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第８章 铸铁 ８.１ 铸铁的分类 ８.２ 铸铁的石墨化及影响因素 ８.３ 灰口铸铁 ８.４ 球墨铸铁 ８.５ 可锻铸铁 ８.６ 蠕墨铸铁 ８.７ 合金铸铁 返回 ８.１ 铸铁的分类 铸铁的组织可以看作是在钢的基体上分布着大量的不同形态的碳，而这些碳的存在形式、数量形状和分布状态对铸铁的性能影响很大。根据碳的存在形式和形态不同，铸铁可分为白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁和合金铸铁。 １.白口铸铁 碳以渗碳体形式存在的铸铁叫白口铸铁，其断口呈银白色。这类铸铁硬而脆，很难加工，因其不宜受力，用途受到很大限制，可作为炼钢用原材料和不重要的耐磨件，还可用于浇铸暖气片、栏杆和下水井盖等。 下一页 返回 ８.１ 铸铁的分类 ２.灰口铸铁 碳以片层状石墨状态存在的铸铁叫灰口铸铁，其断口呈灰白色。这类铸铁力学性能不高，但足以满足大部分机械设备的基本要求，加上价格便宜等优势，是使用量最大的一类铸铁。 ３.球墨铸铁 碳以球状石墨存在的铸铁叫球墨铸铁。这类铸铁把石墨对基体的割裂程度降到最低，其力学性能是常规铸铁中最好的。 ４.蠕墨铸铁 碳以蠕虫状石墨形式存在的铸铁叫蠕墨铸铁。 上一页 下一页 返回 ８.１ 铸铁的分类 与灰口铸铁中片层状石墨相比，蠕墨铸铁中石墨显得短而厚，钝而圆，介于灰铁与球铁之间，因而兼备两者的某些优点，具有良好的综合性能。 ５.可锻铸铁 碳以团絮状石墨形式存在的铸铁叫可锻铸铁，它是白口铸铁经可锻化处理后得到的一种铸铁，习惯上又叫玛口铁或玛钢。它在性能上优于灰口铸铁，因其成本较高，使用上受到一定限制。 ６.合金铸铁 在铸铁的基础上，冶炼时有目的地加入某些合金元素所获得的铸铁材料叫合金铸铁。这类铸铁在使用上各有独到之处，随着探索的深入，这种铸铁的种类和应用会越来越多。 上一页 返回 ８.２ 铸铁的石墨化及影响因素 １.铸铁的组织结构和石墨化 影响铸铁性能的主要因素来源于两部分：一部分是铸铁的基体组织，另一部分是碳的存在形式。 铸铁的基体组织可以看作与钢相似，在常温条件下由铁素体与珠光体组成，具体可分为铁素体型基体组织（Ｆ）、铁素体＋珠光体型基体组织（Ｆ＋Ｐ）和珠光体型基体组织（Ｐ）。基体组织不同，其性能也不同。 再就是碳的存在形式的影响，在铸铁中，碳有三种存在形式：固溶在Ｆ或Ａ中，形成间隙固溶体；形成碳化物，如渗碳体等；以游离状态的石墨形式存在。 下一页 返回 ８.２ 铸铁的石墨化及影响因素 铸铁中的渗碳体Ｆｅ３Ｃ属于亚稳定相，在一定条件下可以发生转化，这种把铸铁中渗碳体里的碳以石墨状态析出的过程叫作铸铁的石墨化，它对于改善铸铁性能、扩大使用范围有重要的现实意义。 ２.影响铸铁石墨化的主要因素 （１）化学成分。促进石墨化作用最大的是Ｃ和Ｓｉ，但过多会促使石墨颗粒粗大、量多，过少则易形成白口，均会影响铸件的质量。因此一般控制在碳含量为２.５％ ～４.０％，硅含量为１.０％ ～３.０％，此外Ｐ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ和Ｃｏ等元素也有促进石墨化的作用，而Ｓ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ和Ｖ则能起阻碍作用。 （２）冷却速度。铸件在缓慢冷却条件下碳原子扩散充分，易形成石墨化；若冷却速度较快，渗碳体来不及分解，就保留下来了。 上一页 返回 ８.３ 灰口铸铁 １.化学成分及孕育处理 化学成分：碳含量为２.５％ ～４.０％，硅含量为１.０％ ～３.０％，锰含量为０.６％ ～１.３％，硫含量小于０.３％，磷含量小于０.１５％。 灰口铸铁的性能主要取决于基体组织和片层石墨的状态，一般情况下灰口铸铁中的片层状石墨颗粒粗大，影响了材料的力学性能，为改善这种状态，通常在铁水浇注前投入硅铁和硅钙合金等孕育剂，这样得到的石墨层薄个小，均匀细碎，力学性能有很大的提高，这种工艺叫铸铁的孕育处理。 ２.牌号、性能及应用 下一页 返回 ８.３ 灰口铸铁 灰口铸铁简称灰铁，符号用ＨＴ表示，后面跟着一组数字表示抗拉强度，如表８－１所示。 ３.灰口铸铁的热处理 （１）去应力退火。去除上一道工序加工时产生的内应力，稳定结构，防止变形。 （２）扩散退火。消除白口，降低硬度，改善切削加工条件。 （３）表面淬火。对工作面可局部表面淬火，提高硬度和耐磨性，延长使用寿命。 上一页 返回 ８.４ 球墨铸铁 １.化学成分、球化剂及球化处理 化学成分：碳含量为３.６％ ～４.０％，硅含量为２.０％ ～３.２％，磷含量小于０.１％，锰含量为０.３％ ～０.８％，硫含量小于０.０７％。 球状石墨的存在主要靠球化剂、镁及稀土镁合金获得的，在浇注前先向铁水中投入球化剂，经缓慢冷却后碳就以细微球状石墨析出。 ２.牌号、力学性能及应用 球墨铸铁的牌号用ＱＴ表示，后面跟一组数字表示抗拉强度，如ＱＴ１００表示抗拉强度不低于１００ＭＰａ的球墨铸铁。球墨铸铁的牌号、力学性能及用途如表８－２所示。 下一页 返回 ８
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