十一章 铸铁
铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金。
根据铸铁中石墨形态的不同，铸铁又可分为
1、灰口铸铁 石墨以片状存在于铸铁中；
2、可锻铸铁 石墨以团絮状存在于铸铁中；
3、球墨铸铁 石墨以球状存在于铸铁中
4、蠕墨铸铁 石墨以蠕虫状存在于铸铁中；
一、灰口铸铁的牌号及用途
灰口铸铁的牌号由“灰铁”汉语拼音字母字头“HT”及后面的一组数字组成，数字表示最低抗拉强度。
如：HT200：
用于制造承受较大负荷的零件，如机床的床身、立柱、汽车缸体、缸盖、轮毂、联轴器等。
二、灰口铸铁的热处理
去应力退火
表面淬火
消除铸件白口，降低硬度的退火
三、可锻铸铁、球墨铸铁的牌号及用途
可锻铸铁的牌号及用途
可锻铸铁俗称为玛铁、马钢。
可锻铸铁牌号由三个字母及两组数字组成。前两个字母“KT”
是“可铁”两字的汉语拼音的第一个字母，第三个字母代表可锻铸铁的类别。后面两组数字分别代表最低抗拉强度和伸长率的数值。
例如：KTH300－06：
表示黑心可锻铸铁，其最低抗拉强度为300MPA，最低伸长率为6％。
应用：管道配件，低压阀门等。
球墨铸铁的牌号及用途
①球墨铸铁的牌号是由“球铁”两字汉语拼音的第一个字母“QT”，及两组数字组成。两组数字分别代表最低抗拉强度和伸长率的数值。
例如：QT40018：
表示球墨铸铁，起最低抗拉强度为400MPA，最低伸长率为18％。
②应用：汽车轮毂、离合器壳、拨叉等。
球墨铸铁的热处理
退火、正火、调质。等温淬火。
有色金属及硬质合金
通常把铁及其合金（钢铁）称为黑色金属。黑色金属以外的金属称为有色金属。
四、硬质合金
常用的硬质合金分三类：
1、钨钴类硬质合金
“YG”加数字表示，数字表示钴的百分含量。例如：YG8，
2、钨钴钛类硬质合金
“YT” 加数字表示，数字表示碳化钛的百分含量。例如：YT5。 3、通用硬质合金
铸造知识介绍
铸造：是一种金属材料的成形方法。将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔，凝固后成为具有一定形状和性能的铸件。
铸造方法有砂型铸造和特种铸造，既可用手工单件小批量生产，也可用机械化、自动化生造型方法大量成批生产。
铸造流程：制模——造型——烘干——熔炼——孕育处理——炉前分析——浇注——落砂清理——去浇冒口——铸件检验及缺陷分析——
——车加工
——回炉
铸铁及熔炼
白口铸铁：白口铸铁中的碳全部以渗透碳体（Fe3c）形式存在，因断口呈亮白色。故称白口铸铁，由于有大量硬而脆的Fe3c，白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工。因此，在工业应用方面很少直接使用，只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件，如拔丝模、球磨机铁球等。大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料。
灰口铸铁；铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。断口呈灰色。它具有良好铸造性能、切削加工性好，减磨性，耐磨性好、加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。
灰口铸铁按基体组织不同，分为铁素体基灰口铸铁、珠光体+铁素体基灰口铸铁和珠光体基灰口铸铁三类。
由于灰口铸铁内存在片状石墨，而石墨是一种密度小，强度低、硬度低、塑性和韧性趋于零的组分。它的存在如同在钢的基体上存在大量小缺口，即减少承载面积，又增加裂纹源，所以灰口铸铁强度低、韧性差，不能进行压力加工。为改善其性能，在浇注前在铁水中加入一定量的硅铁，硅钙等孕育剂，使珠光体基体细化，石墨变细小而均匀分布，经过这种孕育处理的铸铁。称为孕育铸铁。
灰口铸铁的牌号、性能组织及用途见下表，国家标准根据直径30mm单铸试棒的抗拉强度，将灰铸铁分为六个牌号。牌号中的“HT”是“灰铁”的汉语拼音的第一个大写字母，其后面的数字表示该牌号灰铸铁的最小抗拉强度。
灰铸铁的牌号及力学性能指标（GB5675-85）
铸铁材质介绍
1、 概述
含碳量在2%以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含碳量为2.5%~3.5%。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。由于片状石墨存在，故耐磨性好。铸造性能和切削加工较好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。其牌号以"HT"后面附两组数字。例如:HT20-40(第一数字表示最低抗拉强度，第二组数字表示最低抗弯强度)。
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。碳全部或大部分以自由状态的球状石墨存在，断口成银灰色。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。其牌号以"QT"后面附两组数字表示，例如:QT45-5(第一组数字表示最低抗拉强度，第二组数字表示最低延伸率)。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合金铸铁件。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。
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1 / 1 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。
