第六章-铸铁.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学工业出版社,第 六 章,铸 铁,铸铁是指碳含量大于2.11（一般为2.54）的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主要元素的合金。,碳在铸铁中的存在形式有两种：游离状态的石墨（G）或化合态的渗碳体形式。,铸铁的分类,（1）白口铸铁 铸铁中的碳除少量溶于铁素体外，其余的碳都以渗碳体的形式存在。其断口呈银白色。,(2)灰口铸铁 铸铁中的碳大部分或全部以石墨的形式存在，断口呈暗灰色。根据石墨形态的不同，灰口铸铁又可分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁。,(3)麻口铸铁 铸铁中的一部分碳以石墨形式存在，另一部分碳以渗碳体的形式存在，断口呈灰、白相间的麻点。,第一节 铸铁的石墨化,一、铁碳合金双重相图,二、铸铁的石墨化,铸铁中的碳原子以石墨形式析出的过程。,铸铁由高温液态冷却到室温过程中石墨的结晶及析出的三个阶段：,第一阶段：,包括从过共晶铸铁液中结晶出的一次石墨（G,）和在1154通过共晶转变所形成的共晶石墨G,共晶,：,L,LcG,A,E,G,共晶,Lc,第二阶段：,在1154738之间冷却时，从奥氏体中析出的二次石墨（G,），其反应式为：,A,s,G,AE,第三阶段：在冷却至738时，通过共析转变从奥氏体中析出的共析石墨（G,共析,）：,A,S,F,P,G,共析,三、影响铸铁石墨化的因素,（一）化学成分的影响,1.促进石墨化的元素 如碳、硅、铝、铜等，,2.阻碍石墨化的元素，如硫、锰等,（二）冷却速度的影响,冷却速度大，碳容易以渗碳体的形式存在；冷却速度较小，则有利于石墨化进程的进行。,第二节 常用的铸铁,一、灰铸铁,（一）灰铸铁的化学成分,（二）灰铸铁的组织,灰铸铁中的碳全部或大部分以片状石墨的形式分布在基体组织上。按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体灰铸铁；铁素体,+,珠光体灰铸铁；珠光体灰铸铁。,（三）灰铸铁的性能,1.力学性能 主要取决于基体组织和石墨的数量、形状、大小及分布状况。,灰铸铁的抗拉强度、疲劳强度、塑性、韧性远比相同基体的钢低得多。,2.其他性能,良好的铸造性能,良好的减振性能,良好的减摩性能,良好的切削加工性能,缺口敏感性低,（四）灰铸铁的孕育处理,（五）灰铸铁的牌号及用途,灰铸铁的牌号表示方法为“HT”。,（六）灰铸铁的热处理,1.消除内应力退火,将铸件加热到500600，保温后随炉缓冷至150200出炉空冷。,2.石墨化退火,低温石墨化退火,铸铁低温石墨化退火时将发生共析渗碳体的分解。,高温石墨化退火 有从液态铁液中结晶出的自由渗碳体，需要进行高温石墨化退火，使自由渗碳体分解。,3.表面热处理,通过表面淬火处理的方法提高其硬度和耐磨性，,二、球墨铸铁,（一）球墨铸铁的化学成分,球墨铸铁的组织由球状石墨和基体组成。,（二）球墨铸铁的组织,（三）球墨铸铁的性能,石墨对基体的割裂作用和应力集中作用降到最低，因此球墨铸铁的力学性能是铸铁当中最高的。,（四）球墨铸铁的牌号和应用,表,6-2 球墨铸铁的牌号、性能（摘自GB/T1348-88）及应用,牌号是用“QT-”表示，,（五）球墨铸铁的热处理,1.消除内应力退火,加热温度一般控制在550650之间，保温一定时间后随炉缓慢冷却至200250出炉空冷。,2.石墨化退火,低温石墨化退火 当铸态组织中为铁素体+珠光体+石墨或珠光体+石墨，而没有自由渗碳体时，为了获得以铁素体基体的球墨铸铁，可进行低温退火。,高温石墨化退火 当铸态组织中不仅有珠光体，而且还有自由渗碳体时，为了使渗碳体分解，获得以铁素体为基体的球墨铸铁，需采用高温退火，,3.正火,低温正火 将工件加热到820860，保温一定时间，使基体的一部分转变为奥氏体，另一部分铁素体未发生转变，然后出炉空冷，冷却后的组织为珠光体+少量铁素体+球状石墨。,高温正火 加热温度一般为880950，保温一定时间后出炉空冷。高温正火后可以获得珠光体+石墨的组织。,4.调质处理 球墨铸铁的调质处理是将铸件加热到880920，保温后油冷，然后在500600，回火26h，获得回火索氏体+球状石墨组织的热处理方法。,5.等温淬火 将球墨铸铁件加热到880920，保温一定时间，然后迅速放入到250250的盐浴炉中等温，使过冷奥氏体转变为下贝氏体后出炉空冷的工艺。,三、可锻铸铁,（一）可锻铸铁的化学成分、生产过程及性能,由白口铸铁件，经过高温900960长时间保温进行石墨化退火，使白口组织中的渗碳体分解出团絮状石墨后得到的。,（二）可锻铸铁的牌号及应用,表,6-3,可锻铸铁的牌号、力学性能（,摘自GB/T9440-1998）及,应用,牌号用“KT-”表示的。,可锻铸铁中的碳、硅含量较低，化学成分要求较严。,四、蠕墨铸铁,（一）蠕墨铸铁的化学成分,（二）蠕墨铸铁的组织,铸铁的基体上分布着蠕虫状的石墨。,（三）蠕墨铸铁的性能,力学性能介于相同基体组织的灰铸铁和球墨铸铁之间,。,（四）蠕墨铸铁的牌号及应用,表6-4 蠕墨铸铁的牌号、力学性能（摘自JB/4403-87）和应用,牌号用“RuT”表示。,五、合金铸铁,（一）耐磨铸铁,根据工作条件不同耐磨铸铁可分为减摩铸铁和抗磨铸铁两类。,1.减摩铸铁 组织是在软基体上分布着硬的质点。一般用于在有润滑条件下工作的零件。,2.抗磨铸铁 组织一般具有较高的硬度，适用于在无润滑、受磨料磨损条件下工作零件。,（二）耐蚀铸铁,指在酸、碱等介质中具有抗腐蚀能力的铸铁。,（三）耐热铸铁,在铸铁中加入硅、铝、铬等元素，使铸件表面形成一层致密的氧化膜，保护内部组织不继续被氧化并使临界点上升而不发生组织转变，提高铸铁的耐热性。,