應具有高硬度和耐磨性而心，要求表面應具有高硬度和耐磨性而心部應具有一定的韌度的零件，就可以采用冷硬部應具有一定的韌度的零件，就可以采

54、用冷硬鑄鐵制造。鑄鐵制造。 1.4.2鑄鋼件生產1.1.鑄鋼的分類及牌號鑄鋼的分類及牌號（1 1）鑄造非合金鋼）鑄造非合金鋼（2 2）鑄造低合金鋼）鑄造低合金鋼（3 3）鑄造合金鋼）鑄造合金鋼2.2.鑄鋼的鑄造性能鑄鋼的鑄造性能 及鑄造工藝特點及鑄造工藝特點3.3.鑄鋼的熔煉鑄鋼的熔煉 鑄鋼比鑄鐵鑄鋼比鑄鐵強度高強度高，韌性好韌性好，適于，適于制造承受重載荷的重制造承受重載荷的重要零件要零件，但，但鑄造性能差鑄造性能差、生產成本高生產成本高，其應用不如鑄鐵廣泛。，其應用不如鑄鐵廣泛。 近年來，近年來，爐外精煉技術可提高鋼液的純凈度和鋼的強度，控爐外精煉技術可提高鋼液的純凈度和鋼的強度，控制鑄鋼

55、的結晶過程，改善鑄態(tài)組織。合金鑄鋼的應用日益增制鑄鋼的結晶過程，改善鑄態(tài)組織。合金鑄鋼的應用日益增多，形成鑄鐵和鑄鋼在應用方面的互為補充。多，形成鑄鐵和鑄鋼在應用方面的互為補充。 鑄造非合金鋼在鑄鋼中約占鑄鋼總產量的鑄造非合金鋼在鑄鋼中約占鑄鋼總產量的7070以上。以上。鑄鋼牌號中鑄鋼牌號中“ZG”ZG”表示鑄鋼，后面兩組數(shù)字分別表示屈服表示鑄鋼，后面兩組數(shù)字分別表示屈服點和抗拉強度值。表點和抗拉強度值。表1.4.91.4.9為鑄鋼的牌號、化學成分、力學為鑄鋼的牌號、化學成分、力學性能及用途。性能及用途。其中，中碳鋼其中，中碳鋼0.25%w0.25%wc c0.60%0.60%（ZG230ZG

56、230450450至至ZG310ZG310570570）應用最多應用最多。1.1.鑄鋼的分類及牌號鑄鋼的分類及牌號（1 1）鑄造非合金鋼）鑄造非合金鋼（碳素結構鋼）（碳素結構鋼） 根據(jù)化學成分分，鑄鋼可分為鑄造非合金鋼、鑄造低根據(jù)化學成分分，鑄鋼可分為鑄造非合金鋼、鑄造低合金鋼和合金鋼。其中合金鋼和合金鋼。其中ASTMASTM中鑄造非合金鋼和鑄造低合金中鑄造非合金鋼和鑄造低合金鋼表示方法如鋼表示方法如表表1.4.3B1.4.3B所示。所示。 名稱名稱牌號組成牌號組成說明說明鑄鑄鋼鋼1. 非合金鋼非合金鋼和合金鋼和合金鋼1. 數(shù)字序號數(shù)字序號+字母代號，例字母代號，例1Q、4QA、15N 2 .

57、 最低抗拉強度值最低抗拉強度值 A退火，退火，Q淬火加回火，淬火加回火，N正火加回火，正火加回火，QA淬火加回火后強度較高狀態(tài)淬火加回火后強度較高狀態(tài)單位：單位：1000PSi2.高強度鑄高強度鑄鋼鋼最低抗拉強度值最低抗拉強度值屈服強度屈服強度值例：值例：90-60表示單位均為：表示單位均為：1000PSi3.奧氏體鑄奧氏體鑄鋼鋼字母字母 (B或或C) 數(shù)字序號數(shù)字序號 第一組數(shù)：最低抗拉強度值第一組數(shù)：最低抗拉強度值 (1000PSi) 第二組數(shù)：最低屈服強度值第二組數(shù)：最低屈服強度值 (1000PSi) 第三組數(shù)：最小伸長率第三組數(shù)：最小伸長率 (%)4.高溫受壓高溫受壓合金鑄鋼合金鑄鋼C

58、+數(shù)字序號數(shù)字序號5.高溫或耐高溫或耐蝕用高合金蝕用高合金鑄鋼鑄鋼字母組字母組+平均含碳量平均含碳量+元素符元素符號，例：號，例：CF8M、HK40、CD41MCu6.低溫受壓低溫受壓用鑄鋼用鑄鋼LC+字母字母 (A、B、C) 或數(shù)字或數(shù)字數(shù)字表示含鎳量。數(shù)字表示含鎳量。A、B、C表示非合金鋼或含錳非合表示非合金鋼或含錳非合金鋼金鋼一般用壓一般用壓鑄鋼鍛件鑄鋼鍛件A+大寫字母大寫字母+類號類號A+大寫字母大寫字母+類號類號注注:1000PSi6.9MPa:1000PSi6.9MPa表1.4.3B 鑄鋼的表示方法(ASTM) 表表1.4.9 1.4.9 鑄造非合金鋼鑄造非合金鋼鑄鋼牌號鑄鋼牌號化

59、學成分（化學成分（%）力學性能（力學性能（） 應用舉例應用舉例不大于不大于0.2MPabMPaAKVJCMn SSPZG200-4000.200.800.500.04200400254030機座、變速箱殼體機座、變速箱殼體ZG230-4500.300.900.50230450223225砧鐵、機座、錘座、砧鐵、機座、錘座、箱體，工作溫度在箱體，工作溫度在450以下的管路附以下的管路附件等。件等。ZG270-5000.400.900.50270500182522飛輪、機身、蒸汽飛輪、機身、蒸汽錘和水壓機工作缸、錘和水壓機工作缸、橫梁等。橫梁等。ZG310-5700.500.900.6031057

60、0152115聯(lián)軸器、汽缸、齒聯(lián)軸器、汽缸、齒輪及重載荷機架等。輪及重載荷機架等。ZG340-6400.600.900.60340640101810起重機中的齒輪、起重機中的齒輪、聯(lián)軸器及重要的機聯(lián)軸器及重要的機件等。件等。（2 2）鑄造低合金鋼（簡介）鑄造低合金鋼（簡介） 目前，我國的低合金鑄鋼主要有目前，我國的低合金鑄鋼主要有錳系錳系（ZG40Mn, ZG40Mn, ZG30MnSiZG30MnSi）和）和鉻系鉻系（ZG40Cr, ZG35CrMnZG40Cr, ZG35CrMn）兩大系列。）兩大系列。牌號中牌號中“ZG” ZG” 后面的數(shù)字表示平均含碳量的萬分數(shù)后面的數(shù)字表示平均含碳量的