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··由于铝非常活泼，与许多金属、非金属都能相互作用形成多种化合物，因此，能够用作电解铝液吸铝管或低压铸造升液管的材料必须满足以下条件[1-2]：能承受铝液在高温下的热冲刷；高温下物理、化学性能稳定，难以与铝液发生反应；高温机械强度足以承受振动?冲击等机械作用；抗热震性能良好。
由于陶瓷材料在抗热震方面的局限性，因此铸铁材料一直受到用户的青睐。
笔者研究了铸铁组织与铝液腐蚀性能间的关系，旨在探索铸铁组织对铝液的耐腐蚀机理，为该类产品的成分与组织设计提供科学依据。
1试验材料及方法试验材料分别为常用QT400、HT200与研制耐铝液腐蚀铸铁。
耐铝液腐蚀铸铁的成分（wt.%）为：3.3C ，2.9Si ，0.15Mn ，0.5Cu ，0.5Cr ，0.01Ce 。
将试验材料加工成Φ10mm ×90mm 的试棒，然后将试棒经超声清洗烘干后浸入到熔融铝液（700±10）℃中，腐蚀一定时间后，将试棒从铝液中取出，冷却到室温。
运用Quanta 型扫描电子显微镜和蔡司金相显微镜对腐蚀试棒的铝/铸铁的过渡层进行显微分析，并用能谱仪分析微区成分。
将腐蚀后的试棒浸入NaOH 溶液中，溶掉表面包覆的铝。
铸铁的腐蚀速率按V =（W 1-W 2）/Lt高占勇1，张金龙1，武文霞2，范秉源3，赵团1（1.内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头014010；2.乌兰察布职业学院，内蒙古乌兰察布012002；3.中国兵器工业集团第52研究所，内蒙古包头014030）摘要：运用微观分析和失重法研究了球墨铸铁和耐铝液腐蚀铸铁在铝液中的耐腐蚀机理。
试验结果表明，铸铁在铝液中的腐蚀是由于铝原子在铸铁基体中扩散并形成铁铝金属间化合物，进而剥落溶解，造成铸铁的腐蚀。
其中，石墨形态是铸铁腐蚀性能优劣的关键因素，交织成网状结构的片状石墨对铝原子的扩散有最强的阻碍作用，在铸铁表面形成的石墨、碳化物和Fe-Al 金属间化合物界面提高了铸铁的耐腐蚀性能。
1.1 4．简答及综合分析题（1）金属结晶的基本规律是什么？条件是什么？简述晶粒的细化方法。
(2) 什么是同素异构转变？（1）金属结晶的基本规律：形核、长大；条件是具有一定的过冷度；液态金属晶粒的细化方法：增大过冷度、变质处理、附加振动；固态金属晶粒的细化方法：采用热处理、压力加工方法。
(2)金属同素异构性（转变）：液态金属结晶后获得具有一定晶格结构的晶体，高温状态下的晶体，在冷却过程中晶格发生改变的现象。
1.2 4．简答及综合分析题（4）简述屈服强度的工程意义。
（5）简述弹性变形与塑性变形的主要区别。
(4)答：屈服强度是工程上最重要的力学性能指标之—。
其工程意义在于：①屈服强度是防止材料因过最塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据；②根据屈服强度与抗拉强度之比(屈强比)的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向，作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆性断裂的参考依据。
(5) 答：随外力消除而消失的变形称为弹性变形。
当外力去除时，不能恢复的变形称为塑性变形。
1.3 4．简答题（6）在铁碳相图中存在三种重要的固相，请说明它们的本质和晶体结构(如，δ相是碳在δ－Fe中的固溶体，具有体心立方结构)。
α相是；γ相是；Fe3C相是。
(7)简述Fe—Fe3C相图中共晶反应及共析反应，写出反应式，标出反应温度。
（9）在图3—2 所示的铁碳合金相图中，试解答下列问题：图3—2 铁碳合金相图（1）标上各点的符号；（2）填上各区域的组成相（写在方括号内）；（3）填上各区域的组织组成物（写在圆括号内）；（4）指出下列各点的含碳量：E( ）、C( ）、P( ）、S( ）、K( ）；（5）在表3-1中填出水平线的温度、反应式、反应产物的名称。
表3-1（6）答：碳在α－Fe中的固溶体，具有体心立方结构；碳在γ—Fe中的固溶体，具有面心立方结构；Fe和C形成的金属化合物，具有复杂结构。
（7）答：共析反应：冷却到727℃时具有S点成分的奥氏体中同时析出具有P点成分的铁素体和渗碳体的两相混合物。
两种铸铁的耐蚀性比较潘鹤斌;孔小东;苏小红【摘要】目的：探究不同基体组织、石墨形态的铸铁在静止模拟海水全浸条件下的腐蚀性能及其机理。
方法采用电化学线性极化曲线，交流阻抗和全浸挂片试验等方法。
结果灰铸铁的腐蚀速率大于球墨铸铁。
结论球墨铸铁和灰铸铁腐蚀类型均为全面均匀腐蚀，而且球墨铸铁耐蚀性能好于灰铸铁。
%Objective To study the corrosion behaviors and mechanisms of cast iron with different graphite morphology and matrix under the condition of total immersion in 3% NaCl solution. Methods The polarization curve, EIS and the cou-pon corrosion tests were used. Results The results showed that the corrosion rate of gray cast iron was greater than that of ductile iron. Conclusion The gray cast iron and ductile iron both had general uniform corrosion, and the corrosion-resist-ance property of ductile iron was superior to that of gray cast iron.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6页(P20-24,29)【关键词】铸铁;氯化钠溶液;耐蚀性;均匀腐蚀【作者】潘鹤斌;孔小东;苏小红【作者单位】海军工程大学，武汉43003;海军工程大学，武汉43003;海军工程大学，武汉43003【正文语种】中文【中图分类】TG113.23+1铸铁中碳的质量分数高于2%，而硅在1%～3%之间。
石墨形态对灰铸铁力学性能的影响1 引言灰铸铁的弹性模量反映其抵抗塑性变形的一种能力，代表着其刚性的大小，其值将直接影响铸铁件的尺寸稳定性[1]。
弹性模量的大小是保证缸体、曲轴等重要铸件的精度，减少其工作过程中发生变形的重要指标。
一般认为影响灰铸铁弹性模量的主要因素片状石墨的数量和形态。
具有D型石墨的灰铸铁比具有A型石墨的弹性模量高[2]。
节能降耗、汽车轻量化和大功率化的发展，对灰铸铁材料的薄壁高强度化[3]及其弹性模量的要求越来越高。
关于灰铸铁的抗拉强度，人们已进行了大量的研究工作，而有关其弹性模量及其与抗拉强度间的相关关系等方面的研究工作则相对较少。
实际上，对于汽车缸体、连杆、机床和精密机械等铸件而言，通常不是由断裂而失效，而是因铸件尺寸稳定性差而失效。
因此，和抗拉强度相比，弹性模量显得更为重要。
非金属夹杂物对于钢的组织和性能的影响已经引起了人们的广泛重视[4]，但对于夹杂物对于铸铁材料的组织和性能的影响，特别是针对弹性模量方面的研究，则报道的较少。
本文旨在对通过对灰铸铁中石墨形态和氧化夹杂数量的分析，揭示其对抗拉强度和弹性模量的影响规律。
2试验方法石墨数量和石墨形态是严重影响铸铁性能的主要因素，本文采用在基本固定铸铁石墨数量的条件下，研究石墨形态和非金属夹杂对抗拉强度和杨氏弹性模量的影响。
2.1 试验用铁水及炉前处理将碳当量控制在3.8-3.9之间，采用不同的合金进行孕育处理，得到不同石墨形态的铸铁组织。
试验所用铁水的熔化是在100kg中频感应电炉中进行，采用包内冲入法进行孕育处理，处理温度为1450~1500℃。
浇铸成φ30的圆柱形试样，材料的化学成分如表1所示。
表1 试样的化学成分（wt/%）C Si Mn P S微量元素孕育剂3.20 1.800.730.3170.0206Mo、Ni、Cu、Cr等硅锶3.11 1.860.760.3340.022硅锶锰3.11 1.950.740.3080.0204硅锶稀土3.16 2.030.70.320.1132硅锶2.2 组织参数的测定从试棒的相同位置取样，经过打磨→磨光→抛光后，首先用3%-4%硝酸酒精进行浸蚀，利用光学显微镜对试样基体组织进行定量分析；然后重新抛光，在不浸蚀的条件下，利用光学显微镜观察石墨形态及其分布；利用扫描电镜及其能谱对氧化夹杂进行分析。
石墨形态对灰铸铁力学性能的影响1 引言灰铸铁的弹性模量反映其抵抗塑性变形的一种能力，代表着其刚性的大小，其值将直接影响铸铁件的尺寸稳定性[1]。
弹性模量的大小是保证缸体、曲轴等重要铸件的精度，减少其工作过程中发生变形的重要指标。
一般认为影响灰铸铁弹性模量的主要因素片状石墨的数量和形态。
具有D型石墨的灰铸铁比具有A型石墨的弹性模量高[2]。
节能降耗、汽车轻量化和大功率化的发展，对灰铸铁材料的薄壁高强度化[3]及其弹性模量的要求越来越高。
关于灰铸铁的抗拉强度，人们已进行了大量的研究工作，而有关其弹性模量及其与抗拉强度间的相关关系等方面的研究工作则相对较少。
实际上，对于汽车缸体、连杆、机床和精密机械等铸件而言，通常不是由断裂而失效，而是因铸件尺寸稳定性差而失效。
因此，和抗拉强度相比，弹性模量显得更为重要。
非金属夹杂物对于钢的组织和性能的影响已经引起了人们的广泛重视[4]，但对于夹杂物对于铸铁材料的组织和性能的影响，特别是针对弹性模量方面的研究，则报道的较少。
本文旨在对通过对灰铸铁中石墨形态和氧化夹杂数量的分析，揭示其对抗拉强度和弹性模量的影响规律。
2试验方法石墨数量和石墨形态是严重影响铸铁性能的主要因素，本文采用在基本固定铸铁石墨数量的条件下，研究石墨形态和非金属夹杂对抗拉强度和杨氏弹性模量的影响。
2.1 试验用铁水及炉前处理将碳当量控制在3.8-3.9之间，采用不同的合金进行孕育处理，得到不同石墨形态的铸铁组织。
试验所用铁水的熔化是在100kg中频感应电炉中进行，采用包内冲入法进行孕育处理，处理温度为1450~1500℃。
浇铸成φ30的圆柱形试样，材料的化学成分如表1所示。
表1 试样的化学成分（wt/%）C Si Mn P S微量元素孕育剂3.20 1.800.730.3170.0206Mo、Ni、Cu、Cr等硅锶3.11 1.860.760.3340.022硅锶锰3.11 1.950.740.3080.0204硅锶稀土3.16 2.030.70.320.1132硅锶2.2 组织参数的测定从试棒的相同位置取样，经过打磨→磨光→抛光后，首先用3%-4%硝酸酒精进行浸蚀，利用光学显微镜对试样基体组织进行定量分析；然后重新抛光，在不浸蚀的条件下，利用光学显微镜观察石墨形态及其分布；利用扫描电镜及其能谱对氧化夹杂进行分析。
石墨在铸铁中是一种常见的微观组织，它可以对铸铁的力学性能和物理性能产生危害和作用。
危害：
1.降低铸铁的强度和硬度：石墨使得铸铁的固态强度和硬度降低，从而影响了铸件的机械性能。
2.增加铸件的脆性：石墨会导致铸铁断裂面呈现出不规则的形状，这可能引起铸件的脆性增加，从而降低其抗冲击性。
3.影响铸件的表面质量：铸造过程中，石墨容易沉积在铸件的表面，从而影响铸件的表面质量和外观。
作用：
1.提高铸铁的可加工性：石墨在铸铁中具有一定的润滑性，可以降低铸铁的摩擦系数，提高铸件的可加工性。
2.改善铸铁的耐磨性：石墨在铸铁中能够形成一种自润滑效应，从而改善铸铁的耐磨性。
3.提高铸件的抗震性能：石墨在铸铁中可以吸收一部分冲击能量，因此可以提高铸件的抗震性能。
总体来说，石墨的危害和作用是双重的，针对不同情况需要采取不同的措施来进行调整和应对。
1/ 1。
浅谈铸铁材料在水环境中的腐蚀现状摘要：随着经济的发展，铸铁材料也得到了广泛和普遍应用。
但是在天然水体材料中，由于铸铁材料本身容易受到腐蚀，所以会导致在铸铁材料使用过程中，有较为严重的经济损失。
就现状来说，在发达国家中，由于材料腐蚀导致的损失在发达国家的GDP中，占比约为2%-4%的比例。
而在所有铸铁材料腐蚀损失中，在水环境中的腐蚀孙璋占据总腐蚀损失的三分之一左右的比例。
所以重视对水环境中铸铁材料的腐蚀问题探讨成为目前备受人们关注的内容。
铸铁材料再来使用过程中，由于其具备较为吃素额的耐磨、铸造以及减震、机加工性能，在使用上也有较低的成本，苏哟诣在进行一些复杂结构的阀门、管道以及泵制备上有较为吃素额的应用。
但是由于这些零部件在天然水体环境中使用时，容易受到腐蚀，所以重视对天然水环境中铸铁材料的腐蚀行为探讨，进行腐蚀数据的汇总分析十分必要。
关键词；铸铁材料；水环境；腐蚀现象；研究随着时代的进步和发展，关于铸铁材料的应用也日益广泛。
本文在观点阐释的过程中，针对当前铸铁材料在应用过程中，其在天然水体环境中的具体应用以及腐蚀影响要素、腐蚀情况等展开了观点的阐释和分析。
通过本文的观点分析，为更合理选用铸铁材料提供了切实的参考和依据保障。
一、当前水环境中铸铁材料的腐蚀现状从上个世纪80年代，我国自主设计的秦山核电站施工开始，为了确保电站冷却系统的顺畅过程中，在过程中必然涉及到不同类别的阀门应用，为此这也进一步推动了铸铁材料阀门的研发。
当时，阳泉阀门厂以及太原重型机械学院联手就铸铁此阿里的防腐蚀进行了一些的实验研究，获取的实验数据也在一定程度上弥补了我国在该领域的研究空白。
进入到上个世纪90年代后，青岛海洋腐蚀研究所首次在国内完成能够基于不同流速背景出发的动海水实验装置研发。
通过一系列的努力，促使我国在铸铁材料水环境腐蚀工作践行上开启了全新篇章。
进入到全新世纪后，我国在发展的过程中面临西部大开发的状态，也开展了较大规模的基础设施建设工作。
热处理工艺对铸铁材料组织和性能的影响热处理是通过一系列的加热和冷却过程来调整和改善金属材料的组织和性能的工艺。
对于铸铁材料来说，热处理具有重要的意义。
本文将就热处理工艺对铸铁材料组织和性能的影响进行详细探讨。
首先，热处理对铸铁材料的组织有显著的影响。
铸铁是由铁、碳和其他合金元素组成的合金材料，其组织主要由铁素体和渗碳体组成。
热处理过程中的加热和冷却过程可以改变铸铁的组织结构，从而影响其性能。
常见的热处理方法包括退火、正火和淬火。
退火是将铸铁材料加热到一定温度后，缓慢冷却至室温的过程。
通过退火可以改善铸铁的塑性、韧性和可加工性。
退火过程中，石墨形态由薄片状转变为球状，从而减小了石墨的尖锐度，提高了铸铁材料的韧性。
此外，退火还可以减少残留应力，提高铸铁材料的抗变形能力。
正火是将铸铁材料加热到一定温度后，保持一段时间，然后缓慢冷却至室温的过程。
正火能够使铸铁材料的组织均匀化，提高硬度和强度。
正火过程中，石墨片段逐渐变大，最终形成长条状结构。
这种结构有利于提高铸铁的强度，但会降低其韧性。
因此，正火适用于对硬度和强度要求较高，而韧性要求相对较低的铸铁材料。
淬火是将铸铁材料加热到一定温度后迅速冷却至室温的过程。
淬火能够使铸铁材料产生马氏体结构，从而提高材料的硬度和强度。
但同时也降低了铸铁的韧性。
淬火温度和冷却速度的控制是影响铸铁材料性能的关键。
过高的温度和过快的冷却速度会导致淬火裂纹，降低材料的可靠性。
除了影响组织结构外，热处理还会对铸铁材料的性能产生直接影响。
常见的性能包括硬度、强度、韧性和耐磨性等。
通过选择适当的热处理工艺，可以使铸铁材料达到不同的性能要求。
例如，退火可以提高铸铁材料的韧性和可加工性，适用于需要较高韧性的应用。
正火可以提高铸铁材料的硬度和强度，适用于需要较高硬度和强度的应用。
淬火可以使铸铁材料达到最高的硬度和强度，适用于需要高耐磨性的应用。
总的来说，热处理工艺对铸铁材料的组织和性能具有显著影响。
《金属材料与热处理》教材习题答案第六章铸铁1.什么是铸铁？与钢相比，它在成分、组织和性能这几个方面有什么不同？答：铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金而钢的含碳量通常在1.4%以下，常用的铸铁，含碳量一般在2.5％~4.0％的范围内，此外还含有较高的硅（Si）、锰（Mn）、硫（S）、磷（P）等元素。
铸铁的组织可看成在钢的基体上分布着不同形态、大小、数量的石墨。
由于石墨的力学性能很差，其强度和塑性几乎为零，这样我们就可以把分布在钢的基体上的石墨看作不同形态和数量的微小裂纹或孔洞，这些“孔洞”一方面割裂了钢的基体，破坏了基体的连续性，而另一方面又使铸铁获得了良好的铸造性能、切削加工性能及消音、减震、耐压、耐磨、缺口敏感性低等诸多优良的性能。
2.什么是铸铁的石墨化？影响铸铁石墨化的因素有哪些？答：铸铁中的碳以石墨的形式析出的过程称为石墨化。
影响铸铁石墨化的因素主要是铸铁的成份和冷却速度。
铸铁中的各种合金元素根据对石墨化的作用不同可以分为两大类，一类是非促进石墨化的元素，有碳、硅、铝、镍、铜和钴等，其中碳和硅对促进石墨化作用最为显著。
所以铸铁中碳、硅越高，往往其内部析出的石墨量就越多，石墨片也越大。
另一类是阻碍石墨化的元素，有铬、钨、钼、钒、锰硫等。
冷却速度对石墨化的影响也很大，当铸铁结晶时，冷却速度越缓慢，就越有利于扩散，使石墨析出的越大、越充分；在快速冷却时碳原子无法扩散，则阻碍石墨化，促进白口化。
3.铸铁中石墨有哪几种形态？石墨的形态、数量和分布状态对铸铁的性能会产生什么影响？答：铸铁中石墨有曲片状、团絮状、球状和蠕虫状等形态。
在相同基体的情况下，不同形态和数量的石墨对基体的割裂作用是不同的，呈片状时表面积最大，割裂最严重，蠕虫状次之，球状表面积最小、应力最分散，割裂作用的影响就最小；石墨的数量越多、越集中，对基体的割裂也就越严重，则铸铁的抗拉强度也就越低，塑性就越差。
4.根据石墨的形态不同，铸铁可分为哪几种？答：根据铸铁中石墨形态的不同，可将铸铁分为：石墨呈曲片状存在的普通灰口铸铁，简称灰铸铁或灰铁。
0引言穴蚀是与流体接触的金属表面发生的腐蚀现象，是固体表面与液体相对运动所产生的表面损伤。
常发生在柴油机、轴承、水泵零件、水轮机叶片和船舶螺旋桨等的表面，当穴蚀严重时可以使零件失效。
在这些冷却和润滑系统中，很多是铸铁部件，如柴油机中的气缸套、水泵叶片和螺旋桨叶片等。
文献[1]分析水泵零件产生穴蚀原因为冷却水的压力小于在该温度下冷却水的饱和蒸汽压力产生的气蚀，并提出了相应的解决办法和预防措施。
文献[2]分析了泥浆泵叶片在过流条件下的表面冲蚀形貌。
文献[3]从温度和流速方面阐述了冷却水套的穴蚀机理。
文献[4-6]则从缸套的振动分析了缸套产生穴蚀的原因。
文献[7-8]从材质和表面处理上进行了研究，提出了更换材质和进行表面处理的办法进行解决穴蚀问题。
文献[9]从加工质量与抗穴蚀性能的关系。
文献[10]提出了石墨等缺陷可以加速穴蚀现象的发生，但没有深入的进行研究。
笔者通过对铸铁中石墨形态、长短以及加工过程中石墨的裸露情况进行分析研究，从材质内在组织方面研究石墨是如何影响穴蚀的。
1试验部分1.1试验材料试验采用一般含钼镍的合金灰铸铁，基体为等温淬火贝氏体，除成分和基体保持不变外，石墨组织通过工艺的控制来保证。
具体化学成分交表1。
1.2试样制备合金铸铁铁液通过离心浇铸工艺生产成外圆为125mm ，长为215mm ，厚度为12mm 的圆筒形毛坯，石墨的形态和长度通过采用不同的来水时间和使用孕育剂来控制。
形态和长度分别试验四种方案。
裸露率从石墨形态为A 型方案中选择毛坯样品。
形态和长度穴蚀样品的制备：对以上每种方案的毛坯分别进行加工，加工成直径为25mm ，厚度为6mm 的圆片状样品，样品用600#砂纸磨光。
石墨裸露率样品的制备：对选择的同一只毛坯进行加工，对加工的样品试验面进行磨销，调整磨销速度和进给量来保证石墨裸露率的不同，每两个一组，分成四组，每组两个样品一个用于石墨裸露率的测定，一个用于穴蚀试验。
1.3试验方法石墨检验：使用金相法在DM2500型金相显微镜下观察铸铁的石墨形态、长短和裸露率。
球墨铸铁耐酸碱腐蚀原因
球墨铸铁是铸铁的一种，其主要成分是铁和碳。
与普通铸铁相比，球墨铸铁中的碳以球状或球状石墨形态存在，这使得其具备了较高的强度和耐腐蚀性能。
然而，球墨铸铁在特定条件下仍然会发生腐蚀，尤其是在酸碱环境中。
以下是球墨铸铁耐酸碱腐蚀的原因：
1.成分：球墨铸铁中含有较高的铁含量，铁会与酸碱物质发生化学反应。
一般来说，球墨铸铁对强酸和强碱有较好的耐蚀性能，但对于浓度较高或其他性质较为特殊的酸碱溶液，仍可能发生腐蚀。
2.球状石墨：球墨铸铁的球状石墨是其耐腐蚀性能的关键因素之一、球状石墨的存在可以增加球墨铸铁的强度和韧性，同时也可以抵抗一些腐蚀物质的侵蚀。
然而，在一些特定的酸、碱环境下，球状石墨可能会被腐蚀，从而影响球墨铸铁的耐腐蚀性能。
3.表面缺陷：球墨铸铁的表面可能存在一些缺陷，如气孔、夹杂等。
这些表面缺陷会使球墨铸铁的表面积增大，更容易与腐蚀物质接触，从而加剧腐蚀的程度。
4.温度：温度是影响球墨铸铁耐酸碱腐蚀性能的重要因素之一、在较高的温度下，酸碱物质与金属的反应速度更快，从而加剧了腐蚀的程度。
5.氧化物：球墨铸铁表面的氧化物膜对腐蚀具有一定的保护作用。
然而，在酸碱环境中，这层氧化物膜可能会受到破坏，从而使球墨铸铁暴露在腐蚀物质中，导致腐蚀。
为了提高球墨铸铁的耐酸碱腐蚀性能，可以采取一些措施，如表面处理、涂层保护等。
此外，正确选择材料和合理设计结构也是减少腐蚀的重
要手段。
总之，了解球墨铸铁的耐腐蚀性能的原因，可以帮助我们更好地应对相关问题，延长材料的使用寿命。
