铸铁的分类
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铸铁的分类及其性能特点一、铸铁的分类铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。
工业用铸铁是以铁、碳、硅为主要组成元素并含有锰、磷、硫等杂质的多元合金。
普通铸铁的成分大致为2.0~4.0%C、0.6~3.0%Si、0.2~1.2%Mn\0.1~1.2%P、0.08~0.15%S。
有时为了进一步提高铸铁的性能或得到某种特殊性能,还加入Cr、Mo、V、Al等合金元素或提高Si、Mn、P等元素含量,这种铸铁称作合金铸铁。
碳在铸铁中,除少量溶于基体外,绝大部分是以石墨或碳化物的形式存在于铸铁中。
根据碳的存在形式不同,可将铸铁区分为白口铸铁和灰口铸铁两大类。
1.白口铸铁碳全部以渗碳体形式存在的铸铁称白口铸铁,断口呈银白色。
这种铸铁组织中含有大量渗碳体和莱氏体共晶,因而其性能既硬又脆,所以不宜用作结构材料,一般都用作炼钢原料。
2.灰口铸铁碳全部或大部分以石墨形式存在的铸铁,称作灰口铸铁,其断口呈灰暗色。
生产中多用来铸造各种机械零件。
按石墨的形态不同,灰口铸铁又可分为普通灰口铸铁,可锻铸铁及球墨铸铁。
(1)普通灰口铸铁其中碳大部分或全部以片状形式的石墨存在于铸铁中它也常简称为灰铸铁。
一般情况下,其石墨片都比较粗大。
但若在铁水浇注前,向铁水中加入一些能起形核作用的所谓孕育剂(通常是加入硅铁),将增加并加快石墨的形核,从而使石墨细化并且分布均匀。
这种处理称作孕育处理,经过这种处理的灰口铸铁即称孕育铸铁。
(2)可锻铸铁它是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火后形成。
其中的碳全部或大部以团絮状石墨形式存在于铸铁中。
它又称韧性铸铁或马铁。
可锻铸铁实际上并不可锻,只不过具有一定塑而已。
(3)球墨铸铁简称球铁,其中的碳全部或大部分以球状石墨形式存在于铸铁中。
它是灰口铸铁中机械性能最好的一种。
二、灰口铸铁的组织及性能特点1.铸铁的石墨化过程在铸铁的冷凝过程中,原则上碳既可以渗碳体的形式析出,形成白口铸铁;也可以石墨的形式析出,形成灰口铸铁。
铸铁的分类铸铁是一种重要的工业材料,广泛应用于机械、汽车、建筑等领域。
根据其化学成分和组织结构的不同,铸铁可以分为灰口铸铁、球墨铸铁、白口铸铁等多种类型。
1. 灰口铸铁灰口铸铁是指含有自由石墨的灰色断口的一种合金。
其主要成分是碳和硅,其中碳含量在2.5%~4.0%之间,硅含量在1.0%~3.0%之间。
此外,还含有少量的锰、硫、磷等元素。
灰口铸铁具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能,因此广泛应用于机械制造领域。
根据其含碳量和硅量不同,可以进一步分为普通灰口铸铁、高硅灰口铸铁、低碳灰口铸铁等多个亚类别。
2. 球墨铸铁球墨铸铁是指在灰口铸件中加入适量镁或钇等稀土元素后,在凝固过程中形成球状石墨而得到的一种合金。
其主要成分是碳、硅、铁和镁,其中碳含量在2.7%~4.0%之间,硅含量在1.0%~3.0%之间,镁含量在0.03%~0.06%之间。
球墨铸铁具有高强度、高韧性和良好的机加工性能,因此广泛应用于汽车、机械制造等领域。
根据其强度等级不同,可以进一步分为QT400-18、QT500-7、QT600-3等多个亚类别。
3. 白口铸铁白口铸铁是指不含自由石墨的一种合金。
其主要成分是碳和硅,其中碳含量在1.8%~3.6%之间,硅含量在0.5%~2.5%之间。
此外,还含有少量的锰、磷等元素。
白口铸铁具有高硬度和高耐磨性能,因此广泛应用于制造耐磨零件的领域。
根据其硬度不同,可以进一步分为HBW410、HBW450、HBW500等多个亚类别。
总体来说,不同类型的铸铁具有各自特点和适用范围,在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
铸铁的分类
铸铁是含碳量大于2.06%的铁碳合金。
工业上常用的铸铁含碳量一般在2.5%~4%之间。
按碳在铁碳合金中存在的状态,可将铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁、可煅铸铁和球墨铸铁。
C)的形式存在,其断面呈银白色,故称白口铸
白口铸铁申的碳以渗碳体(Fe
3
铁。
白口铸铁硬而脆,很难进行切削加工,也不宜于焊接,因而工业中很少直接采用。
灰口铸铁中的碳以片状石墨的形式分布于铸铁基体中,断面呈暗灰色,故称灰口铸铁。
由于片状的石墨割裂了铸铁的基体组织,因此,灰口铸铁的抗拉强度低,缺乏塑性。
灰口铸铁具有良好的铸造性能和切割性能,价格便宜,应用十分普遍。
可煅铸铁是将白口铸铁加热到930℃左右进行退火处理,渗碳体(Fe
C)即分
3
解为团絮状的石墨,这种铸铁即称为可煅铸铁。
可煅铸铁具有较高的抗拉强度和良好的塑性,但并不能锻造。
球墨铸铁,若铸铁中的碳以球状石墨分布在铸铁基体中,这种铸铁即称球墨铸铁。
球墨铸铁具有较高的强度和一定的塑性,其强度接近于碳钢,还具有比碳钢更好的耐磨、抗氧化和减震性。
灰口铸铁在机械制造业中用量最大,修复铸件上各种缺陷及使用过程中损坏的各种机械零件是经常遇到的问题。
但灰口铸铁强度低、塑性差,加之焊接过程中的加热和冷却造成组织上的不利变化和焊接应力的存在,致使焊补铸铁比较困难。
铸铁分类含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁,小于2.11%的称为碳钢。
常用铸铁的分类按碳存在的形式不同(显微镜下观察)可分为灰铸铁,球墨铸铁,可锻铸铁,蠕墨铸铁。
名称编号方法编号方法主要性能用途举例名称举例说明主要性能用途举例灰铸铁HT100,HT300HT是灰铁2字汉语拼音字母首,数值表示最低抗拉强度值抗拉强度,塑性,韧性较低,但是抗压强度,硬度,耐磨性较好并具有铸铁其他的优良特性主要用于制造承受压力的机座,床身,导轨,箱体等等球墨铸铁QT500-7,QT800-2QT是球铁2字汉语拼音字母首,数值表示最低抗拉强度值和最小延伸率数值,球墨铸铁经热处理强化后力学性能有了较大提高,远超过灰铸铁,某些指标接近钢,并保持灰铸铁的其他优良特性应用范围很广,能代替中碳钢生产汽车、拖拉机中的齿轮、曲轴、连杆等等。
可锻铸铁KT300-06,KT350-10KT是可铁2字汉语拼音字母首,数值表示最低抗拉强度值和最小延伸率数值,力学性能优于灰铸铁,韧性好,可机加主要制造一些形状比较复杂并且在工作中承受一定冲击载荷的薄壁小型零件,例如管接头,农具等等蠕墨铸铁RuT+数字RuT是蠕铁2字的汉语拼音字母首,数值表示最低抗拉强度值蠕墨铸铁强度,韧性,疲劳强度比灰铸铁强而比球墨铸铁弱大功率柴油机缸套,汽缸盖,机床机身,阀体,电动机外壳,机座球墨铸铁和灰铸铁在国内都已经很成熟了就是蠕墨铸铁还不够成熟,能做的企业不多,而且废品率相当高要知道金属某个属性强必然就导致另一个属性弱,比如灰铸铁抗压强度很好,但是韧性不好,就是我们通俗所说的脆,一打就断,所以不能机加,不能承受重载荷的剪切力,而球墨铸铁的韧性好可以机加那么它的抗压能力就不如灰铸铁,所以在做机械设计选材的时候要考虑零件主要受力种类及强度最后才是经济性来选材1,灰铸铁:碳主要由片状石墨出现的铸铁成为灰铸铁,断口为暗灰色。
生产简便,成本较低,具有耐磨减振的性能,易于铸造,是应用最广泛的铸造合金。
铸铁分类①灰口铸铁。
含碳量较高(2.7%~4.0%),碳主要以片状石墨形态存在,断口呈灰色,简称灰铁。
熔点低(1145~1250℃),凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。
用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。
②白口铸铁。
碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体形态存在,断口呈银白色。
凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹。
硬度高,脆性大,不能承受冲击载荷。
多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。
③可锻铸铁。
由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁。
其组织性能均匀,耐磨损,有良好的塑性和韧性。
用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。
④球墨铸铁。
将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。
比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。
用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。
⑤蠕墨铸铁。
将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状。
力学性能与球墨铸铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。
用于制造汽车的零部件。
⑥合金铸铁。
普通铸铁加入适量合金元素(如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等)获得。
合金元素使铸铁的基体组织发生变化,从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。
用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。
灰铸铁及球铁铸件均可进行表面淬火。
一般采用高(中) 频感应加热表面淬火和电接触表面淬火。
稀土镁铝球铁等温淬火后σb=1200~1400MPa,αk=3~3.6J/cm2,HRC=47~51。
但应注意等温淬火后再加一道回火工序。
铸件毛坯外观技术要求表面粗糙度:毛坯非加工粗糙度应符合GB/T6060.1《表面粗糙度比较样块表面质量》规定,不大于Ra:25um不允许有气孔、裂纹、冷隔、夹渣、缩松、沙眼等缺陷,表面及内壁应光滑平整,不允许有穿透性缺陷及严重的残缺类缺陷。
铸件表面应平整,浇口、结疤、毛刺、飞边、粘砂等应清除干净。
铸件应无白口,局部边缘发现的少量白口,应不能影响机械加工。
铸铁一、铸铁的分类铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金,除铁碳元素外还含有硅、锰、硫、磷等杂质。
通常用于制作机械零部件的铸铁其含碳量在2.5%—4%。
铸铁在机械制造中应用非常广泛,常见的有机床床身、工作台、箱体、底座等形状复杂或受力及摩擦作用的零件,绝大多数是用铸铁来制造的。
铸铁的性能除决定基体类型外,还和碳存在的形式、数量、大小及分布有着密切的关系。
正是由于这些因素的不同,工业用铸铁的性能及用途也有很大的差异。
根据碳在铸铁中存在的形式和形态的不同,铸铁分类如下:1.白口铸铁碳除少量溶于铁素体外,其余的碳都以渗素体的形式存在在于铸铁中,其断口是银白色,故称白口铸铁。
这类铸铁硬而脆,很难加工,所以很少直接用来制造各种零件,主要是作为炼钢原料和制作一些不重要的耐磨件。
2.灰口铸铁(灰铸铁)牌号HT碳主要以片状石墨形式存在于铸铁中,断口呈灰色。
这类铸铁的力学性能不高,但它的生产工艺简单、价格低廉、而且还具备其它方面的特性,故在工业中应用广泛。
3.球墨铸铁(球铁)牌号QT碳主要以球状石墨的形式存在于铸铁中。
这类铸铁的力学性能不仅比灰铁高,而且还可以通过热处理进一步提高。
所以它在生产中常用作受力大且重要的铸件。
4.蠕墨铸铁(RUT)碳主要以介于片状石墨与球状石墨之间形似蠕虫状的石墨存在于铸铁中。
性能介于灰铸铁与球铸铁之间。
它是近几年发展起来的新型铸铁。
5.可锻铸铁(KT)碳主要以团絮状石墨的形态存在于铸铁中。
其力学性能(特别是韧性和塑性)较大,铸铁高,并接近团墨铸铁,它在薄壁复杂铸件中应用较多。
我们这里主要介绍灰口铸铁、球墨铸铁两种:一)普通灰口铸铁(灰铸铁)灰口铸铁是指对一定成分的铁水作简单的炉前处理,浇注后得到具有片状石墨的铸铁。
它是铸铁类中生产工艺最简单、成本最低的铸铁,所以在工业生产中得到了最广泛的应用。
(例如一台机床其灰铸铁的用量达到70%—80%)在铸铁总产量中,其灰铁占到80%以上。
1.灰铸铁的化学成分灰铸铁的化学成分范围一般为Wc=2.6%—3.6%、Wsi=1.2%—3.0%、WMn=0.4%—1.2%、Wp≤0.2%、Ws≤0.15%。
铸铁的分类及特性从铁碳相图中知道,含碳量大于2.06%的铁碳合金称为铸铁。
尽管铸铁强度、塑性、韧性较差,不能进行锻造,但它具有优良的铸造性、减摩性、切削加工等一系列性能特点;另外其生产设备和工艺简单、价格低廉,因此得到了广泛的应用。
1.铸铁的分类铸铁的常用分类方法有两种:一是按石墨化程度;二是按石墨结晶形态。
按石墨化程度可分为:①灰口铸铁:即在第一和第二阶段石墨化过程中都得到了充分石墨化的铸铁,其断口呈暗灰色。
②白口铸铁:即第一、二和三阶段的石墨化全部被抑制,完全按Fe—Fe3C相图进行结晶而得到的铸铁。
③麻口铸铁:即在第一阶段的石墨化过程中便未得到充分石墨化的铸铁。
按石墨结晶形态分:①灰口铸铁:铸铁组织中的石墨形态呈片状结晶。
②可锻铸铁:铸铁组织中的石墨形态呈固絮状。
③球墨铸铁:铸铁组织中的石墨形态呈球状。
2.铸铁的编号基本性能及用途(1)灰口铸铁:根据GB976—67所规定的编号、牌号用“HT”表示灰口铸铁,后面两项数字分别表示其抗拉和抗弯强度的最低值。
如HT20—40表示抗拉强度和抗弯强度最低值为200MN/m2和400MN/m2。
灰口铸铁具有优良的铸造性、切削加工性,优良的减摩性。
良好的消震性和缺口敏感性,故而灰口铸铁主要用于制造各种承受压力和要求消震性的床身、机架、复杂的箱体、壳体和经受磨擦的导轨、罐体等。
(2)可锻铸铁:按GB978—67规定牌号以“KT”和“KTZ”表示可锻铸铁,其中“KT”表示铁素体可铸铸铁,“KTZ”表示珠光体可锻铸铁,牌号中的两项数字表示其最低抗拉强度和延伸率。
可锻铸铁的机械性能,特别是冲击韧性普遍较灰口铸铁高,但由于其成本高,故而应用不是很广泛,主要用于制造一些小型铸铁。
(3)球墨铸铁:按GB1348—78规定,球墨铸铁以“QT”表示,后面数字同可锻铸铁一样。
球墨铸铁不仅具有远远超过灰铁的机械性能,而且同样也具有灰铁的优点,如良好的减摩性、切削加工性及低的缺口敏感性,甚至可与锻钢媲美,如疲劳强度大致与中碳钢相近,耐磨性优于表面淬火钢等。
铸铁的分类名词解释
铸铁是一种铁碳合金材料,由铁和碳以及其他合金元素组成。
铸铁可以根据其碳含量、合金元素含量和微观组织特征来进行分类。
下面是一些常见的铸铁分类:
1. 灰铸铁(Gray Iron):灰铸铁是最常见的铸铁类型,具有灰色断口。
其碳含量较高(3-4%)使得灰铸铁具有良好的湿摩擦性和抗磨性能。
灰铸铁通常用于制造机床床身、发动机缸体等。
2. 白口铸铁(White Iron):白口铸铁碳含量较高,通常超过4%。
它的显著特点是硬度极高,但韧性较差,断裂为白色。
白口铸铁常用于制造耐磨件,如刮刀、破碎机的碎料齿等。
3. 高强度铸铁(High-strength Iron):高强度铸铁含有一定量的合金元素,如钼、铬和钛等。
这些元素的添加可以显著提高铸铁的强度、硬度和耐磨性能。
高强度铸铁通常用于制造汽车发动机缸体、机械零件等。
4. 可锻铸铁(Malleable Iron):可锻铸铁是一种具有较高韧性和可锻性的铸铁,可通过热处理获得不同强度级别的材料。
可锻铸铁常用于制造管件、连杆、链接件等。
5. 高合金铸铁(High-alloy Iron):高合金铸铁含有较高比例的合金元素,如钴、镍、钼和铜等。
这些合金元素的添加可以提高铸铁的耐腐蚀性、耐磨性和高温强度。
高合金铸铁通常用于制造化工设备和高温环境下的零件。
这些分类仅代表了一部分铸铁的种类,实际上还有许多其他类型的铸铁,它们具有不同的特性和应用领域。
「铸铁材料的分类及金相组织」铸铁是一种重要的材料,广泛应用于制造工业领域。
根据其结构和性能的差异,铸铁可以分为几个不同的类型。
下面对铸铁的分类及其金相组织进行详细介绍。
一、铸铁的分类1.灰铸铁:灰铸铁是一种含有大量石墨颗粒的铸铁。
其主要成分是碳和硅。
由于石墨的存在,灰铸铁具有很好的润滑性和良好的摩擦性能。
因此,灰铸铁广泛用于制造摩擦片、活塞环等。
2.蠕墨铸铁:蠕墨铸铁是一种含有球状石墨颗粒的铸铁。
蠕墨铸铁的石墨颗粒形状会影响其性能。
如果球状石墨颗粒较多,则会增强材料的塑性和韧性,降低硬度。
因此,蠕墨铸铁具有良好的韧性和抗冲击性能。
它常用于制造机械零件和运动机构。
3.钛铸铁:钛铸铁是添加了钛元素的铸铁材料。
钛的添加可以显著提高铸铁材料的强度和耐磨性。
因此,钛铸铁广泛应用于制造高强度和耐磨的零件,如汽车发动机和车轮。
4.锆铸铁:锆铸铁是添加了锆元素的铸铁材料。
锆的添加可以提高铸铁的耐磨性和热稳定性。
因此,锆铸铁常用于制造高温磨损环境下的零部件,如高温模具和耐磨泵。
5.镍铸铁:镍铸铁是添加了镍元素的铸铁材料。
镍的添加可以显著提高铸铁材料的耐腐蚀性能和热稳定性。
因此,镍铸铁常用于制造耐腐蚀和高温环境下的零部件,如化工设备和热处理设备。
二、铸铁的金相组织铸铁的金相组织主要包括珠光体、石墨、渗碳体和残余奥氏体等。
1.珠光体:珠光体是铸铁中最主要的组织。
它是由铁、碳和其他合金元素组成的纯铁基相。
珠光体的存在会导致铸铁的硬度和强度增加。
2.石墨:石墨是铸铁中的一种碳相。
石墨的存在可以提高铸铁的润滑性和抗摩擦性能。
3.渗碳体:渗碳体是铁中溶解了大量碳的金属相。
渗碳体的存在会使铸铁的硬度和强度增加。
4.残余奥氏体:残余奥氏体是指在铸铁中保留的未经完全转变为珠光体或渗碳体的奥氏体。
残余奥氏体的存在会降低铸铁的硬度和强度。
根据不同铸铁的类型和金相组织,我们可以选择适合的铸铁材料来满足特定的工程需求。
对于不同的应用领域,如机械制造、汽车工业和化工等,不同特点的铸铁材料具有明显的优势和适用性。
铸铁的分类及其特点白口铸铁简称为白口铁,完全按照Fe-Fe3C 相图进行结晶而得到的铸铁。
其中碳全部以渗碳体(Fe3C)形式存在,断口呈银白色。
由于存在有大量硬而脆的Fe3C,硬度高,脆性大,很难切削加工。
很少用来直接制造机器,主要用于炼钢原料或制造可锻铸铁的毛坯。
灰口铸铁中的碳除微量溶入铁素体外,全部或大部以石墨形式存在,因断口呈灰色而得名。
依据石墨的形状不同,灰口铸铁可以分为灰铸铁(片状)、可锻铸铁(团状)、球墨铸铁(球状)、蠕墨铸铁(蠕虫状)。
1.灰铸铁的显微组织由金属基体(铁素体和珠光体)和片状石墨所组成,相当于在纯铁或钢的基体中嵌入了大量的石墨片。
石墨的强度、硬度、塑性极低,因此可以将灰铸铁视为布满细小裂纹的纯铁或钢。
由于石墨的存在,减少了承载的有效面积,石墨的尖角处还会引起应力集中,因此灰铸铁的抗拉强度低,塑性、韧性差。
显然,石墨愈多、愈粗大、分布愈不均,其力学性能愈差。
灰铸铁显微组织的不同,是由于碳在铸铁中存在形式的不同。
灰铸铁中碳由化合碳Fe3C和石墨碳所组成,化合碳为百分之零点八时,属于珠光体灰铸铁,化合碳小于百分之零点八时,属于珠光体-铁素体灰铸铁,全部都以石墨形式存在时,则为铁素体灰铸铁。
石墨赋予灰铸铁的优良性能:优良的减震性、良好的耐磨性、缺口敏感小。
2.可锻铸铁又称玛铁。
它是将白口铁经石墨化退火而成的一种铸铁。
由于其石墨呈团絮状,大大减轻了对金属的割裂作用,故抗拉强度得到显著提高,尤为可贵的是这种铸铁有着相当高的塑性与韧性,可锻铸铁就因此而得名。
按照退火方法的不同,可锻铸铁又可以分为黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁三种,其中以黑心可锻铸铁最为常用。
黑心可锻铸铁为铁素体基体,其牌号为KTH,后面用两位数字分别表示其最低抗拉强度和伸长率。
黑心可锻铸铁的性能特征是塑性、韧性好,耐蚀性较高,但强度、硬度叫珠光体可锻铸铁低。
可锻铸铁通常用于制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁零件。
铸铁的分类和应用铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。
在这些合金中,碳含量超过了在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量,工业和生活用铸铁含碳量常在2.5%--4.0%。
铸铁是由新生铁、废钢铁、回炉铁、铁合金等各种金属炉料进行合理搭配熔制出的。
铸铁的组分主要是铁,此外还含有少量的碳、硅、锰、磷、硫,也可根据需要含有其他合金元素。
铸铁的分类方法较多,主要有:(1)按铸铁的断口特征分类为:灰口铸铁(灰铸铁)、白口铸铁、麻口铸铁。
(2)按铸铁的石墨形态分类为:灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。
(3)按铸铁的化学成分分类为:普通铸铁、合金铸铁。
(4)按铸铁的共晶度分类为:亚共晶铸铁、共晶铸铁、过共晶铸铁。
(5)按铸铁的特殊性能分类为:耐磨铸铁、抗磨铸铁、耐蚀铸铁、耐热铸铁、无磁性铸铁等。
此外,还可按铸铁的基体组织分类(如铁素体球墨铸铁、珠光体球墨铸铁、贝氏体球墨铸铁等);按铸铁的制取工艺分类(如孕育铸铁、冷硬铸铁等);按铸铁的合金成分分类(如铝铸铁、镍铸铁、铬铸铁、钨铸铁、硼铸铁等)。
灰铸铁(灰口铸铁):碳分主要以片状石墨形式出现的铸铁,断口呈灰色,基体形式为:铁素体、珠光体、珠光体加铁素体。
灰铸铁的化学成分一般为:C2.7%--3.8% Si1.1--2.7%,Mn0.5%--1.4%,P<0.3%,S<0.15%。
由于灰铸铁具有一定的强度和良好的减震性、耐磨性,以及优良的切削加工性和铸造工艺性,并且生产简便、成本低,因此在工业生产和民用生活中得到最广泛的应用。
孕育铸铁:仍属灰铸铁范畴,是铁液经孕育处理后,获得的亚共晶灰铸铁。
孕育铸铁的碳主要以细片状石墨形式出现,基体形式为珠光体、铁素体。
孕育前的铁液(原铁水)成分一般选择在位于铸件组织图上的麻口区内或白口区域的边缘地带,通常控制为:C2.8%--3.3%,Si0.6%--1.4%,Mn0.8%--1.4%,P<0.15%,S<0.12%。
经孕育处理后的孕育铸铁,Si常被调整到1.2%--1.8%,共晶团被显著地细化,石墨的尺寸及分布得到改善,从而提高了强度,因此孕育铸铁又常称为高强度灰铸铁。
铸铁科技名词定义中文名称:铸铁英文名称:cast iron定义:主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。
在这些合金中,含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。
应用学科:机械工程(一级学科);铸造(二级学科);铸造合金(三级学科)以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片铸铁旋塞阀铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。
在这些合金中,含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。
目录释义简介分类铸铁-热处理工艺焊接性铸铁的种类及性能铸铁焊接性分析铸铁的补焊铸铁常见焊条表铸铁焊补时产生裂纹的原因及预防措施冷裂纹热裂纹熔炼方法及其特点冲天炉熔炼法感应电炉熔炼电弧炉熔炼释义简介分类铸铁-热处理工艺焊接性铸铁的种类及性能铸铁焊接性分析铸铁的补焊铸铁常见焊条表铸铁焊补时产生裂纹的原因及预防措施冷裂纹热裂纹熔炼方法及其特点冲天炉熔炼法感应电炉熔炼电弧炉熔炼展开编辑本段释义铸造厂词目:铸铁拼音:zhù tiě基本解释[cast iron;foundry iron;foundry pig] 含碳量较高的铁,质脆,不能锻压,用来炼钢或铸造器物详细解释1.把铁矿石冶炼成铁。
《汉书·五行志上》:“ 成帝河平二年正月,沛郡铁官铸铁,铁不下,隆隆如雷声,又如鼓音。
”《北史·杨津传》:“掘地至泉,广作地道,潜兵涌出,置炉铸铁,持以灌贼。
贼遂相告曰:…不畏利槊坚城,唯畏杨公铁星。
‟” 清陈维崧《红·舟次丹阳感怀》词:“铸铁竟成千古错,读书翻受群儿耻。
”2. 用生铁重新熔炼而成的铁碳合金。
也叫生铁或铣铁。
编辑本段简介铸铁产品(7张)铸铁英文名:cast iron含碳量在2%以上的铁碳合金。
工业用铸铁一般含碳量为2%~4%。
碳在铸铁中多以石墨形态存在,有时也以渗碳体形态存在。
除碳外,铸铁中还含有1%~3%的硅,以及锰、磷、硫等元素。
合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。
碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。
铸铁可分为:①灰口铸铁。
含碳量较高(2.7%~4.0%),碳主要以片状石墨形态存在,断口呈灰色,简称灰铁。
熔点低(1145~1250℃),凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。
用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。
②白口铸铁。
碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体形态存在,断口呈银白色。
凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹。
硬度高,脆性大,不能承受冲击载荷。
多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。
③可锻铸铁。
由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁。
其组织性能均匀,耐磨损,有良好的塑性和韧性。
用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。
④球墨铸铁。
将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。
比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。
用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。
⑤蠕墨铸铁。
将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状。
力学性能与球墨铸铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。
用于制造汽车的零部件。
⑥合金铸铁。
普通铸铁加入适量合金元素(如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等)获得。
合金元素使铸铁的基体组织发生变化,从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。
用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。
编辑本段分类编辑本段铸铁-热处理工艺1.消除应力退火由于铸件壁厚不均匀,在加热,冷却及相变过程中,会产生效应力和组织应力。
另外大型零件在机加工之后其内部也易残存应力,所有这些内应力都必须消除。
去应力退火通常的加热温度为500~550℃保温时间为2~8h,然后炉冷(灰口铁)或空冷(球铁)。
采用这种工艺可消除铸件内应力的90~95%,但铸铁组织不发生变化。
若温度超过550℃或保温时间过长,反而会引起石墨化,使铸件强度和硬度降低。
2.消除铸件白口的高温石墨化退火铸件冷却时,表层及薄截面处,往往产生白口。
白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落。
因此必须采用退火(或正火)的方法消除白口组织。
退火工艺为:加热到550-950℃保温2~5 h,随后炉冷到500-550℃再出炉空冷。
在高温保温期间,游高渗碳体和共晶渗碳体分解为石墨和A,在随后护冷过程中二次渗碳体和共析渗碳体也分解,发生石墨化过程。
由于渗碳体的分解,导致硬度下降,从而提高了切削加工性。
3.球铁的正火球铁正火的目的是为了获得珠光体基体组织,并细化晶粒,均匀组织,以提高铸件的机械性能。
有时正火也是球铁表面淬火在组织上的准备、正火分高温正火和低温正火。
高温正火温度一般不超过950~980℃,低温正火一般加热到共折温度区间820~860℃。
正火之后一般还需进行回火处理,以消除正火时产生的内应力。
4.球铁的淬火及回火为了提高球铁的机械性能,一般铸件加热到Afc1以上30~50℃(Afc1代表加热时A 形成终了温度),保温后淬入油中,得到马氏体组织。
为了适当降低淬火后的残余应力,一般淬火后应进行回火,低温回火组织为回火马氏作加残留贝氏体再加球状石墨。
这种组织耐磨性好,用于要求高耐磨性,高强度的零件。
中温回火温度为350-500℃回火后组织为回火屈氏体加球状石墨,适用于要求耐磨性好、具有一定效稳定性和弹性的厚件。
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高温回火温度为500-60D℃,回火后组织为回火索氏作加球状石墨,具有韧性和强度结合良好的综合性能,因此在生产中广泛应用。
5.球铁的等温淬火球铁经等温淬火后可以获得高强度,同时兼有较好的塑性和韧性。
多温淬火加热温度的选择主要考虑使原始组织全部A化、不残留F,同时也避免A晶粒长大。
加热温度一般采用Afc1以上30~50℃,等温处理温度为0~350℃以保证获得具有综合机械性能的下贝氏体组织。
稀土镁铝球铁等温淬火后σb=1200~1400MPa,αk=3~3.6J/cm2,HRC=47~51。
但应注意等温淬火后再加一道回火工序。
6.表面淬火为了提高某些铸件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度,可采用表面淬火。
灰铸铁及球铁铸件均可进行表面淬火。
一般采用高(中)频感应加热表面淬火和电接触表面淬火。
7.化学热处理对于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蚀的铸件,可以采用类似于钢的化学热处理工艺,如气体软氯化、氯化、渗硼、渗硫等处理。
编辑本段焊接性铸铁含碳量高,塑性差,组织不均匀,焊接性很差,在焊接时,一般容易出现以下问题:1、焊后易产生白口组织2、焊后易出现裂纹3、焊后易产生气孔因此,在生产中,铸铁是不作为焊接材料的.一般只用来焊补铸铁件的铸造缺陷以及局部破坏的铸铁件。
铸铁的焊补一般采用气焊或焊条电弧焊。
铸件焊补常分为热焊法和冷焊法两种。
铸铁的种类及性能一、铸铁焊接的应用1、铸造缺陷的焊接修复中国各种铸铁的年产量现约为800万吨,有各种铸造缺陷的铸件约占铸铁年产量的10%~15%,即通常所说的废品率为10%~15%,若这些铸件工报废,以1997年铸铁平均价格计算,其损失每年高达10亿元以上。
采用焊接方法修复这些有缺陷的铸铁件,由于焊接成本低,不仅可获得巨大的经济效益,而且有利于及时完成生产任务。
2、已损坏的铸铁成品件的焊接修复。
由于各种原因,铸铁成品件在使用过程中会受到损坏,出现裂纹等缺陷,使其报废。
若要更换新的,用铸铁成品件都经过各种机械加工,价格往往较贵。
特别是一些重型铸铁成品件,如锻造设备的铸铁机座一旦使用不当而出现裂纹,就得停止生产,若要更换新的锻造设备,不仅价格昂贵,且从订货、运货到安装调试往往需要很长时间,所要很长时间处于停产状态。
这方面的损失是巨大的。
若能用焊接方法及时修复出现的裂纹。
3、零部件的生产这是指用焊接的方法将铸铁(主要是球墨铸铁)件与铸铁件、各种钢件或有色金属焊接起来而生产出零件。
中国目前在这方面比较落后,处于刚起步阶段。
如中国山东某厂已用高效离心铸造的大直径球墨铸铁管与一般铸造方法生产的变直径球墨铸铁法兰用焊接方法连接而制成产品。
制造中铸铁焊接已成为中国下一步发展铸铁焊接技术的方向。
它往往具有巨大的经济效益。
二、铸铁分类按碳在铸铁中存在的状态及形式的不同,可将铸铁分为:白口铸铁:碳绝大部分以在铁素体状态存在,断口亮白色,铁素体硬而脆,机制较少应用。
碳以石墨形式存在灰铸铁:石墨片状存在可锻铸铁:团絮状球墨铸铁:圆球状蠕墨铸铁:蠕虫状在相同基体组织情况下,其中以球墨铸铁的力学性能(强度、塑性、韧性)为最高,可锻铸铁次之,蠕墨铸铁又次之,灰铸铁最差。
但由于灰铸铁成本低廉,并具有铸造性、可加工性、耐磨性及减震性均优良的特点,是工业中应用最广泛的一种铸铁。
常见灰铸铁化学成分:见P100.灰铸铁抗拉强度及硬度的变化是由于机体组织及石墨大小、数量不同的结果。
纯铁素体为基体的灰铸铁:强度、硬度最低纯珠光体为基体的灰铸铁:强度、硬度较高改变基体中铁素体及珠光体相对含量,可得不同的抗拉强度及硬度的HT,石墨呈粗片状的灰铸铁,抗拉强度较低,石墨呈细片状的灰铸铁其抗拉强度较高。
灰铸铁中碳的存在状态及其基体组织决定于铸件冷却速度P102 4-1 ①铁水以很快速度冷却时,第一阶段石墨化过程(共析温度以上)及第二阶段石墨化过程(共析温度下)完全被抑止将得到共晶渗碳体+二次渗碳体+珠光体组织,即白口铸铁组织。
[铁碳相图:铁水当温度冷却到液相时,开始从液相析出(γ)。
1147共析温度。
L→γ+Fe3C(共晶渗碳体)温度下降,A的饱和固溶碳量随温度下降而降低,因而析出二次渗碳体,此反应持续到共析温度。
在共析反应中,A转变为珠光体。
冷却到室温后,组织由共晶渗碳体+二次渗碳体+珠光体组成]。
②铁水以很慢的速度冷却时由于渗C体是不稳定相,而石墨是稳定相。
第一阶段和第二阶段石墨化过程都进行得很充分,最后得纯铁素体的灰铸铁组织。
③若石墨化的第一阶段进行很完全,第二阶段石墨化过程进行得不完全,则得珠光体+铁素体、灰铸铁。
不同元素对铸铁石墨化及白口化的影响。
P102铸铁焊接性分析一、灰铸铁焊接性分析灰铸铁在化学成分上的特点是碳高及S、P杂质高,这就增大了焊接接头对冷却速度变化的敏感性及冷热裂纹的敏感性。
在力学性能上的特点是强度低,基本无塑性。
焊接过程具有冷速快及焊件受热不均匀而形成焊接应力较大的特殊性。
这些因素导致焊接性不良。
主要问题两方面:一方面是焊接接头易出现白口及淬硬组织。
另一方面焊接接头易出现裂纹。
(一)焊接接头易出现白口及淬硬组织见P103,以含碳为3%,含硅2.5%的常用灰铸铁为例,分析电弧焊焊后在焊接接头上组织变化的规律。
1.焊缝区当焊缝成分与灰铸铁铸件成分相同时,则在一般电弧焊情况下,由于焊缝冷却速度远远大于铸件在砂型中的冷却速度,焊缝主要为共晶渗碳体+二次渗碳铁+珠光体,即焊缝基本为白口铸铁组织。
防止措施:焊缝为铸铁①采用适当的工艺措施来减慢焊逢的冷却速度。