機(jī)械工程材料新鑄鐵

第六章鑄鐵

鑄鐵的組織—性能關(guān)系鑄鐵的石墨化過程各種常用鑄鐵一、鑄鐵中碳的存在形式

1.鐵碳合金中碳的存在形式Fe3C，(graphite)2.石墨的特點

硬度僅為3~5HBS

抗拉強(qiáng)度約為20MPa

伸長率接近于零(1)簡單六方；(2)結(jié)晶形態(tài)：片狀；(3)強(qiáng)度、塑性、韌性極低。二、鐵碳合金中的雙重相圖及石墨化過程第一階段：1154oC

L→LC，+GILC，→

AE，+G共晶第二階段：1154oC~738oCAE，→

AS’+GⅡ第三階段：738oCAS，→

FP，+G共析Fe-G相圖較Fe-Fe3C相圖更為穩(wěn)定，碳在奧氏體和鐵素體中溶解度較小E2.1111484.24.3三、鑄鐵的分類

1．按石墨化程度分類第一、第二、三階段的石墨化過程全部被抑制；完全按照Fe-Fe3C相圖進(jìn)行結(jié)晶，碳幾乎全部以Fe3C形式存在；斷口呈銀白色。鑄鐵組織中存在大量萊氏體，性能是硬而脆，切削加工較困難。除少數(shù)用來制造不需加工的硬度高、耐磨零件外，主要用作煉鋼原料。第一、二階段石墨化過程充分進(jìn)行；

碳主要以石墨形式存在；斷口呈灰銀白色

工業(yè)上應(yīng)用最多最廣的鑄鐵。第一階段石墨化過程部分進(jìn)行而得到的鑄鐵;一部分碳以石墨形式存在，另一部分以Fe3C形式存在;組織介于白口鑄鐵和灰口鑄鐵之間，斷口呈黑白相間構(gòu)成麻點。

性能硬而脆、切削加工困難，工業(yè)上使用也較少（1）白口鑄鐵（2）灰口鑄鐵（3）麻口鑄鐵2.按灰口鑄鐵中石墨形態(tài)分類鑄鐵組織中的石墨呈短小的蠕蟲狀蠕墨鑄鐵的強(qiáng)度和塑性介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間鑄造性、耐熱疲勞性比球墨鑄鐵好用來制造大型復(fù)雜的鑄件，以及在較大溫度梯度下工作的鑄件。（1）灰鑄鐵鑄鐵組織中的石墨呈片狀鑄鐵力學(xué)性能較差，但生產(chǎn)工藝簡單，價格低廉

工業(yè)上應(yīng)用最廣。（2）可鍛鑄鐵鑄鐵中的石墨呈團(tuán)絮狀力學(xué)性能好于灰鑄鐵，但生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，成本高

用來制造一些重要的小型鑄件。（3）球墨鑄鐵鑄鐵組織中的石墨呈球狀力學(xué)性能較好

鑄鐵生產(chǎn)工藝比可鍛鑄鐵簡單，得到廣泛應(yīng)用。（4）蠕墨鑄鐵1.成分及組織（1）成分

2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si，0.25~1.0%Mn0.02~0.2%S，0.05~0.5%P（2）組織片狀石墨＋鋼基體(F、F＋P、P)

碳主要以石墨形式存在，斷口呈灰色

G愈少，愈細(xì)，愈均勻，力學(xué)性能愈高

灰鑄鐵的基體強(qiáng)度利用率僅為30%~50%2.灰鑄鐵的孕育處理▲變質(zhì)處理(孕育處理)：鑄鐵澆注前向鐵水中加入少量變質(zhì)劑(孕育劑)，使之在凝固過程中產(chǎn)生大量的人工晶核，促進(jìn)石墨的形核和結(jié)晶。不僅可防止白口，而且使石墨片細(xì)化，得到較高強(qiáng)度的“變質(zhì)鑄鐵”(孕育鑄鐵)。

四、灰鑄鐵3.灰鑄鐵的牌號及用途

HT××דHT”表示“灰鐵”，“×××”表示最低抗拉強(qiáng)度。

HT100、HT150、HT200、HT250、HT300HT350主要應(yīng)用于一般鑄件，氣缸體，機(jī)床床身等“QT”表示“球鐵”第一組數(shù)字“×××”表示最低抗拉強(qiáng)度第二組數(shù)字表示延伸率五、球墨鑄鐵1.球墨鑄鐵的成分、組織和性能(1)成分3.6~3.8%C，2.2~2.8%Si，0.6~0.8%Mn0.03~0.05%Mg，0.02~0.04%Re，≤0.1%P，≤0.07%S(2)組織鐵素體球墨鑄鐵，珠光體球墨鑄鐵(3)生產(chǎn)方法向鐵水中加入孕育劑、球化劑(4)性能特點與鋼接近,強(qiáng)韌性較高基體強(qiáng)度利用率70—90%2.球墨鑄鐵的牌號及用途QT×××－××主要應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)傳動齒輪，車床主軸等牌號基體組織力學(xué)性能（不小于）σb/MPaσ0.2/MPaδ(%)ak/(J/cm2)HBSQT400-17F4002501760≤197QT420-10F4202701030≤207QT500-05F+P5003505—147~241QT600-02P6004202—229~302QT700-02P7004902—231~304QT800-02S回8005602—241~321QT1200-01B下1200840130≥38HRC球墨鑄鐵牌號、組織及應(yīng)用六、可鍛鑄鐵組織：碳以團(tuán)絮狀石墨形式存在生產(chǎn)方法：白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火而成（第一階段白口鑄鐵，第二階段石墨化退火）牌號：KTH300-06KTZ550-04KTB400-05用途：韌性較高的小鑄件、連桿、

小曲軸等

珠光體蠕墨鑄鐵的強(qiáng)度和硬度較高，耐磨性強(qiáng)適于制造耐磨零件，如汽車的剎車鼓等鐵素體蠕墨鑄鐵的導(dǎo)熱性較好，高溫狀態(tài)下的機(jī)械性能優(yōu)越適用于制造在高溫下工作、需要有良好的抗熱疲勞能力、導(dǎo)熱性的零件，如內(nèi)燃機(jī)汽缸蓋，進(jìn)排氣岐管等。七、蠕墨鑄鐵組織：石墨蠕蟲狀性能：強(qiáng)度和塑韌性高于普通灰鑄鐵鑄造性能優(yōu)于球墨鑄鐵牌號：

RuT×××數(shù)字代表最小抗拉強(qiáng)度值應(yīng)用耐磨合金鑄鐵

耐