铸铁

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如 RuT420
σbmin=420MPa
蠕墨铸铁的牌号、性能及用途见表6-4.
9.合金铸铁 1）耐磨铸铁：指不易磨损的铸铁。 加入主要合金元素作用：形成硬化相，提高耐磨性。 2）耐热铸铁：指在高温下使用，具有抗氧化性或抗 生长性能符合使用要求的铸铁。 加入主要合金元素作用：在铸件表面形成一层致密 的氧化膜，保护内层不被氧化。 3）耐蚀铸铁：指具有一定耐蚀能力的铸铁。 加入主要合金元素作用：在铸件表面形成一层致密
大部分呈球状分布的铸铁。
球化处理方法是在浇注前的铸铁液中加入一定量的 球化剂和孕育剂 ，以改变石墨的结晶条件，促使石墨形 成球状。
1）化学成分、组织和性能 为保证获得数量较多、 形状圆整、分布均匀的球状石墨，球墨铸铁中碳和硅的 含量一般高于灰铸铁，
ω Mn
其中ω c=（3.6 ~3.9 ）%； ω si =(2.0~3.1 ) %； =(0.6~0.3)%；ω p ≤ 0.1%；ω s ≤0.07%。 组织特征是钢的基体分布着球状石墨，铸态下基体
的氧化膜、提高基体组织的电极电位、形成单相基 体加球状石墨，从而提高耐蚀性。
4.铸铁的石墨化及影响因素
1）石墨化过程 铸铁中石墨的形成过程,称为石墨化。铸铁结晶过程中， 石墨化若能充分进行或大部分进行，则能获得灰口铸，反 之将会得到白口铸铁。 铁碳合金结晶时，碳更易形成渗碳体，但在具有足够 扩散时间的条件下，碳也会以石墨析出。石墨还可以通过 渗碳体在高温下分解获得。 石墨化过程分三阶段：①高温石墨化，从液相中析出 石墨（GⅠ+ G共晶）； ②中温石墨化，指共晶和共析温度之 间，从奥氏体中析出的二次石墨（ GⅡ ）；③低温石墨化， 是指共析转变及以后析出的石墨（G共析）。
石墨化过程是原子的扩散过程。在实际生产中，上述 三个阶段不一定都充分进行，其中① ②阶段温度较高，碳 原子的扩散能力强，石墨化容易进行。按这三个阶段石墨 化程度不同灰口铸铁的基体组织会不同，如有F、F+P、P 除上述三个阶段石墨化外，生产中将白口铸铁在高温下 退火，也能使渗碳体分解获得石墨。这也是生产可锻铸铁的 方法。 2）影响石墨化的因素 ①化学成分 碳和硅是强烈促进石墨化的元素，而硫、 锰是阻碍石墨化的元素。磷是微弱促进石墨化的元素，但 会使铸铁脆性增大，要严格控制磷的含量。 ②冷却速度 缓慢冷却时碳原子扩散充分，易形成稳定 的石墨，即有利于石墨化。铸造生产中凡影响冷却速度的 因素均对石墨化有影响。如铸件壁越厚，铸型材料的导热 性越差，越有利于石墨化。

11.2.4 影响铸铁结晶的因素
冷却速度的影响 冷速慢有利于按Fe－C相图进行结晶，石墨化 越容易进行。 冷速快有利于 形成白口铁
不同C+Si含量，不同壁厚（冷却速度）铸件的组织
11.3 灰铸铁
概述 灰铸铁中石墨呈片状，断口呈灰色，是使
用最多的铸铁，占铸铁总量的80％以上。 灰铸铁分为：普通灰铁和孕育灰铁－通过孕育 处理，使石墨的片层变细，强度高于普通灰铁 牌号表示：HT100，HT150，HT200 属普通灰铁
11.2.4 影响铸铁结晶的因素
为综合考虑C，Si，P对铸铁组织及石墨化的影 响，引入了两个参量：碳当量和共晶度。
碳当量：把Si，P折合成相当的碳含量 CE＝WC ＋1/3W(Si+P)
共晶度：表示铸铁中碳含量接近共晶碳含量的程度 Sc=WC/[4.3%-1/3W(Si+P)]
Sc=1为共晶 >1为过共晶
球墨铸铁
一、铸铁中碳的分布形式与石墨的形态
2.石墨形态：片状，蟹状，蠕虫状，团絮状，不规则形状，球形
片状
蟹状
球形
蠕虫状
团絮状
二、铸铁的分类
按石墨存在的形式及石墨形态分类
灰口铸铁 C全部或大部分以游离的片状石墨形式存在，断口呈灰色
球墨铸铁 C全部或大部分以游离的球形石墨形式存在
蠕墨铸铁 C全部或大部分以游离的蠕虫状石墨形式存在
球化剂：Mg，稀土－硅铁合金，稀土－ 硅铁－镁合金（应用最广泛）
孕育处理：由于球化处理只能在铁液中 有石墨核心时，才能促进石墨生成球 形，而常用的球化剂都强烈阻碍石墨 化，因此，在球化处理同时，必须进 行孕育处理（石墨化处理），获得球 径小，数量多，圆度好，分布均匀的 球状石墨

• 机械工程材料
2.灰铸铁的热处理 灰铸铁可以进行热处理，但热处理不 会改变石墨的形状大小和分布，对提高铸 铁的力学性能影响不大。所以热处理的主 要作用是消除内应力、稳定铸件的尺寸和 改善切削加工性能。 （1）消除内应力退火 （2）改善切削加工性能的退火 （3）表面淬火
• 机械工程材料
（二）球墨铸铁 球墨铸铁是石墨呈球状的铸铁。是在铁 水中加入一定量的球化剂（Mg和稀土元素） 和少量的孕育剂，进行球化处理。具有良好 的机械性能，综合性能接近于钢。 1.成分、组织、性能与应用 基体组织类型有：铁素体基体、珠光体 类基体（包括淬火加高温回火组织）、珠光 体加铁素体基体、下贝氏体基体、奥氏体加 贝氏体基体、回火马氏体基体。
• 机械工程材料
2.蠕墨铸铁 又称C/V铸铁 代号：RuT，后面的数字是最低抗拉强度。 组织由蠕虫状石墨加基体组成。基体组织一 般为珠光体和铁素体的混合基体。 蠕墨铸铁的综合性能良好，其力学性能介于 球铁和灰铸铁之间。抗拉强度、屈服点、断后 伸长率、弯曲疲劳极限优于灰铸铁，接近于球 铁；而导热性、切削加工性优于球铁
• 机械工程材料 （三）其他铸铁 1.可锻铸铁 是由白口铸铁坯件经石墨化退火而得到的 铸铁，其强度和韧性与球铁相近，而减振性和可加工 性优于球铁，比灰铸铁强度高，具有较高的塑性和韧 性，可锻铸铁不可锻。 可锻铸铁分为黑心可锻铸铁（铁素体可锻铸铁）、 珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁。白心可锻铸铁较少 使用。 可锻铸铁的牌号：黑心可锻铸铁KTH，珠光体可锻 铸铁KTZ；后面的第一组数字为最低抗拉强度值。 第二组数值表示最低断后伸长率。适用于大量生产 的形状比较复杂壁厚在30mm以下的中小零件。
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铸
铁
一.铸铁的成分 常 用 铸 铁 的 成 分 为 ： C=2.5~4.0%， Si=1.0~3.0%，Mn=0.5~1.4%，P=0.01~0.5%， S=0.02~0.20%。 还含有其他一定合金元素，如Cr、Mo、V、 Cu、Al等。

铸铁名词解释铸铁(cast iron)是含碳量在2%以上的铁碳合金，主要用于制造各种铸件和锻件。

铸铁中的碳以片状石墨形态存在，断口呈灰色，称为白口铸铁。

碳、硅含量较高的铸铁，断口呈银白色，称为灰口铸铁。

Zw型铸铁一般用于制造内燃机活塞、曲轴等零件。

这种铸铁应具有高的强度、耐磨性和抗热裂性，一般由铸造生铁(俗称废钢)和石墨组成。

铸铁用途广泛，主要用于制造各种铸件和锻件。

Zw型铸铁的石墨化程度取决于珠光体类型，并与所用铸造生铁中的硫、磷等杂质含量有关。

一般要求铸铁中碳和硅的含量分别不大于2%和1.6%，且其含量不得超过表2-4规定的数值。

铸铁中加入不同数量的硅、锰、硼等合金元素，可获得不同力学性能和物理性能的铸铁。

铸铁中加入钼、磷、铜、铬、镍等合金元素，则具有特殊性能的铸铁。

Zw型铸铁的石墨化程度取决于珠光体类型，并与所用铸造生铁中的硫、磷等杂质含量有关。

一般要求铸铁中碳和硅的含量分别不大于2%和1.6%，且其含量不得超过表2-4规定的数值。

铸铁中加入不同数量的硅、锰、硼等合金元素，可获得不同力学性能和物理性能的铸铁。

灰铸铁应具有足够的塑性，减少其变形时体积的变化。

为保证可能获得良好的减震效果，铸铁中碳、硅的含量应尽量低。

在进行浇注前的准备工作中，必须严格控制铁水温度和保温时间，以便将铁液充满型腔而减少气体和夹渣的产生。

为使铸铁性能符合标准，应对原材料进行严格检查。

Zw型铸铁主要用于制造机器的零部件，如曲轴、凸轮轴、齿轮、气缸套、钢锭模、增压器的壳体等。

其中以机床床身最为重要。

另外，汽缸体、活塞环、刹车盘、齿轮、转子等也是铸铁制品。

还用于铸造生铁锅的底和盖，由于具有强度大、硬度高、耐磨损和不易粘附砂粒等优点，多用于炊事用具和食品加工设备。

铸铁表面粗糙，常作磨料用。

Zw型铸铁用作翻砂工艺原料，特别适用于制造用于铸造发动机、铁路机车和电车的零件。

此外，铸铁还用作炼钢原料和特殊的铸钢添加剂。

碳素结构钢、合金结构钢和不锈耐酸钢都可以通过铸铁来铸造毛坯或精密铸件，有些还可以直接浇铸而无需加工。