第六章鑄鐵ppt課件

1、第六章 鑄 鐵,引 言,鑄鐵：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的一系列由Fe、C、Si組成的合金的總稱。為主要成分且在結(jié)晶過程中具有共晶轉(zhuǎn)變的多元鐵基合金。 化學(xué)成分：C：2.4-4.0；Si：0.6-3.0；Mn：0.2%-1.2%；P:0.1%-1.2%；S：0.008%-0.150%。有時(shí)還特別加入Si、Mn、Cr、Cu等合金元素，以得到特種性能的鑄鐵。如耐磨、耐熱及耐蝕鋼。 特點(diǎn)：鑄造性能優(yōu)良，熔化加工簡單，成本低，耐磨性能、減震性能好。 用途：廣泛用于機(jī)械制造，冶金礦山，石油化工，交通運(yùn)輸?shù)?例如，機(jī)床床身、內(nèi)燃機(jī)的汽缸體、缸套、活塞環(huán)及軸瓦、曲軸等都可用鑄鐵制造,鑄鐵曲軸,鑄鐵泵體,機(jī)蓋

2、,農(nóng)機(jī)車輪上的零部件,球墨鑄鐵及灰鑄鐵齒輪箱體,按化學(xué)成分 普通鑄鐵 合金鑄鐵 強(qiáng)度的不同分 低強(qiáng)度鑄鐵 高強(qiáng)度鑄鐵 按金相組織分 珠光體鑄鐵 鐵素體鑄鐵 工業(yè)生產(chǎn)中通常是按照鑄鐵中碳的存在形式和石墨的形態(tài) 進(jìn)行分類的,鑄鐵的分類,拖拉機(jī)箱體,碳在鑄鐵中除了少量溶于基體外，大部分以是石墨或者碳 化物的形式存在。根據(jù)碳的存在形式及石墨的存在形式， 可將鑄鐵分為： 白口鑄鐵 灰鑄鐵 灰口鑄鐵 可鍛鑄鐵 球墨鑄鐵 蠕墨鑄鐵 麻口鑄鐵,鑄鐵的分類（續(xù),滄州獅子 鑄于1953年，重40余噸,拖拉機(jī)零部件,按石墨存在的形式及石墨形態(tài)分類,白口鑄鐵 C全部或大部分以化合態(tài)的Fe3C形式存在，呈白亮色； 灰鑄

3、鐵 C全部或大部分以游離的片狀石墨形式存在，斷口呈灰色； 可鍛鑄鐵 C全部或大部分以團(tuán)絮狀石墨形式存在，好的韌性，塑性； 球墨鑄鐵 C全部或大部分以游離的球形石墨形式存在； 蠕墨鑄鐵 C全部或大部分以游離的蠕蟲狀石墨形式存在； 麻口鑄鐵 灰口白口鐵的混合組織； 冷硬鑄鐵 鑄鐵表面一定深度是全白口組織，心部是灰口組織，成為冷硬組織,圖6-1 鑄鐵中的石墨形態(tài) a）片狀石墨 b）團(tuán)絮狀石墨 c）球狀石墨 d）蠕蟲狀石墨,6.1鑄鐵的石墨化及其控制,鑄鐵（除白口鐵外）的組織都是由金屬機(jī)體和石墨兩部分組成的。石墨的形態(tài)、大小、數(shù)量和分布狀態(tài)對(duì)鑄鐵的性能有著重要的影響。鑄鐵的石墨形態(tài)和基體組織都與鑄鐵的

4、石墨化過程有關(guān),Fe-Fe3C和Fe-G雙重相圖,Fe3C是亞穩(wěn)相，在一定條件下將發(fā)生分解： Fe3C3Fe+C（石墨） 石墨是碳的單質(zhì)之一，其強(qiáng)度、塑性、韌性幾乎為零。 鑄鐵中的碳除少量固溶于基體中外，主要以化合態(tài)的滲碳體(Fe3C)和游離態(tài)的石墨(G)兩種形式存在,一、鐵碳合金的雙重相圖,按Fe-Fe3C相圖結(jié)晶，得到白口鑄鐵 按Fe-C相圖結(jié)晶的為灰口鑄鐵,實(shí)線為Fe-Fe3C相圖； 虛線為Fe-G相圖,二、鑄鐵的石墨化過程,鑄鐵中石墨的形成過程稱為石墨化過程。石墨既可以直接從液體和奧氏體中析出，也可以通過滲碳體分解獲得?；诣T鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵中的石墨主要是從液相中通過冷卻凝固結(jié)晶過

5、程得到；可鍛鑄鐵中的石墨則是由液體通過冷卻凝固結(jié)晶過程先得到白口組織，然后經(jīng)過長時(shí)間高溫退火使?jié)B碳體分解而得到的。 按照Fe-G相圖分析鐵液由高溫到室溫的冷卻過程，可以將鑄鐵的石墨化過程分為以下三個(gè)階段,從液體中析出一次石墨；由共晶反應(yīng)生成共晶石墨； 奧氏體中析出二次石墨；由共析反應(yīng)生成共析石墨； 共晶轉(zhuǎn)變階段，包括共析轉(zhuǎn)變時(shí)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體+石墨。 從分析鑄鐵石墨化過程可知，在冷卻凝固過程中，高溫 液態(tài)中的碳可以以游離態(tài)石墨或滲碳體兩種方式析出。生 產(chǎn)實(shí)踐也表明，用相同化學(xué)成分的鐵液澆注不同壁厚的鑄 件時(shí)，或采用不同冷速的鑄型時(shí)可得到不同的組織。高溫 鑄鐵按什么方式進(jìn)行結(jié)晶，取決于石墨化過

6、程的熱力學(xué)和 動(dòng)力學(xué)條件,二、鑄鐵的石墨化過程（續(xù),1、熱力學(xué)條件,1.當(dāng)液態(tài)合金溫度1154時(shí)，F(xiàn)L最 低，不發(fā)生任何相變。 2. 1148 液體合金1154 ， 只能發(fā)生LG 3. 液態(tài)合金的溫度1148 ，雖然能形 成萊氏體，但由于液態(tài)金屬與奧氏體 石墨的自有能差更大，有利于生成 G。 鐵結(jié)晶時(shí)，熱力學(xué)條件對(duì)石墨化有利,2、動(dòng)力學(xué)條件,當(dāng)共晶成分液態(tài)鑄鐵合金以較快的冷卻速度過冷到1148 時(shí)，將發(fā)生萊氏體的共晶轉(zhuǎn)變，而不是析出G兩相混合 物，這是由于形成石墨與Fe3C的動(dòng)力學(xué)條件不同,1）由液態(tài)形成石墨的過程是通過石墨的形核和長大進(jìn)行的。 共晶成分的液態(tài)合金的Wc為4.3，滲碳體為6.6

7、7，而 石墨為100，相比滲碳體的與液相的濃度差小，石墨需更大 的濃度起伏條件,因此，從動(dòng)力學(xué)條件看，有利于滲碳體的形成,2、動(dòng)力學(xué)條件（續(xù),2） 石墨的形核與長大，不僅需要考慮碳原子的擴(kuò)散，還 需要Fe原子做反向長距離遷移。因Fe原子擴(kuò)散較慢，故石 墨長大困難。滲碳體的長大，主要依賴碳原子的擴(kuò)散，需 要Fe原子做長距離遷移，長大速度快得多,3） 從晶體結(jié)構(gòu)看，滲碳體晶體結(jié)構(gòu)比石墨更接近液相,三、鑄鐵石墨化的控制,通過控制鑄鐵的石墨化過程可以獲得所需要的組織和性能。鑄鐵的石墨化過程受化學(xué)成分、熔煉條件及鑄造時(shí)的冷卻條件等一系列因素的影響，其中化學(xué)成分和冷卻速度是影響組織和性能的主要因素,鑄鐵中

8、常見的合金元素有：C，Si，Mn，P， S五大元素。 它們對(duì)鑄鐵的石墨化過程和組織均有較大影響,C，Si,強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化，調(diào)整其含量可控制鑄鐵的組織 和性能,1、化學(xué)成分的控制（續(xù),Mn，S,阻礙石墨化，Mn溶于Fe3C中，增加Fe與C的 結(jié)合力，從而阻止石墨化。少量的S就能形成 FeS或MnS，以FeS-Fe共晶形式分布于晶界， 阻礙C原子擴(kuò)散；S可以降低鐵水的流動(dòng)性，惡 化鑄件性能,P,P能促進(jìn)石墨化，作用較小,按合金元素對(duì)石墨化得影響程度的不同，可以將其分為促進(jìn)石墨化元素和阻礙石墨化元素兩大類。 促進(jìn)石墨化的元素依次為Zr、Cu、Ni、Si、C、Al； 阻礙石墨化的元素依次為W、Mn、M

9、o、S、Cr、V、Fe、Mg、B等,1、化學(xué)成分的控制（續(xù),2、冷卻速度的影響,冷速快碳原子來不 及擴(kuò)散，有利于形 成白口鐵，冷速慢 有利于按Fe-C相 圖進(jìn)行結(jié)晶，石墨 化容易進(jìn)行,化學(xué)成分，鑄件壁厚（冷卻速度）對(duì)鑄件組織的影響,鑄造時(shí)的冷卻速度是一個(gè)綜合因素，它與澆注溫度、鑄型材料的導(dǎo)熱能力以及鑄件的壁厚等因素有關(guān)。在鑄鐵生產(chǎn)中，同一鑄件的厚壁處易獲得灰鑄鐵組織，而薄壁處易獲得白口組織,3、石墨的形成及生長機(jī)理,片狀石墨 鑄鐵的凝固過程就是其初生 相和共晶相在鐵液中的形核 及長大過程。液固相轉(zhuǎn)變結(jié) 束后，即形成凝固組織。由 于鑄鐵組織具有二重性和形 態(tài)多樣性，使它的凝固過程 比較復(fù)雜,圖6

10、-5石墨的晶體結(jié)構(gòu),1）、片狀石墨的生長方式,內(nèi) 在 因 素,G為六方點(diǎn)陣層狀結(jié)構(gòu)。層面原子間距小，較 強(qiáng)共價(jià)鍵結(jié)合，層間C原子間距較大，原子作用 力弱。層面方向生長速度就大，石墨是在與鐵 水相接觸的條件下以片狀方式生長的,外 在 因 素,G形成會(huì)導(dǎo)致周圍鐵水C濃度,Si（促進(jìn)A生長） 生成包圍G片的A體殼。但G片端生長速度超過A 結(jié)晶速度, G片端總是和鐵水直接接觸,石墨晶體結(jié)構(gòu),片狀石墨生長機(jī)理,如G片向兩側(cè)加厚生長，須依靠C從鐵水中先擴(kuò)散到A層 再擴(kuò)散到G；而Fe還必須向A層外作反方向擴(kuò)散，顯然是較 難的G片增厚是較慢的.最后形成了立體花朵狀,球狀石墨內(nèi)部的年輪狀結(jié)構(gòu),球狀石墨的結(jié)構(gòu)示意

11、圖,2）球狀G的形成過程 （1）球狀石墨的結(jié)構(gòu),G呈多邊形輪廓，內(nèi)部呈放射 狀。中心是G核心。球面是單 晶體錐形G（0001）底面,2) 球狀G的形成條件,球化劑 Mg/Ce/ Ca/La等,鐵液的過冷度,球化劑與鐵液中氧、硫發(fā)生反應(yīng)，含 氧、硫量，鐵液表面張力， 鐵液/石 墨間的界面張力（球狀石墨生成的必要 條件,球化處理: 澆注前加入一定量球化劑,如Mg、鈰、鑭、鈣、 稀土-鎂系等； 孕育處理: 加入高硅鐵，獲得很多的非自發(fā)晶核，細(xì)化G,3) 球狀石墨的形核機(jī)理,G都是從鐵水中直接析出的。球狀G的形核 以硫化物及氧化物夾雜微粒作為結(jié)晶中心,螺旋位錯(cuò)理論:由于螺旋位錯(cuò)存在，碳原子 優(yōu)先在晶體

12、表面造成的螺旋臺(tái)階旋出口作為開 始生長的最有利位置。理想情況下晶體將長成 一個(gè)近似球狀的多面體，形成年輪狀結(jié)構(gòu)。 生長機(jī)理,有許多學(xué)說,難以完美解釋,4) 球狀石墨的生長機(jī)理,圖 球狀石墨晶體生長示意圖 a)0001方向生長；b)長成球狀多面體,3）蠕蟲狀石墨,形核機(jī)理 在向鐵液中加蠕化劑（如稀土鎂硅合金、稀土鎂鈣鈦鋁合金等）后，石墨會(huì)以蠕蟲狀形態(tài)析出。 蠕墨的形成方式主要有兩種： 一是有片狀石墨轉(zhuǎn)變?yōu)槿淠?二是由球墨畸變長成蠕墨,6.2 灰鑄鐵,灰鑄鐵中石墨呈片狀，斷口呈灰色，是使用最多的鑄鐵， 占鑄鐵總量的80以上,化學(xué) 成分,灰鑄鐵的化學(xué)成分范圍一般為：Wc=2.5%3.6%， Wsi

13、=1.1%2.5%，WMn=0.6%1.2%，Wp0.15%， Ws0.15,組織 特點(diǎn),組織：片狀G+ 金屬基體（F，F(xiàn)+P，P）。石墨形態(tài):有 A、B、C、D、E、F 6種類型，其中A型最好。經(jīng)孕育處 理的灰鑄鐵為孕育鑄鐵。實(shí)際生產(chǎn)，大部分鑄鐵都經(jīng)過孕 育處理,灰鑄鐵 的顯微組 織,a）A型石墨,b)B型石墨,c) C型石墨,d)D型石墨,e) D型石墨,f) F型石墨,圖6-9 片狀石墨的分布類型,二、灰鑄鐵的孕育處理,由于普通灰鐵G片粗大，強(qiáng)度低，從而發(fā)展了孕育鑄鐵。 孕育鑄鐵：在澆鑄前向鐵水中加入少量可以成為G結(jié)晶核心的物質(zhì)（孕育劑），使鑄鐵中片狀石墨細(xì)化，稱為孕育處理，經(jīng)孕育處理的

14、鑄鐵稱為孕育鑄鐵。 孕育劑：Si-Fe合金（75Si），SiCa合金，SiCaRe合金，SiBaCa合金等,硅鐵,硅鈣,孕育鑄鐵的化學(xué)成分一般控制在普通灰鑄鐵和白口鑄鐵之間，孕育后形成數(shù)量較少、細(xì)小且均勻分布在珠光體機(jī)體上的片狀石墨。 孕育鑄鐵與普通鑄鐵相比，壁厚敏感性較小，同一鑄件不同壁厚處的組織性能均勻一致，強(qiáng)度、硬度和耐磨性以及吸收能量、斷后伸長率均得到提高。所以，孕育處理可以應(yīng)用于動(dòng)載荷較小，而靜載荷強(qiáng)度要求較高的重要零件，如缸體、齒輪及機(jī)床鑄件等,二、灰鑄鐵的孕育處理（續(xù),三、灰鑄鐵的牌號(hào)、性能及應(yīng)用,牌號(hào) 意義,有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、 HT3

15、50六個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)。 “HT”表示“灰鐵” ，后面的數(shù)字表示抗拉強(qiáng)度 （不低于, MPa,灰鑄鐵的力學(xué)性能主要取決于機(jī)體組織以及石墨的數(shù)量、形態(tài)、大小及分布特點(diǎn)，主要有以下四個(gè)特點(diǎn),1）抗拉強(qiáng)度低、塑韌性很差,G相當(dāng)于空洞 有效截面積,G片端似裂口 應(yīng)力集中,基體強(qiáng)度不能充分 發(fā)揮，其強(qiáng)度利用率 僅3050%，表現(xiàn)為 b很低，塑性和韌 性幾乎為零,2）缺口敏感性小, 可切削性好,大量G相當(dāng)于已經(jīng)存在了許多缺口,工件的人 為缺口就不太敏感了。 G在機(jī)加工時(shí)可以起到 斷屑和對(duì)刀具潤滑作用可切削性是優(yōu)良的,3）良好的鑄造性,灰鐵成分接近共晶點(diǎn)，鐵水流動(dòng)性好，可鑄 造出形狀復(fù)雜零件。且不易形成縮孔和

16、縮松， 能獲得較致密的鑄件,4）良好的減震性和減摩性,灰鐵內(nèi)部存在大量片狀G，它割裂基體，破 壞連續(xù)性，阻止振動(dòng)傳播，并能轉(zhuǎn)化為熱能而 發(fā)散，因而灰鐵具有很好的減振性。 常用于機(jī)床底座，效果很好,一方面G本身是良好的潤滑劑，另一方面G 脫落后的顯微“口袋”,可以儲(chǔ)存潤滑油和收集微 小麿粒,因此具有良好的減摩性。如機(jī)床導(dǎo)軌,灰鑄鐵的應(yīng)用,制造承受壓力和震動(dòng)的零件，如機(jī)床床身、各種箱體、殼體、泵體、缸體,四、灰鑄鐵的熔煉,沖天爐 感應(yīng)電爐 沖天爐+感應(yīng)電爐雙聯(lián)熔煉爐,灰鑄鐵的熱處理 熱處理只改變基體組織，不改變石墨形態(tài)。 灰鑄鐵強(qiáng)度只有碳鋼的3050%，熱處理強(qiáng)化效果不大。熱處理的目的主要有消除內(nèi)

17、應(yīng)力和白口組織，穩(wěn)定尺寸，提高工件表面的硬度和耐磨性。 灰鑄鐵常用的熱處理有： 去應(yīng)力退火(又稱人工時(shí)效)； 消除白口組織退火 ； 正火； 表面熱處理,6.3球墨鑄鐵,球墨鑄鐵是將鐵液經(jīng)過球化處理，使片狀石墨轉(zhuǎn)化為球狀石墨而獲得的一種鑄鐵。最早使用的球化劑是純鎂。我國由于具有豐富的稀土資源，開發(fā)了稀土鎂球化劑。球墨鑄鐵應(yīng)用廣泛，其產(chǎn)量僅次于灰鑄鐵,一、球墨鑄鐵的成分、組織、性能和用途,成分 特點(diǎn),C：3.6%-3.8% ； Si：2.0%-2.8 ； Mn：0.6%-0.8； P0.1%；S0.07%； Mg0.3%-0.5% (稀土元素)0.02-0.04,為避免白口，并使石墨細(xì)小均勻，在球

18、化處理同時(shí)還進(jìn)行孕育處理。 常用孕育劑為硅鐵和硅鈣合金,組織 特點(diǎn),基體（F、F+P、P）+ 球狀G,球墨鑄鐵的顯微組織,珠光體基體球墨鑄鐵金相組織,鐵素體球墨鑄鐵金相,混合基體球墨鑄鐵金相組織,牌號(hào) 意義,例如QT400-15，QT為球鐵代號(hào)，400 表示抗拉強(qiáng)度不低于400MPa，15表示 伸長率不低于15,強(qiáng)度是碳鋼的7090%。球墨鑄鐵的突出 特點(diǎn)是屈強(qiáng)比(0.2 /b)高,約為0.70.8, 而 鋼一般只有0.30.5,力學(xué) 性能,應(yīng)用,承受震動(dòng)、載荷大的零件，如曲軸、傳 動(dòng)齒輪等,制品(軋輥與輥環(huán),三、球墨鑄鐵的熔煉設(shè)備與灰鑄鐵相似,曲軸,底盤位置示意圖,貝氏體基球墨鑄鐵,球墨鑄鐵

19、管道接口,四、球墨鑄鐵的熱處理,1）退火 高溫石墨化退火 消除游離滲碳體 低溫石墨化退火 消除共析滲碳體 （2）正火 高溫正火 低溫正火 （3）調(diào)質(zhì)處理 獲得索氏體為基體的球墨鑄鐵 （4）等溫淬火處理 得到下B體+少量殘余奧氏體+馬 氏體+球狀石墨。 （5）表面淬火 （6）化學(xué)熱處理 氮化、滲硼和滲硫等,6.4可鍛鑄鐵,是由白口鐵經(jīng)過退火而制得的一種高強(qiáng)度鑄鐵，石墨呈團(tuán) 絮狀的灰口鑄鐵，性能優(yōu)于灰鑄鐵，耐磨性和減震性優(yōu)于 普通碳素鋼，可部分代替碳鋼，合金鋼和有色金屬?？慑?鑄鐵實(shí)際并不能鍛造加工，只是塑性較好而已,一、 可鍛鑄鐵的化學(xué)成分及組織,可鍛鑄鐵的化學(xué)成分(w/,化學(xué)成分特點(diǎn)是，由于C

20、，Si強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化，所以含量不能太高， 加少量孕育劑Al，Bi,可鍛鑄鐵生產(chǎn)分兩個(gè)步驟： 第一步，先鑄造純白口鑄鐵，不允許有石墨出現(xiàn)，否則在隨后的退火中，碳在已有的石墨上沉淀，得不到團(tuán)絮狀石墨； 第二步，進(jìn)行長時(shí)間的石墨化退火處理。將白口鑄鐵加熱到900 960 ，長時(shí)間保溫，使共晶滲碳體分解為團(tuán)絮狀石墨，完成第一階段的石墨化過程。隨后以較快的速度得到鐵素體或者珠光體基體組織的可鍛鑄鐵,兩種可鍛鑄鐵的顯微組織,二、可鍛鑄鐵的牌號(hào)、性能及應(yīng)用,用“可鐵”兩字漢語拼音的第一個(gè)大寫字母“KT”表示， 其 后面的H表示黑心可鍛鑄鐵；Z表示珠光體可鍛鑄鐵；B 表示白心可鍛鑄鐵；符號(hào)后面的兩組數(shù)字分別表

21、示其最 小的抗拉強(qiáng)度和伸長率。如KTH300-06 ，KTZ450-06， TB350-04,1、可鍛鑄鐵的牌號(hào),2、可鍛鑄鐵的性能和應(yīng)用,黑心可鍛鑄鐵,將白口鑄鐵在密封的退火爐中進(jìn)行熱處理，即在中性爐中氣 氛條件下退火時(shí)，共晶滲碳體在高溫下分解為團(tuán)絮狀石墨， 然后通過不同的熱處理工藝，使基體成為鐵素體或者珠光體 組織。這種可鍛鑄鐵因組織中有石墨存在，所以斷面呈暗灰 色，在表層因經(jīng)常有薄的脫碳層而呈亮白色，故稱黑心可鍛 鑄鐵,白心可鍛鑄鐵,在長期氧化性氣氛中退火，發(fā)生氧化脫碳得到的，在完全脫 碳層即表層為鐵素體，心部具有發(fā)亮光澤的組織（珠光體 團(tuán)絮狀石墨），其斷口顏色表層呈黑絨色，心部白色，故

22、稱 白心可鍛鑄鐵,可鍛鑄鐵的生產(chǎn)（補(bǔ)充,白口鑄鐵,石墨化退火,可鍛鑄鐵,黑心可鍛鑄鐵（石墨化可鍛鑄鐵,白心可鍛鑄鐵（脫碳可鍛鑄鐵,KTH300-06 KTZ450-06 KTB350-04,KTH：一、二階段石墨化充分，F(xiàn)+G，表白（脫碳）心黑（團(tuán)絮G），稱黑心,KTZ：一階段石墨化后快冷，P+G，表白（脫碳）心黑（團(tuán)絮G少?），仍稱黑心,KTB：一階段石墨化時(shí)間長脫碳?xì)夥障旅撎紘?yán)重，表白F深，心白P+G（團(tuán)絮G少），統(tǒng)稱白心。生產(chǎn)少,可鍛鑄鐵的石墨化退火（補(bǔ)充,一般可鍛鑄鐵的退火周期長達(dá)6080h。為了縮短退火周期和提高力學(xué)性能，最有效的辦法是孕育處理。 常用的孕育劑元素是Si、B、Bi、A

23、l等。孕育劑的加入一方面能強(qiáng)烈地阻止液體結(jié)晶時(shí)的石墨化過程，防止白口鑄件中出現(xiàn)片狀石墨，另一方面又能在退火過程中形成極大量的石墨化晶核，最終得到具有細(xì)小石墨團(tuán)的可鍛鑄鐵,圖 可鍛鑄鐵的石墨化退火工藝,五、可鍛鑄鐵的性能,組織 特點(diǎn),性能 特點(diǎn),石墨團(tuán)絮狀分布，對(duì)基體割裂和破壞少，石墨 尖端引起的應(yīng)力集中小，因而可鍛鑄鐵力學(xué)性 能比灰鑄鐵高，接近球墨鑄鐵,適宜生產(chǎn)形狀復(fù)雜，薄壁鑄件。 生產(chǎn)周期長（一般退火周期長達(dá)60-80h）、工藝 復(fù)雜、成本高，除了管件及建筑手腳架扣件外， 近年來不少傳統(tǒng)可鍛鑄件逐漸被球墨鑄件所代替,白心可鍛鑄鐵力學(xué)性能差，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，應(yīng)用較少,用于制造形狀復(fù)雜且承受振動(dòng)載

24、荷的薄壁小型件，如汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼、管接頭、低壓閥門等,可鍛鑄鐵的用途,6.5 蠕墨鑄鐵,蠕墨鑄鐵是將鐵液經(jīng)過蠕化劑處理后所得到的一種具有蠕蟲 狀石墨組織的鑄鐵,一、鑄鐵的化學(xué)成分及組織,蠕墨鑄鐵的成分范圍一般為：Wc=3.5%3.9%， Wsi=2.1%2.8%，WMn=0.4%0.8%，Wp0.1%， Ws0.1%。 化學(xué)成分要求與球墨鑄鐵相似，即要求高碳、高 硅、低硫、低磷，并含有一定量的稀土與鎂。 在上述成分的鐵液中加入適量的蠕化劑進(jìn)行蠕化 處理和孕育劑進(jìn)行孕育處理,化學(xué) 成分,球墨鑄鐵的組織特點(diǎn),圖 蠕墨鑄鐵的顯微組織,蠕墨鑄鐵與灰鑄鐵的不同之處在于，灰鑄鐵中片狀石墨的特征是片

25、長而薄，端部較尖，蠕蟲狀石墨的特點(diǎn)是石墨片短而厚，端部較鈍。 組織也是由鋼基體（F、F+P及P）和蠕蟲狀石墨組成,二、蠕墨鑄鐵的牌號(hào)、性能及應(yīng)用,1、蠕墨鑄鐵的牌號(hào),用“RuT”表示蠕墨鑄鐵，后面三位數(shù)字表示其最小抗拉強(qiáng)度值。 如RuT420表示最小抗拉強(qiáng)度為420MPa的蠕墨鑄鐵,2、蠕墨鑄鐵的性能,力學(xué)性能介于相同基體組織的灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間。其強(qiáng)度、韌性、疲勞極限、耐磨性及抗熱疲勞性能都比灰鑄鐵高，接近于鐵素體球墨鑄鐵。導(dǎo)熱性、切削加工性、鑄造性能及減振性等均優(yōu)于球墨鑄鐵，并與灰鑄鐵相近。因此蠕墨鑄鐵是一種具有良好綜合性能的鑄鐵,由于蠕墨鑄鐵的綜合性能好，組織致密，所以它主要應(yīng)用 在一

26、些經(jīng)受熱循環(huán)載荷的鑄件（如鋼錠模、玻璃模具、柴 油機(jī)缸蓋、排氣管、剎車件等）和組織致密零件（如一些 液壓閥的閥體、各種耐壓泵的泵體等）以及一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜 而設(shè)計(jì)又要求高強(qiáng)度的零件,3、蠕墨鑄鐵的應(yīng)用,6.6特殊性能鑄鐵,隨著工業(yè)的發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ阼T鐵性能的要求也越來越高，為滿足高性能的需求，在鑄鐵中添加合金元素成為制取高性能鑄鐵的手段之一。如耐磨鋼、耐熱鋼、耐蝕鋼等，這類鋼一般被稱為特殊性能鋼，也成合金鑄鐵,合金元素的作用主要通過改變鑄鐵組織而改變其性能。如合金元素促進(jìn)珠光體形成并細(xì)化，提高鑄鐵強(qiáng)度和硬度；有些合金元素可以促進(jìn)鐵素體形成使鑄鐵的塑韌性得到改善；或者使鑄鐵基體得到單一奧氏體組織,

27、合金鑄鐵的作用,用于鑄鐵的合金的種類很多，他們的作用和用量也不盡 相同，有些元素可以單獨(dú)加入即可有良好的效果； 有些則需要集中元素共同加入才能達(dá)到改善性能的目的,合金元素對(duì)鑄鐵組織的影響一般發(fā)生在兩個(gè)階段,凝固階段，合金元素影響初生奧氏體的生長、共晶轉(zhuǎn)變 方式以及共晶相的形態(tài)特點(diǎn),固態(tài)相變階段，即由共晶階段結(jié)束到奧氏體轉(zhuǎn)變完成結(jié) 束，在這個(gè)階段，合金元素會(huì)影響奧氏體的轉(zhuǎn)變速率、 轉(zhuǎn)變方式以及所形成的組織特征,一、耐磨合金鑄鐵,耐磨鑄鐵根據(jù)工作條件的不同，可分為減摩鑄鐵和抗磨鑄鐵兩類。 減摩鑄鐵是在有潤滑、受粘著磨損的條件下工作，例如機(jī)床導(dǎo)軌和拖板、發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套和活塞環(huán)、各種滑塊和軸承等，這類鑄

28、鐵希望摩擦系數(shù)要小。 抗磨鑄鐵是在無潤滑、受磨料磨損的條件下工作，例如軋錕、犁鏵、拋丸機(jī)葉片、球磨機(jī)磨球等，這類鑄鐵眼球摩擦系數(shù)要大,進(jìn)一步提高減摩類鑄鐵的耐磨性的途徑主要是合金化和孕育處理，常用的合金元素為Cu、Mo、稀土、Mn、Si、P、Cr、Ti等，常用的孕育劑為硅鐵合金。 目前生產(chǎn)中常用的合金減摩鑄鐵有：高磷鑄鐵、磷銅鈦鑄鐵、鉻鉬銅鑄鐵、鉻銅鑄鐵、鈧銅鑄鐵、銅鈧鈦鑄鐵、稀土鈧鈦鑄鐵等,1、減摩鑄鐵,通常金相組織應(yīng)為萊氏體、貝氏體或馬氏體。 抗磨白口鑄鐵是在普通白口鑄鐵的基礎(chǔ)上加入適量的Cr、Mo、Cu、W、Ni、Mn等合金元素形成。 抗磨白口鑄鐵的牌號(hào)用漢語拼音字母“KmTB”表示，后面為合金元素及其含量?？鼓ヨT鐵包括普通白口鑄鐵、高韌性白口鑄鐵、中錳球磨鑄鐵、高鉻白口鑄鐵、鉻釩鈦開口鑄鐵和激冷鑄鐵等,2、抗磨鑄鐵,二、耐熱鑄鐵,1、鑄鐵的耐