铸铁基础知识与灰铸铁
- 格式：doc
- 大小：97.00 KB
- 文档页数：5
湘西民族职业技术学院备课用纸
第8章（章或课）
课题： 铸铁 讲授节数 6
授课班级 11-5高模具1 11-5高数控1 11-5高数控2 11-5高数控3 11-5高数控4
授课日期 第 周至第 周 第 周至第 周 第 周至第 周 第 周至第 周 第 周至第 周
教学目的要求：掌握铸铁的组织；掌握铸铁的分类；了解影响石墨化的因素；铸铁的组织与性能
的关系；掌握灰铸铁的成分、牌号与用途；掌握可锻铸铁的成分、牌号与用途；掌握球墨铸铁的
成分、牌号与用途；掌握蠕墨铸铁的成分、牌号与用途；掌握合金铸铁的成分、牌号与用途。
教学重点： 1、铸铁的概念及分类；
2、铸铁的石墨化及影响石墨化的因素；
3、铸铁的组织与性能的关系。
教学难点： 1、灰铸铁的成分牌号与用途；
2、可锻、球墨铸铁的成分牌号与用途；
3、蠕墨、合金铸铁的成分、牌号与用途。
教学方法： 讲授法。 教具： 三角板一只。
课
时
安
排 节
次 内 容 总
课
时 其 中
讲授 实验、实习 课堂作业
1 铸铁基础知识与灰铸铁 2 1.5 0.5
2 可锻铸铁与球墨铸铁 2 2 0
3 蠕墨铸铁与合金铸铁 2 1.5 0.5
合 计 6 5 1 湘西民族职业技术学院备课用纸
第1节(每节、每课或连排2课时)
课题：铸铁基础知识与灰铸铁 讲授节数 2节
授课班级 11-5高模具1 11-5高数控1 11-5高数控2 11-5高数控3 11-5高数控4
授课日期 星期 日/ 月 星期 日/ 月 星期 日/ 月 星期 日/ 月 星期 日/ 月
教学目的要求：掌握铸铁的概念及铸铁的分类；了解铸铁的石墨化过程及影响石墨化的因素；掌
握铸铁的组织与性能的关系；掌握灰铸铁的成分与组织；掌握灰铸铁的力学性能；掌握灰铸铁的
牌号与用途。
教学重点： 1、铸铁的分类；
2、铸铁的石墨化；
3、铸铁的组织与性能的关系。
教学难点： 1、灰铸铁的成分与组织；
2、灰铸铁的力学性能；
3、灰铸铁的牌号与用途。
作业布置： 配套习题册 一、1.2.3.4. 二、1.2.3.4.5. 三、1.2.3。
教 具： 三角板一只。
教学过程
转下页 课后小结：铸铁于钢相比，具有优良的铸造性能和切削加工性能，生产成本低廉，且耐压、耐磨和减振等性能具佳，在生产中广泛应用于机械制造、冶金、石油化工、交通、建筑和国防工业各部门。灰铸铁是铸铁中用的最多的。所以今天学习铸铁的分类并了解铸铁的性能是必要的，也是必须的，希望大家认真完成课后作业。 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。
8.1.1 铸铁的分类
1．根据铸铁石墨化程度分
（1）灰口铸铁：即在结晶过程中充分墨化的铸铁，其断口为暗灰色，游离碳全部以石墨状态存在。
（2）白口铸铁：没有石墨化，完全按Fe-Fe3C相图进行结晶而得到的铸铁。
（3）麻口铸铁：石墨化未充分进行，工业上应用少（脆、硬）。
2．根据铸铁中石墨形态分
（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。
8.1.2 铸铁的石墨化
铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。
1. 石墨化的途径
石墨既可以从液体和奥氏体中析出,也可以通过渗碳体分解来获得.灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体中析出；可锻铸铁中的石墨则完全由白口铸铁经长时间退火,由渗碳体分解而得到。
2．影响石墨化的因素
化学成分：随C、Si↑→G核↑，有利于 G 析出；S↑→阻碍 G ，促进白口化，所以严格控制。
冷却速度：V↑→原子来不急扩散，G难以进行；易白口。V小——易得到灰口。所以设计时：合理选择铸件壁厚。
8.1.3 铸铁的组织与性能的关系
铸铁的力学性能主要取决于基体的组织和石墨的形态、数量、大小以及分布状态。其中基体的组织一般可通过不同的热处理加以改变。力学性能：由于石墨对基体有严重割裂，所以铸铁的抗拉强度和塑性都很低。
（1）优良的铸造性能；
（2）良好的切削加性；
（3）优良的耐磨性与减震性；
（4）较低的机械性；
（5）缺口敏感性较低。
8.1.4 灰铸铁的成分与组织
灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁，主要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷，是应用最广的铸铁，其产量占铸铁总产量80%以上。价格便宜，应用广泛，占铸铁总量的80% 。影响灰口铸铁组织和性能的因素：化学成分的影响（主要是控制C、Si含量），冷却速度的影响（冷速越快，越易形成白口铁）。灰铸铁碳量较高（为2.7%~4.0%），可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁；珠光体一铁素体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。
（1）铁素体灰铸铁：在铁素体的基体上分布着多而粗大的石墨片，其强度、硬度差，很少应用。
（2）珠光体灰铸铁：在珠光体的基体上分布着均匀、细小的石墨片，其强度、硬度相对较高，常用于制造床身、机体等重要件。
（3）珠光体—铁素体灰铸铁：在珠光体和铁素体混合的基体上，分布着较为粗大的石墨片，此种铸铁的强度、硬度尽管比前者低，但仍可满足一般机体要求，其铸造性、减震性均佳，且便于熔炼，是应用最广的灰铸铁。
灰铸铁显微组织的不同，实质上是碳在铸铁中存在形式的不同。灰铸铁中的碳有化合碳（Fe3C)和石墨碳所组成。化合碳为0.8%时，属珠光体灰铸铁；化合碳小于0.8%时，属珠光体—铁素体灰铸铁；全部碳都以石墨状态存在时，则为铁素体灰铸铁
8.1.5 灰铸铁的力学性能
灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响，铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大，强度和硬度最低，故应用较少；珠光体基体灰铸铁的石墨片细小，有较高的强度和硬度，主要用来制造较重要铸件；铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大，性能不如珠光体灰铸铁。故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁
8.1.6 灰铸铁的性能和孕育处理
经过孕育处理后的灰铸铁叫做孕育铸铁。孕育剂为硅类合金和碳类合金。其目地是形成非自发晶核，细化石墨，细化组织，提高强度；避免铸件边缘及薄断面出现白口组织，提高组织的均匀性。
8.1.7 灰铸铁的牌号与用途
灰铸铁的牌号由“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。
