下载文档原格式
1、铸铁及其熔炼铸铁是指碳的质量分数大于2.14%或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。
工业上所用的铸铁，实际上都不是简单的铁-碳二元合金，而是以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。
铸铁的成分范围大致为ω（C）=2.4%～4.0%，ω（Si）=0.6%～3.0%，ω（Mn）=0. 2%～1.2%，ω（P）=0.04%～1.2%，ω（S）=0.04%～0.20%。
有时还可加入各种合金元素，以便获得能满足各种性能要求的合金铸铁。
铸铁是近代工业生产中应用最为广泛的一种铸造金属材料。
在机械制造、冶金矿山、石油化工、交通运输和国防工业等各部门中，铸铁件约占整个机器重量的45%～90%。
因此，掌握铸铁的基本理论和生产技术，对于发展铸造生产，充分发挥铸铁件在国民经济各部门中的作用，是很有意义的。
相图是分析合金金相组织的有力工具。
铸铁是以铁元素为基的含有碳、硅、锰、磷、硫等元素的多元铁合金，但其中对铸铁的金相组织起决定作用的主要是铁、碳和硅，因此铁-碳相图和铁-碳-硅三元合金相图是分析铸铁的成分与组织的关系以及组织形成过程的基础。
2、铸铁的基础知识——铁-碳相图——铁—碳相图分析由于铸铁中的碳可能以渗碳体（Fe3C）或石墨两种独立的形式存在，因而铁、碳相图存在着Fe-G（石墨）和Fe-Fe3C两套体系，即铁-石墨系和铁-渗碳体系。
从热力学观点看，石墨比渗碳体更稳定，因此，铁-石墨系也称为稳定系，而铁-渗碳体系称为亚稳定系。
图2. 1-1所示为铁碳合金双重相图，即Fe-G（石墨）稳定系相图和Fe-Fe3C亚稳定系相图，分别以虚线和实线表示。
表2.1-1为相图中临界点的温度及含碳量。
铁-碳相图中各临界点的温度及含碳量Fe-G（石墨）相图和Fe-Fe3C相图的主要不同处在于：1）稳定系的平衡共晶点C'的成分和温度与C点不同体（两相组成莱氏体）2）稳定平衡的共析点S，的成分和温度与S点不同在Fe-C相图中稳定系的共晶温度和共析温度都比亚稳定系的高一些。
铸铁是什么材料
铸铁是一种含碳量在2%以上的铁合金材料，通常用于制造机械零件、汽车零件、铁路轨道、桥梁等工程结构。
铸铁通常分为灰铸铁、球墨铸铁和白口铸铁三种类型，每种类型都有其独特的特性和用途。
首先，灰铸铁是最常见的铸铁材料之一，其含碳量在2.5%以下。
灰铸铁的微
观组织中含有大量的石墨，这使得其具有很好的润滑性和吸振性能，因此在制造摩擦副和机械零件时广泛应用。
另外，灰铸铁还具有较高的耐磨性和耐热性，适用于一些高温摩擦场合，如汽车发动机缸体、汽缸套等零部件。
其次，球墨铸铁是一种添加了稀土镁合金的铸铁材料，其微观组织中的石墨呈
球状，因此具有较高的韧性和强度。
球墨铸铁的拉伸强度和冲击韧性分别是灰铸铁的2-3倍和10倍以上，因此在需要高强度和韧性的零件上得到广泛应用，如汽车
曲轴、车轮、机械零件等。
最后，白口铸铁是一种含碳量在2%以上的铸铁材料，其微观组织中几乎不含
石墨，因此具有较高的硬度和抗压强度。
白口铸铁通常用于制造一些需要较高硬度和耐磨性的零件，如刀具、磨料轮、齿轮等。
总的来说，铸铁作为一种常见的铁合金材料，具有较好的机械性能和加工性能，因此在工程结构和机械制造领域得到广泛应用。
不同类型的铸铁材料具有各自独特的特性和用途，可以根据具体的工程需求选择合适的铸铁材料进行制造，以满足不同零件的性能要求。
铸铁在工程领域的应用前景广阔，将继续发挥重要作用。
铸铁属于什么材料
铸铁是一种含碳量在2%以下的铁合金材料，通常包括灰铸铁和球墨铸铁两种类型。
它们在工业生产和日常生活中都有着广泛的应用，因此对于铸铁的材料特性和用途有着很高的关注度。
首先，我们来看一下铸铁的基本材料特性。
铸铁具有较高的流动性和流变性，这使得它适合于各种复杂形状的铸造。
同时，由于其含碳量较高，铸铁的硬度和耐磨性也比较高，因此在一些对强度要求不是特别高但需要耐磨的场合，铸铁就能够发挥其优势。
此外，铸铁还具有一定的耐腐蚀性能，这使得它在一些具有腐蚀性环境的使用场合中表现出色。
其次，我们来谈一谈铸铁在实际应用中的具体用途。
首先，灰铸铁通常用于制造机床床身、汽车发动机缸体、机械零件等。
由于其具有较高的耐磨性和较好的减震性能，因此在这些领域中得到了广泛的应用。
而球墨铸铁则常常用于制造汽车零部件、管道、阀门等。
由于球墨铸铁具有较高的韧性和较好的抗拉强度，因此在这些领域中也有着广泛的应用。
总的来说，铸铁作为一种重要的铁合金材料，在工业生产和日常生活中都有着广泛的应用。
它的材料特性和用途使得它在各个领域都能够发挥其独特的优势，为人们的生产和生活带来了便利。
因此，对于铸铁的材料特性和用途的研究和了解，对于我们来说是非常重要的。
铸铁铸态组织基础知识铸铁是一种常见的金属材料，其具有良好的机械性能和耐热性能，广泛应用于工业制造领域。
铸铁的组织结构对其性能有着重要影响，铸态组织是指铸铁在铸造过程中形成的组织结构。
本文将介绍铸铁铸态组织的基础知识。
铸铁是由铁、碳和其他合金元素组成的合金材料。
在铸造过程中，铸铁首先以液态形式注入铸型中，然后在冷却过程中逐渐凝固形成固态材料。
铸态组织是指铸铁在凝固过程中形成的组织结构。
铸铁的铸态组织通常由铁素体、珠光体和石墨组织组成。
铁素体是铸铁的基体组织，主要由铁和碳组成。
珠光体是一种由铁和碳组成的固溶体，具有球状或类似珍珠的形态，是铸铁中的主要强度组织。
石墨组织是由石墨片或石墨球组成的结构，具有良好的润滑性能和抗磨损性能。
铁素体的形成取决于铸铁的化学成分和冷却速率。
高碳铸铁中的碳含量较高，有利于铁素体的形成。
快速冷却会抑制铁素体的形成，使珠光体比例增加。
因此，铸铁的化学成分和冷却速率对铸态组织有重要影响。
铸态组织对铸铁的性能有着重要影响。
铁素体具有较高的强度和硬度，但脆性较大。
珠光体具有较高的塑性和韧性，但强度和硬度较低。
石墨组织能够降低摩擦系数，提高耐磨性能。
因此，铸铁的性能可以通过调整铸态组织的比例来实现。
铸态组织的控制主要通过铸造工艺和热处理工艺来实现。
在铸造工艺中，可以通过调整铸型温度、浇注速度和冷却方式等参数来控制铸态组织。
在热处理工艺中，可以通过加热和冷却的方式来改变铸态组织的形貌和比例。
铸态组织的评价主要通过金相显微镜观察和显微硬度测试来实现。
金相显微镜可以观察铸态组织的形貌和比例，显微硬度测试可以评估铸态组织的硬度和强度。
总结起来，铸铁铸态组织是指铸铁在铸造过程中形成的组织结构，主要由铁素体、珠光体和石墨组织组成。
铸态组织对铸铁的性能有着重要影响，可以通过调整铸态组织的比例来改变铸铁的性能。
控制铸态组织的方法主要包括铸造工艺和热处理工艺。
铸态组织的评价主要通过金相显微镜观察和显微硬度测试来实现。
第一章铸造工艺基础§1 液态合金的充型充型: 液态合金填充铸型的过程.充型能力: 液态合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力充型能力不足:易产生: 浇不足: 不能得到完整的零件.冷隔:没完整融合缝隙或凹坑, 机械性能下降.一合金的流动性液态金属本身的流动性----合金流动性1 流动性对铸件质量影响1) 流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件.2) 流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除.3) 流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩.2 测定流动性的方法:以螺旋形试件的长度来测定: 如灰口铁:浇铸温度1300℃试件长1800mm.铸钢: 1600℃100mm3 影响流动性的因素主要是化学成分:1) 纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表面平滑,对液流阻力小2) 共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大.3) 非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围内进行,初生数枝状晶阻碍液流二浇注条件1 浇注温度: t↑合金粘度下降,过热度高. 合金在铸件中保持流动的时间长,∴t↑提高充型能力. 但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔等,故不宜过高2 充型压力: 液态合金在流动方向上所受的压力↑充型能力↑如砂形铸造---直浇道,静压力. 压力铸造,离心铸造等充型压力高.三铸型条件1 铸型结构: 若不合理,如壁厚小, 直浇口低, 浇口小等充↓2 铸型导热能力: 导热↑金属降温快,充↓如金属型3 铸型温度: t↑充↑如金属型预热4 铸型中气体: 排气能力↑充↑减少气体来源,提高透气性, 少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型.§2 铸件的凝固和收缩铸件的凝固过程如果没有合理的控制,铸件易产生缩孔,缩松一铸件的凝固1 凝固方式:铸件凝固过程中,其断面上一般分为三个区: 1—固相区2—凝固区3—液相区对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式.1) 逐层凝固:纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心.2) 糊状凝固合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化.3) 中间凝固大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间.2 影响铸件凝固方式的因素1) 合金的结晶温度范围范围小: 凝固区窄,愈倾向于逐层凝固如: 砂型铸造, 低碳钢逐层凝固, 高碳钢糊状凝固2) 铸件的温度梯度合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度.温度梯度愈小,凝固区愈宽.(内外温差大,冷却快,凝固区窄)二合金的收缩液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体积和尺寸减少的现象---.是铸件许多缺陷(缩孔,缩松,裂纹,变形,残余应力)产生的基本原因.1 收缩的几个阶段1) 液态收缩: 从金属液浇入铸型到开始凝固之前. 液态收缩减少的体积与浇注温度质开始凝固的温度的温差成正比.2) 凝固收缩: 从凝固开始到凝固完毕. 同一类合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大.如: 35钢,体积收缩率3.0%, 45钢 4.3%3) 固态收缩: 凝固以后到常温. 固态收缩影响铸件尺寸,故用线收缩表示.2 影响收缩的因素1) 化学成分: 铸铁中促进石墨形成的元素增加,收缩减少. 如: 灰口铁C, Si↑,收↓,S↑收↑.因石墨比容大,体积膨胀,抵销部分凝固收缩.2) 浇注温度: 温度↑液态收缩↑3) 铸件结构与铸型条件铸件在铸型中收缩会受铸型和型芯的阻碍.实际收缩小于自由收缩.∴铸型要有好的退让性.3 缩孔形成在铸件最后凝固的地方出现一些空洞,集中—缩孔. 纯金属,共晶成分易产生缩孔*产生缩孔的基本原因: 铸件在凝固冷却期间,金属的液态及凝固受缩之和远远大于固态收缩.4 影响缩孔容积的因素(补充)1) 液态收缩,凝固收缩↑缩孔容积↑2) 凝固期间,固态收缩↑,缩孔容积↓3) 浇注速度↓缩孔容积↓4) 浇注速度↑液态收缩↑易产生缩孔5 缩松的形成由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足,或者,因合金呈糊状凝固,被树枝状晶体分隔开的小液体区难以得到补缩所至.1) 宏观缩松肉眼可见,往往出现在缩孔附近,或铸件截面的中心.非共晶成分,结晶范围愈宽,愈易形成缩松.2) 微观缩松凝固过程中,晶粒之间形成微小孔洞---凝固区,先形成的枝晶把金属液分割成许多微小孤立部分,冷凝时收缩,形成晶间微小孔洞. 凝固区愈宽,愈易形成微观缩松,对铸件危害不大,故不列为缺陷,但对气密性,机械性能等要求较高的铸件,则必须设法减少.(先凝固的收缩比后凝固的小,因后凝固的有液,凝,固三个收缩,先凝固的有凝,固二个收缩区----这也是形成微观缩松的基本原因.与缩孔形成基本原因类似)6 缩孔,缩松的防止办法基本原则: 制定合理工艺—补缩, 缩松转化成缩孔.顺序凝固: 冒口—补缩同时凝固: 冷铁—厚处. 减小热应力,但心部缩松,故用于收缩小的合金.l 安置冒口,实行顺序凝固,可有效的防止缩孔,但冒口浪费金属,浪费工时,是铸件成本增加.而且,铸件内应力加大,易于产生变形和裂纹.∴主要用于凝固收缩大,结晶间隔小的合金.l 非共晶成分合金,先结晶树枝晶,阻碍金属流动,冒口作用甚小.l 对于结晶温度范围甚宽的合金,由于倾向于糊状凝固,结晶开始之后,发达的树枝状骨状布满整个截面,使冒口补缩道路受阻,因而难避免显微缩松的产生.显然,选用近共晶成分和结晶范围较窄的合金生产铸件是适宜的.§3 铸造内应力,变形和裂纹凝固之后的继续冷却过程中,其固态收缩若受到阻碍,铸件内部就发生内应力,内应力是铸件产生变形和裂纹的基本原因.(有时相变膨胀受阻,负收缩)一内应力形成1 热应力: 铸件厚度不均,冷速不同,收缩不一致产生.塑性状态: 金属在高于再结晶温度以上的固态冷却阶段,受力变形,产生加工硬化,同时发生的再结晶降硬化抵消,内应力自行消失.(简单说,处于屈服状态,受力—变形无应力)弹性状态: 低于再结晶温度,外力作用下,金属发生弹性变形,变形后应力继续存在.举例: a) 凝固开始,粗细处都为塑性状态,无内应力∵两杆冷速不同,细杆快,收缩大,∵受粗杆限制,不能自由收缩,相对被拉长,粗杆相对被压缩,结果两杆等量收缩.b) 细杆冷速大,先进如弹性阶段,而粗杆仍为塑性阶段,随细杆收缩发生塑性收缩,无应力.c) 细杆收缩先停止,粗杆继续收缩,压迫细杆,而细杆又阻止粗杆的收缩,至室温, 粗杆受拉应力(+),(-) 由此可见,各部分的温差越大,热应力也越大,冷却较慢的部分形成拉应力,冷却较快的部分形成压应力.预防方法: 1 壁厚均匀2 同时凝固—薄处设浇口,厚处放冷铁优点: 省冒口,省工,省料缺点: 心部易出现缩孔或缩松,应用于灰铁锡青铜,因灰铁缩孔、缩松倾向小，锡青铜糊状凝固，用顺序凝固也难以有效地消除其显微缩松。
铸铁铸态组织基础知识铸铁是一种常见的铸态材料，具有良好的机械性能和耐热性能。
铸铁的基本组织特征是由铁素体和石墨组成的复合组织。
在这篇文章中，我们将介绍铸铁的基本组织知识。
铸铁的基本组织由两部分组成：铁素体和石墨。
铁素体是铸铁中的主要组织相，它由铁和碳组成。
铁素体的组织形式有很多种类，常见的有珠光体、鳞片体和网状体。
珠光体是一种球状的组织，由铁素体晶粒组成，具有良好的韧性和强度。
鳞片体是一种片状的组织，由铁素体晶粒沿平行面排列而成，具有较高的硬度和耐磨性。
网状体是一种网状的组织，由铁素体晶粒交叉排列而成，具有良好的韧性和强度。
除了铁素体，铸铁中还存在着大量的石墨。
石墨是一种由碳组成的物质，它具有良好的润滑性和导电性。
石墨的形态有片状、球状和螺旋状等。
片状石墨是指石墨以片状分布在铸铁中，具有较好的润滑性和抗冲击性能。
球状石墨是指石墨以球状分布在铸铁中，具有较好的韧性和抗疲劳性能。
螺旋状石墨是指石墨以螺旋状分布在铸铁中，具有较好的导热性能。
铸铁的组织形态对其性能有着重要的影响。
珠光体组织具有良好的韧性和强度，适用于制作需要承受较大力度和冲击的零件。
鳞片体组织具有较高的硬度和耐磨性，适用于制作需要抵抗磨损和磨削的零件。
网状体组织具有良好的韧性和强度，适用于制作需要同时满足韧性和强度要求的零件。
石墨的存在对铸铁的性能也有重要影响。
石墨的润滑性能可以降低铸铁零件的摩擦系数，提高其耐磨性能。
石墨的导电性能可以提高铸铁零件的导电性能，适用于制作需要导电性能的零件。
铸铁的组织形态还受到铁素体和石墨的含量、冷却速度等因素的影响。
铸铁的含碳量越高，石墨的含量越多，铸铁的硬度和脆性越大。
铸铁的冷却速度越快，铁素体的晶粒越细小，铸铁的强度和韧性越高。
铸铁的铸态组织是由铁素体和石墨组成的复合组织。
铸铁的组织形态对其性能有着重要的影响，不同的组织形态适用于制作不同性能要求的零件。
铸铁的组织形态还受到多种因素的影响，包括铁素体和石墨的含量、冷却速度等。
2 铁—碳相图及其应用正是因为铸铁的组织与铸铁的力学性能、铸造性能和使用性能，甚至切削加工性能等息息相关，我们就必须要掌握铸铁组织的形成规律，以达到控制组织和性能的目的。
铁—碳平衡图就是掌握凝固过程及其形成组织极好工具，从中可以了解铸铁的凝固规律，控制所获得凝固组织的种类、形状和多少。
另外，生产中有多种因素会影响铸铁组织的形成，从铁—碳平衡图上也可一目了然地分析出这些因素对组织的影响情况，从而可通过控制形成的组织类型和数量来控制铸件的性能。
所以，铸造技术人员必须具备熟练应用铁—碳平衡图的能力，这样才能在生产实践中对铸件产生的各类问题进行有理论依据的分析和找出有针对性的解决办法。
2.1 铸铁的分类铸铁是一种以Fe、C、Si为基础的多元合金，其中碳含量（质量分数）为2.0%~4.0%。
铸铁成分中除C、Si外，还有Mn、P、S，号称五大元素。
在铸铁中加入Al、Cr、Ni、Mn等合金元素，可满足耐热、抗磨、耐腐蚀等性能要求，所形成的合金铸铁又称为特种铸铁。
按使用性能，铸铁可被分为工程结构件铸铁与特种性能铸铁两大类（见表14）。
表14 铸铁的分类2.2 铁—碳双重相图2.2.1 铁—碳双重相图的基本概念表示合金状态与温度、成分之间关系的图形称为合金相图，是研究合金结晶过程中组织形成与变化规律的工具。
在极缓慢冷却条件下，不同成分的铁—碳合金在不同温度时形成各类组织的图形为铁—碳合金相图。
铸铁中的碳能以石墨或渗碳体两种独立相存在，因此铁—碳相图存在两重性，即铁—石墨（C）相图与铁—渗碳体（Fe3C）相图。
在一定条件下，Fe—Fe3C 系相图可以向Fe—C系相图转化，所以Fe—C为稳定系平衡相图，Fe—Fe3C为亚稳定系相图（见图16）。
图16 Fe—C（石墨）、Fe—Fe3C双重相图铸铁中的高碳相只有两种：石墨与渗碳体，石墨（G）为100%的碳，渗碳体（Fe3C）含碳量仅为6.67%。
在生产中常用的三角试块的尖端处为白口，此处碳以Fe3C出现；三角试块厚的部位为灰口，此处碳以G形式出现。
这说明，同一成分的铸铁既可按Fe—Fe3C相图结晶，也可按Fe—C相图结晶，因此，研究铸铁时，必须研究铁—碳合金的双重相图。
2.2.2 铁—碳相图与铸铁的结晶铸铁在凝固过程中要经过三个结晶阶段，即析出初相、共晶转变、共析转变，在这三个阶段中分别析出不同的组织，见表15。
表15 铸铁结晶的三个阶段结晶过程结晶发生的临界线结晶产物图标初析阶段液相线以下析出初生相（1）BC及BC’线以下析出初生奥氏体（2）C’D’线以下析出初生石墨（3）CD线以下析出初生渗碳体共晶阶段固相线以下发生共晶转变（1）ECF线以下发生共晶转变，共晶组织为共晶奥氏体+共晶渗碳体（2）E’C’F’线以下发生共晶转变，共晶组织为共晶奥氏体+共晶石墨共析阶段共析线以下发生共析转变（1）PSK线以下发生共析转变，奥氏体转变为珠光体（渗碳体+铁素体）（2）P’S’K’线以下发生共析转变，奥氏体转变为铁素体+石墨在三个阶段的结晶中要记住两个临界点：共晶点与共析点。
共晶点的意义是：当铁液温度到达共晶温度、铁液成分到达共晶成分时，铁液就会发生共晶转变。
Fe-C（石墨）系中，共晶点C’的成分是w（C）4.26%；Fe-Fe3C系中，共晶点C的成分是w（C）4.30%。
共析点的意义是：当铸铁凝固冷却到共析温度、成分到达共析点成分时，将发生共析转变。
Fe-C（石墨）系中，共析点S’的成分为w（C）0.69%；Fe-Fe3C 系中，共析点S的成分为w（C）0.76%。
在铁—碳相图中：具有共晶成分的铸铁，称共晶铸铁；小于共晶成分的铸铁，称亚共晶铸铁；大于共晶成分的铸铁，称过共晶铸铁。
在铸铁的凝固过程中，要记住四条特性曲线，即液相线、固相线（共晶转变线）、碳在奥氏体中的溶解曲线和共析线。
在双重相图、两个临界点、四条特性曲线下，三个阶段结晶中所形成的铸铁组织不同，记住在不同条件下形成的各类组织是十分重要的。
表16为结晶过程中的两个临界点与四条特性曲线。
表16 铸铁结晶过程中的两个临界点和4条特性曲线名称曲线或临界点特性图标液相线BCD和BC’D’线（1）该线称为液相线，此线以上为液相区，用L表示（2）铁液冷却至此线时，开始结晶并析出初相（3）BC或B C’线以下皆析出初生奥氏体，用A或γ表示（4）在CD线以下析出初生渗碳体，用Fe3C表示（5）在C’D’线以下析出初生石墨，用G表示固相线（共晶线）ECF与E’C’F’线（1）该线称为固相线，合金冷却至此线后凝为固体，此线以下为固态区（2）液相线与固相线之间，液相与固相并存，为合金的结晶区，BCE或BC’E’区内为铁液+初生奥氏体，在DCF区内为铁液+初生渗碳体，在D’C’F’区内为铁液+初生石墨（3）该线也称为共晶转变线，铁液冷却至此线以下时发生共晶转变，铁液转变为共晶奥氏体+共晶渗碳体（按ECF线）或转变为共晶奥氏体+共晶石墨（按E’C’F’线）（4）共晶奥氏体+共晶渗碳体可称为高温莱氏体Ld，用公式表示为Ld=A+Fe3C共晶点C（C’）共晶临界点，其碳的质量分数是：C点为4.30%，C’点为4.26%，生产中常简化为4.30%碳在奥氏体中的溶解曲线ES与E’S’线碳在奥氏体中的含量随温度降低而减少，当温度下降时，沿着此线析出二次渗碳体（按ES线）或析出二次石墨（按E’S’线）共析线PSK与P’S’K’线（1）合金冷却至此线时发生共析转变，按PSK线奥氏体转变为珠光体（铁素体+渗碳体），用P来表示，按P’S’K’线奥氏体转变为铁素体＋石墨，铁素体用α或F表示（2）共析转变按Fe-Fe3C进行，高温莱氏体（奥氏体+渗碳体）则变为低温莱氏体（珠光体+渗碳体），低温莱氏体的表示公式为L’d=P+Fe3C共析点S（S’）共析临界点，其碳的质量分数是：S点为0.76%，S’点为0.69%2.2.3 铁—碳相图与铸铁组织表17为铸铁在初析、共晶、共析三个阶段中结晶时形成的组织，表18为铸铁的结晶过程与室温组织，表19为铁—碳双重相图中的铸铁组织。
在实际生产中，铸铁的组织远不止表19中的7个组成相，还会多出6个组成相，它们对铸铁性能的影响也十分巨大，必须牢牢记住。
表20即为铁—碳相图中不出现的铸铁的6个组成相。
表17 铸铁在初析、共晶、共析结晶时形成的组织表18 铸铁的结晶过程与室温组织类别按Fe-C（石墨）稳定系结晶按Fe-Fe3C亚稳定系结晶亚共晶铸铁结晶过程室温组织铁素体+石墨（共晶石墨+二次石墨+共析石墨）珠光体+莱氏体（珠光体+共晶渗碳体）+二次渗碳体过共晶铸铁结晶过程室温组织铁素体+石墨（初生石墨+共晶石墨+二次石墨+共析石墨）莱氏体（珠光体+共晶渗碳体）+渗碳体（初生渗碳体+二次渗碳体）共晶铸铁结晶过程室温组织铁素体+石墨（共晶石墨+二次石墨+共析石墨）莱氏体（珠光体+共晶渗碳体）+二次渗碳体表19 Fe-C（石墨）、Fe-Fe3C双重相图中的铸铁组织类别组织代号特征主要性能液相液溶体L1.存在液相线之上的铁液为液相，是碳与其他元素在铁中的无限液溶体。
2.在液、固线之间也有液体，但成分随温度而变化。
1.优良的流动性；2.流动性的高低与温度、成分有关。
高碳相石墨G1.石墨是铸铁中以游离状态存在的碳，含碳量近乎100％。
2.按化学成分与温度不同，石墨有初析石墨、共晶石墨、二次石墨和共析石墨。
3.石墨的形态有片状、球状、蠕虫状、1.力学性能低：R m<20 MPa，硬度3 HBW，无塑性；2.减振好，耐磨性优良。
表20 铁、碳相图中不出现的铸铁中的6个组成相2.3 铁—碳相图对铸铁生产的指导意义2.3.1 利用相图的双重性控制铸铁的结晶过程在熔炼孕育铸铁时，必须通过化学成分等措施将原铁液全部或部分按Fe—Fe3C系结晶，形成白口或麻口，然后通过孕育手段，使其按Fe—C（石墨）系结晶。
在共晶转变时变成奥氏体+石墨，不允许出现渗碳体；而可锻铸铁在共晶转变时必须控制铁液按Fe—Fe3C系结晶，即在共晶转变时，形成莱氏体，变成奥氏体+渗碳体，不允许出现石墨。
当需要珠光体基体的铸铁时，可以通过在铁液中加反石墨化元素如Cr、Sb、Sn、Cu等，使铸铁在共析转变时按Fe—Fe3C系结晶，形成珠光体基体。
如果要获得铁素体基体，则通过对铸铁中C、Ｓi含量的控制，使铸铁在共析转变时按Fe—C（石墨）系结晶，形成铁素体基体。
2.3.2 通过对三阶段结晶的控制，获得需要的组织与性能（1）在熔制高强度灰铸铁时，必须采用含C量较低的亚共晶铸铁，添加某些合金元素增加Si/C比及进行孕育处理，是为了：★在初析阶段析出更多粗大的奥氏体，有利于提高强度；★使共晶转变时变Fe—Fe3C系结晶为Fe—C（石墨）结晶，不出现渗碳体，以免影响力学性能与加工性能；★在共析转变时按Fe—Fe3Ｃ系进行，形成珠光体基体。
（2）在熔制可锻铸铁时，要选择比高强度灰铸铁更低的C、Si量，确保铁液结晶时全部为白口，不得有麻口和灰点，即铁液在共晶与共析转变时全部按Fe —Fe3C进行，在初析阶段析出初生奥氏体，在共晶阶段形成奥氏体+渗碳体，在共析阶段奥氏体全部变为珠光体，室温的组织是珠光体+渗碳体。
如果控制不好，有片状石墨存在，将严重影响退火时的石墨，可见控制铸铁按铁—碳双重相图中哪一系统结晶十分重要。
值得指出的是，可锻铸铁中也加孕育剂，但是加的是复合孕育剂，即Be、Te、Sb等元素在共晶转变时反石墨化，确保其白口；Al、B、Si、Ba、Sr、Ti等元素在退火时促进石墨化，缩短退火时间。
（3）熔制球墨铸铁和蠕墨铸铁时，它们的原铁液在共晶转变时都是按Fe —C（石墨）系结晶，铸态为灰口，因为它们的碳当量很高，白口倾向极小；但是其原铁液经过球化或蠕化处理以后，则按Fe—Fe3C系进行共晶转变，全部为白口，因为Mg、RE都是强烈反石墨化的元素，促使铁液按Fe—Fe3C系结晶。
对球化或蠕化后的铁液再进行孕育处理，则孕育后的球化铁液或蠕化铁液则按Fe—C（石墨）系结晶，全部变为灰口，因为孕育剂强烈促进石墨化，促使铁液按Fe—C（石墨）系进行结晶。
因此，将球化、蠕化的变质处理及而后的孕育处理与铁—碳双重相图相联系，则对残余Mg量为什么要低，对孕育要确保薄壁处不出现游离渗碳体这些问题，就有了更理性的认识；从而对生产中为什么要尽量减少球化剂以减小白口与缩松倾向，尽量采用瞬时孕育消除游离渗碳体等，有了更深刻的认识。
2.3.3 控制碳当量与共晶度，选择所需铸铁的种类（1）碳当量铸铁中存在多种合金元素，这些合金元素对共晶点碳量的增减是有影响的。
将各元素的量折算成碳量的增减，增减后的碳量称之为碳当量。
在生产实践中，碳当量计算时只考虑Si、P的影响，计算的方式是将Si、P折算成碳量，再加上铸铁的实际碳量，则为碳当量，用CE表示，其计算公式为：式中C、Si、P皆为铸铁中实际C、Si、P的质量分数（%）。
