金屬工藝學(xué)02篇02章

1、1金屬工藝學(xué)第二篇第二章第二篇第二章 常用合金鑄件生產(chǎn)常用合金鑄件生產(chǎn) 第一節(jié)第一節(jié) 鑄鐵件生產(chǎn)鑄鐵件生產(chǎn) 鑄鐵是含碳量大于鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳合金。碳在鐵碳合金中的的鐵碳合金。碳在鐵碳合金中的存在形式有滲碳體和石墨，是重要的鑄造合金。存在形式有滲碳體和石墨，是重要的鑄造合金。 實(shí)際生產(chǎn)中，由于鑄鐵材料具有優(yōu)良的鑄造性能，且資源實(shí)際生產(chǎn)中，由于鑄鐵材料具有優(yōu)良的鑄造性能，且資源豐富，冶煉方便，價(jià)格低廉，鑄鐵件占鑄造中相當(dāng)大的份豐富，冶煉方便，價(jià)格低廉，鑄鐵件占鑄造中相當(dāng)大的份額。額。 Fe-C合金狀態(tài)圖中的鐵叫做生鐵（又叫白口鑄鐵），合金狀態(tài)圖中的鐵叫做生鐵（又叫白口鑄鐵），又硬又

2、脆，不能直接使用，只能煉鋼或者作為可鍛鑄鐵的又硬又脆，不能直接使用，只能煉鋼或者作為可鍛鑄鐵的原材料。原材料。 經(jīng)過經(jīng)過石墨化石墨化的鐵叫的鐵叫鑄鐵鑄鐵，一般指灰口鑄鐵，根據(jù)，一般指灰口鑄鐵，根據(jù)石墨石墨形式形式的不同，（灰口）鑄鐵可分為：的不同，（灰口）鑄鐵可分為： 1. 灰鑄鐵：灰鑄鐵：HT，片狀石墨，機(jī)，片狀石墨，機(jī)，成本，成本 2. 球墨鑄鐵：球墨鑄鐵：QT，球狀石墨，機(jī)，球狀石墨，機(jī)，成本，成本 3. 可鍛鑄鐵：可鍛鑄鐵：KT，團(tuán)狀石墨，機(jī)，團(tuán)狀石墨，機(jī)，成本，成本 4. 蠕墨鑄鐵：蠕墨鑄鐵：RuT, 蠕蟲狀石墨，機(jī)蠕蟲狀石墨，機(jī)，成本，成本碳在鋼中存在的形式：碳在鋼中存在的形式：化

3、合態(tài)化合態(tài) Fe3C固溶態(tài)固溶態(tài)游離態(tài)游離態(tài) ：石墨：石墨G石墨的晶體結(jié)構(gòu)石墨的晶體結(jié)構(gòu) 一、一、 一、灰鑄鐵一、灰鑄鐵 指具有片狀石墨的鑄鐵，是應(yīng)用最廣的鑄鐵指具有片狀石墨的鑄鐵，是應(yīng)用最廣的鑄鐵,占占80%以上。以上。 1、灰鑄鐵的性能、灰鑄鐵的性能 顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）和片狀石墨組成，相當(dāng)于在純鐵或鋼顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）和片狀石墨組成，相當(dāng)于在純鐵或鋼的基體上嵌入了大量的基體上嵌入了大量石墨片石墨片?；诣T鐵的顯微組織 一、灰鑄鐵一、灰鑄鐵 （1）機(jī)械性能：）機(jī)械性能：由于石墨的存在由于石墨的存在,減少承載面積，有應(yīng)減少承載面積，有應(yīng)力集中，力集中，抗拉強(qiáng)度

4、和彈性模量低，塑性、韌性差，是脆性抗拉強(qiáng)度和彈性模量低，塑性、韌性差，是脆性材料材料。 1、灰鑄鐵的性能、灰鑄鐵的性能 一、灰鑄鐵一、灰鑄鐵 （2）工藝性能：不能鍛壓和沖壓；焊接性能差；）工藝性能：不能鍛壓和沖壓；焊接性能差；鑄造性良好；切削加工性好。鑄造性良好；切削加工性好。 （3）優(yōu)良的減震性：石墨對(duì)機(jī)械振動(dòng)起緩沖作用，阻止振動(dòng)能量的傳播。）優(yōu)良的減震性：石墨對(duì)機(jī)械振動(dòng)起緩沖作用，阻止振動(dòng)能量的傳播。 （4）耐磨性好：石墨本身是一種良好的潤滑劑，而石墨剝落后又可使金屬基體形成）耐磨性好：石墨本身是一種良好的潤滑劑，而石墨剝落后又可使金屬基體形成儲(chǔ)存潤滑油的凹坑。儲(chǔ)存潤滑油的凹坑。 （5）缺

5、口敏感性?。河捎谑菇饘倩w形成了大量缺口，因此，外來缺口對(duì)灰鑄）缺口敏感性小：由于石墨使金屬基體形成了大量缺口，因此，外來缺口對(duì)灰鑄鐵的疲勞強(qiáng)度影響甚微。鐵的疲勞強(qiáng)度影響甚微。石墨片越圓整、越細(xì)小、分布越均勻石墨片越圓整、越細(xì)小、分布越均勻,則對(duì)基體割裂作用越小。則對(duì)基體割裂作用越小。 1、灰鑄鐵的性能、灰鑄鐵的性能 2、影響鑄鐵組織和性能的因素、影響鑄鐵組織和性能的因素 鑄鐵的組織和性能與鑄鐵的組織和性能與石墨化石墨化程度緊密相關(guān)。程度緊密相關(guān)。鑄鐵的基體通常有：鐵素體灰口鑄鐵、鐵素體鑄鐵的基體通常有：鐵素體灰口鑄鐵、鐵素體珠光體灰口鑄鐵、珠光體灰口珠光體灰口鑄鐵、珠光體灰口鑄鐵。鑄鐵。

6、鑄鐵的石墨化：鑄鐵的石墨化：碳以石墨的形式析出的過程。通常是石墨化過程充分與否，會(huì)得到不同基體的鑄碳以石墨的形式析出的過程。通常是石墨化過程充分與否，會(huì)得到不同基體的鑄鐵組織。鐵組織。石墨化程度越高，石墨數(shù)量越多，基體中珠光體含量下降，因此，石墨化程度越高，石墨數(shù)量越多，基體中珠光體含量下降，因此，石墨化石墨化程度決程度決定了定了鑄鐵的組織。鑄鐵的組織。C是形成石墨的元素，是形成石墨的元素，Si是促進(jìn)形成石墨的元素。通常是促進(jìn)形成石墨的元素。通常C%、和、和Si% 越高，越高，越容易石墨化。越容易石墨化。石墨化過程分為三個(gè)階段石墨化過程分為三個(gè)階段 第一階段石墨化第一階段石墨化 鑄鐵液體結(jié)晶出

7、鑄鐵液體結(jié)晶出一次石墨（過共晶鑄鐵）和在一次石墨（過共晶鑄鐵）和在1154（ECF線）通過共晶反應(yīng)線）通過共晶反應(yīng)形成共晶石墨。形成共晶石墨。 LC AE+ G(共晶）共晶） 第二階段石墨化第二階段石墨化 在在1154738溫度范圍內(nèi)奧氏體沿溫度范圍內(nèi)奧氏體沿ES線析出二線析出二次石墨。次石墨。 第三階段石墨化第三階段石墨化 在在738 （PSK線）通過共析反應(yīng)析出共析石墨。線）通過共析反應(yīng)析出共析石墨。 AEFFP P + G(共析）共析） 合金元素合金元素化學(xué)成分化學(xué)成分促進(jìn)石墨化促進(jìn)石墨化的元素（的元素（C、Si、Al、Cu、Ni、Co等）等）阻礙石墨化阻礙石墨化的元素（的元素（Cr、W

8、、Mo、V、Mn、S等）。等）。 一般來說，碳化物形成元素阻礙石墨化，非碳化物一般來說，碳化物形成元素阻礙石墨化，非碳化物形成元素促進(jìn)石墨化，其中以形成元素促進(jìn)石墨化，其中以碳和硅最強(qiáng)烈碳和硅最強(qiáng)烈。生產(chǎn)中，。生產(chǎn)中，調(diào)整碳、硅含量，是控制鑄鐵組織和性能的基本措施。調(diào)整碳、硅含量，是控制鑄鐵組織和性能的基本措施。 實(shí)際生產(chǎn)中主要依靠調(diào)整實(shí)際生產(chǎn)中主要依靠調(diào)整Si元素含量。元素含量。影響石墨化的主要因素影響石墨化的主要因素（2）冷卻速度）冷卻速度石墨化是靠原子擴(kuò)散進(jìn)行的，需要溫度和時(shí)間。石墨化是靠原子擴(kuò)散進(jìn)行的，需要溫度和時(shí)間。減小冷卻速度減小冷卻速度可以促進(jìn)石墨化，易得到粗大的石墨片和鐵素體基

9、體可以促進(jìn)石墨化，易得到粗大的石墨片和鐵素體基體 - 灰口鑄鐵；灰口鑄鐵；增大冷卻速度增大冷卻速度則阻礙石墨化，此時(shí)只有部分碳以細(xì)石墨片析出，而另則阻礙石墨化，此時(shí)只有部分碳以細(xì)石墨片析出，而另一部分碳則以滲碳體析出，得到白口鑄鐵，珠光體基體。一部分碳則以滲碳體析出，得到白口鑄鐵，珠光體基體。相同化學(xué)成分的鑄鐵，若冷卻速度不同，其組織和性能也不同。冷卻速相同化學(xué)成分的鑄鐵，若冷卻速度不同，其組織和性能也不同。冷卻速度主要取決于度主要取決于鑄型材料鑄型材料和和壁厚壁厚。鑄件的壁厚鑄件的壁厚，冷卻速度，冷卻速度；鑄型材料鑄型材料：導(dǎo)熱能力：導(dǎo)熱能力 ，冷卻速度，冷卻速度（金屬型大于砂型）（金屬型大

10、于砂型）影響石墨化的主要因素影響石墨化的主要因素圖圖 三角試件不同冷卻速度下的組織三角試件不同冷卻速度下的組織p鑄型鑄型材料導(dǎo)熱能力影響冷卻速度；材料導(dǎo)熱能力影響冷卻速度；p壁厚壁厚影響冷卻速度，壁越薄則冷影響冷卻速度，壁越薄則冷卻速度卻速度，越不利于石墨化。，越不利于石墨化。鑄鐵組織示意圖鑄鐵組織示意圖 3.灰鐵的孕育處理灰鐵的孕育處理 普通灰鑄鐵石墨呈粗大的片狀，力學(xué)性能差。普通灰鑄鐵石墨呈粗大的片狀，力學(xué)性能差。 目的：提高力學(xué)性能，提高斷面均勻性。目的：提高力學(xué)性能，提高斷面均勻性。 方法：向鐵水中加入孕育劑。方法：向鐵水中加入孕育劑。 （含硅量為（含硅量為75%75%的硅鐵合金）的硅

11、鐵合金） 作用：細(xì)化石墨，避免鑄件表層出現(xiàn)白口。作用：細(xì)化石墨，避免鑄件表層出現(xiàn)白口?；诣T鐵的生產(chǎn)特點(diǎn)：灰鑄鐵的生產(chǎn)特點(diǎn)：灰鑄鐵通常是沖天爐內(nèi)熔煉，不灰鑄鐵通常是沖天爐內(nèi)熔煉，不需進(jìn)行爐前處理，直接澆注。需進(jìn)行爐前處理，直接澆注?；诣T鐵的澆注溫度較低（灰鑄鐵的澆注溫度較低（1200-1350），因而對(duì)型砂的要求比鑄鋼），因而對(duì)型砂的要求比鑄鋼低，一般多采用濕型來鑄造。低，一般多采用濕型來鑄造。不需要不需要熱處理。熱處理。提高和改善灰口鑄鐵提高和改善灰口鑄鐵性能的途徑性能的途徑改善基體組織改善基體組織改變石墨形態(tài)、數(shù)量、大小和分布改變石墨形態(tài)、數(shù)量、大小和分布 粗大的片狀石墨是普通灰口鑄鐵力學(xué)性

12、能差的原因之一，晶粒粗大說明結(jié)晶時(shí)粗大的片狀石墨是普通灰口鑄鐵力學(xué)性能差的原因之一，晶粒粗大說明結(jié)晶時(shí)間太長，同時(shí)形成的晶核太少。間太長，同時(shí)形成的晶核太少。 因此，可以通過工藝手段因此，可以通過工藝手段使石墨片變得細(xì)小、均勻使石墨片變得細(xì)小、均勻。 （1）限制石墨晶核過早生成）限制石墨晶核過早生成-盡量降低原鐵水含碳量，盡量降低原鐵水含碳量，同時(shí)適當(dāng)降低硅含量；此時(shí)易生成滲碳體，得到珠光體基同時(shí)適當(dāng)降低硅含量；此時(shí)易生成滲碳體，得到珠光體基體。但易形成白口或麻口體。但易形成白口或麻口; （2）因此在澆注前的鐵水中加硅鐵或硅鈣合金，產(chǎn)生大量的人工晶核，促進(jìn)）因此在澆注前的鐵水中加硅鐵或硅鈣合金

13、，產(chǎn)生大量的人工晶核，促進(jìn)石墨形核和結(jié)晶。石墨形核和結(jié)晶。方法方法思路思路u孕育劑是含孕育劑是含Si量為量為75%的硅鐵的硅鐵，將熔煉出的鐵水在澆鑄前加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為將熔煉出的鐵水在澆鑄前加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.2%0.7%的孕育劑，孕育劑在鐵水中形成大量彌散的石墨結(jié)晶核心，使石墨化作用顯著提的孕育劑，孕育劑在鐵水中形成大量彌散的石墨結(jié)晶核心，使石墨化作用顯著提高，從而得到在細(xì)珠光體上均勻分布著細(xì)片狀石墨的組織。高，從而得到在細(xì)珠光體上均勻分布著細(xì)片狀石墨的組織。選用碳、硅量低的鐵水：原鐵水含碳量越低，石墨越細(xì)小，鑄鐵的強(qiáng)度、硬度選用碳、硅量低的鐵水：原鐵水含碳量越低，石墨越細(xì)小，鑄鐵的強(qiáng)度、硬度就

14、越高。就越高?；铱阼T鐵的灰口鑄鐵的孕育處理孕育處理是提高和改善灰口鑄鐵的性能的途徑行之有效的方法。是提高和改善灰口鑄鐵的性能的途徑行之有效的方法?；铱阼T鐵的孕育處理方法：灰口鑄鐵的孕育處理方法： 孕育鑄鐵石墨仍為片狀，塑形、韌性仍很低，本質(zhì)仍屬灰口鑄鐵。另外，含孕育鑄鐵石墨仍為片狀，塑形、韌性仍很低，本質(zhì)仍屬灰口鑄鐵。另外，含碳、硅量低，澆注溫度高，收縮大，有時(shí)要冒口補(bǔ)縮，鑄造性能比普通灰口鑄鐵碳、硅量低，澆注溫度高，收縮大，有時(shí)要冒口補(bǔ)縮，鑄造性能比普通灰口鑄鐵差，工藝較復(fù)雜。差，工藝較復(fù)雜。 4.灰鐵的分類及牌號(hào)灰鐵的分類及牌號(hào) 分類分類 牌號(hào)牌號(hào) 基體組織基體組織 機(jī)械性能機(jī)械性能 HT

15、100 F 低低 普通灰鐵普通灰鐵 HT150 F+P 中中 HT200 P 較高較高 HT250 P 較高較高 孕育鑄鐵孕育鑄鐵 HT300 P 高高 HT350 P 高高 鑄鐵的鑄鐵的機(jī)械性能機(jī)械性能取決于：取決于： 1）基體基體的機(jī)械性能的機(jī)械性能 2）石墨石墨的數(shù)量、粗細(xì)、形狀及是否均勻分布的數(shù)量、粗細(xì)、形狀及是否均勻分布HT+三位數(shù)字-最低抗拉強(qiáng)度 二、二、 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 KT （瑪鐵瑪鐵、延性鑄鐵、展性鑄鐵、延性鑄鐵、展性鑄鐵 ，塑性較好，塑性較好，但仍不可鍛但仍不可鍛） 可鍛鑄鐵是由可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵白口鑄鐵通過石墨化退火處理得到的通過石墨化退火處理得到的一種高強(qiáng)鑄鐵一種高

16、強(qiáng)鑄鐵。碳原子聚集形成團(tuán)絮狀石墨。碳原子聚集形成團(tuán)絮狀石墨。 它有較高的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性，可以部分代替碳鋼?？慑戣T鐵它有較高的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性，可以部分代替碳鋼?？慑戣T鐵依靠石墨化退火獲得。依靠石墨化退火獲得。 種類：按退火方法不同種類：按退火方法不同 黑心可鍛鑄鐵黑心可鍛鑄鐵(KTH，鐵素體基體鐵素體基體)- 最常用最常用 珠光體可鍛鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵(KTZ) 白心可鍛鑄鐵白心可鍛鑄鐵(KTB，很少用，很少用)。 牌號(hào)：牌號(hào)：KTH300-06， 用用KTH表示，后面用數(shù)字分別表示其表示，后面用數(shù)字分別表示其 最抵抗拉強(qiáng)度和伸長率。最抵抗拉強(qiáng)度和伸長率。 性能特征：性能特征： 石墨

17、呈團(tuán)絮狀，對(duì)基體的割裂作用大大減輕，應(yīng)力集中也明顯石墨呈團(tuán)絮狀，對(duì)基體的割裂作用大大減輕，應(yīng)力集中也明顯降低。強(qiáng)度高降低。強(qiáng)度高b=300-400MPa，塑性，塑性(12%)和韌性和韌性(k 30J/cm2)好。好。不再是脆性材料，但仍不可鍛；不再是脆性材料，但仍不可鍛； 石墨化退火石墨化退火周期長周期長，40-70h； 鑄件小，壁薄，鑄件成本高。鑄件小，壁薄，鑄件成本高。 硬度珠光體可鍛鑄鐵較低。硬度珠光體可鍛鑄鐵較低。 課本表課本表2-4為黑心可鍛鑄鐵的牌號(hào)、性能及用途。為黑心可鍛鑄鐵的牌號(hào)、性能及用途。 可鍛鑄鐵常用來制造形狀復(fù)雜、承受沖擊和振動(dòng)載荷的可鍛鑄鐵常用來制造形狀復(fù)雜、承受沖擊

18、和振動(dòng)載荷的零件零件，如汽車拖拉機(jī)的后橋外殼、管接頭、低壓閥門等。這，如汽車拖拉機(jī)的后橋外殼、管接頭、低壓閥門等。這些零件用鑄鋼生產(chǎn)時(shí)，因鑄造性不好，工藝上困難較大；而些零件用鑄鋼生產(chǎn)時(shí)，因鑄造性不好，工藝上困難較大；而用灰口鑄鐵時(shí)，又存在性能不能滿足要求的問題。與球墨鑄用灰口鑄鐵時(shí)，又存在性能不能滿足要求的問題。與球墨鑄鐵相比，可鍛鑄鐵具有成本低、質(zhì)量穩(wěn)定、鐵水處理簡(jiǎn)單、鐵相比，可鍛鑄鐵具有成本低、質(zhì)量穩(wěn)定、鐵水處理簡(jiǎn)單、容易組織流水生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。尤其對(duì)于薄壁件，若采用球墨鑄容易組織流水生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。尤其對(duì)于薄壁件，若采用球墨鑄鐵易生成白口，需要進(jìn)行高溫退火，采用可鍛鑄鐵更為適宜。鐵易生成白口，

19、需要進(jìn)行高溫退火，采用可鍛鑄鐵更為適宜。(2)可鍛鑄鐵的用途可鍛鑄鐵的用途(3)可鍛鑄鐵的生產(chǎn)和熱處理（了解）可鍛鑄鐵的生產(chǎn)和熱處理（了解） 第一步，第一步，低碳、低硅的鐵水，先鑄造純白口鑄鐵，不允許低碳、低硅的鐵水，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)絮狀石墨淀，得不到團(tuán)絮狀石墨第二步，第二步，進(jìn)行進(jìn)行長時(shí)間長時(shí)間的石墨化退火處理的石墨化退火處理 將白口鑄鐵加熱到將白口鑄鐵加熱到900 960 ，長時(shí)間保溫，使共晶，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。隨滲碳體分

20、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（后以較快的速度（100 /h）冷卻通過共析轉(zhuǎn)變溫度區(qū)，得到）冷卻通過共析轉(zhuǎn)變溫度區(qū)，得到珠光體基體的可鍛鑄鐵。若第一階段石墨化保溫后慢冷，使珠光體基體的可鍛鑄鐵。若第一階段石墨化保溫后慢冷，使奧氏體中的碳充分析出，完成第二階段石墨化，并在冷至奧氏體中的碳充分析出，完成第二階段石墨化，并在冷至720 760 后繼續(xù)保溫，使共析滲碳體充分分解，完成第三階后繼續(xù)保溫，使共析滲碳體充分分解，完成第三階段石墨化，在段石墨化，在650 700 出爐冷卻至室溫，可以得到鐵素出爐冷卻至室溫，可以得到鐵素體基體的可鍛鑄鐵。體基體的可鍛鑄鐵。石墨化退火過

21、程石墨化退火過程三、球墨鑄鐵三、球墨鑄鐵 QT 球墨鑄鐵的顯微組織是由球狀石墨和鋼的基體所組成。球墨鑄鐵的顯微組織是由球狀石墨和鋼的基體所組成。在鑄態(tài)下，金屬基體通常是鐵素體在鑄態(tài)下，金屬基體通常是鐵素體- -珠光體的混合組織，鐵素珠光體的混合組織，鐵素體位于石墨球周圍呈現(xiàn)體位于石墨球周圍呈現(xiàn)“牛眼狀牛眼狀”。通過熱處理還可以得到。通過熱處理還可以得到鐵素體基體、珠光體基體或下貝氏體基體的球鐵。目前，人鐵素體基體、珠光體基體或下貝氏體基體的球鐵。目前，人們已經(jīng)通過各種工藝手段在鑄態(tài)下直接獲得鐵素體或珠光體們已經(jīng)通過各種工藝手段在鑄態(tài)下直接獲得鐵素體或珠光體基體，使球墨鑄鐵的生產(chǎn)周期縮短，成本降

22、低。基體，使球墨鑄鐵的生產(chǎn)周期縮短，成本降低。 a a）F F球鐵球鐵250 x 250 x b)F+Pb)F+P球鐵球鐵250 x 250 x c)Pc)P球鐵球鐵200 x 200 x d)Bd)B下下球鐵球鐵500 x500 x 圖圖 球墨鑄鐵的顯微組織球墨鑄鐵的顯微組織 由于球狀石墨對(duì)基體的割裂作用小，從而使基體強(qiáng)度的由于球狀石墨對(duì)基體的割裂作用小，從而使基體強(qiáng)度的利用率從灰鑄鐵的利用率從灰鑄鐵的30%30%50%50%提高到提高到70%70%90%90%，其力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)，其力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過灰鑄鐵，超過灰鑄鐵，抗拉強(qiáng)度可與鋼媲美抗拉強(qiáng)度可與鋼媲美，塑性、韌性明顯提高，尤，塑性、韌性明顯

23、提高，尤其是屈強(qiáng)比（其是屈強(qiáng)比（0.20.2/b b）高，更增加了使用的可靠性。）高，更增加了使用的可靠性。 鑄造性能：良好鑄造性能：良好 減震性、切削加工性能：良好減震性、切削加工性能：良好 耐磨性好：優(yōu)于表面淬火鋼耐磨性好：優(yōu)于表面淬火鋼 鑄造工藝比鑄鋼簡(jiǎn)便，比鑄鋼成本低。鑄造工藝比鑄鋼簡(jiǎn)便，比鑄鋼成本低。（1）性能特點(diǎn)）性能特點(diǎn) 球墨鑄鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能和用途見書中表球墨鑄鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能和用途見書中表2-52-5，其中，其中“QTQT”表示表示“球鐵球鐵”二字的漢語拼音字頭，后面的兩組數(shù)字二字的漢語拼音字頭，后面的兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強(qiáng)度和最小伸長率數(shù)值。分別表示最低抗拉強(qiáng)度和最

24、小伸長率數(shù)值。（2）牌號(hào)）牌號(hào) 機(jī)械性能 牌號(hào)基體bMPa0.2MPa5%akkJ/m2HB應(yīng) 用 舉 例QT400-17鐵素體40025017600179 汽車、拖拉機(jī)床底盤零件；16-64大氣壓閥門的閥體、閥蓋QT420-10鐵素體42027010300207QT500-5鐵素體+球光體5003505147241 機(jī)油泵齒輪QT600-2球光體60042022297302 柴油機(jī)、汽油機(jī)曲軸；磨床、銑床、車床的主軸；空壓機(jī)、冷凍機(jī)缸體、缸套QT700-2球光體70049022297302QT800-2球光體80056022417321QT1200-1下貝氏體1200840130038HRC

25、 汽車、拖拉機(jī)傳動(dòng)齒輪球墨鑄鐵的牌號(hào)和機(jī)械性能球墨鑄鐵的牌號(hào)和機(jī)械性能 （3）生產(chǎn)過程及特點(diǎn)）生產(chǎn)過程及特點(diǎn)鐵水出爐鐵水出爐球化處理球化處理 孕育處理孕育處理 澆注鑄件澆注鑄件 熱處理熱處理 低低S、P 稀土稀土Mg合金合金 硅鐵粉硅鐵粉 鋼的基體鋼的基體+G球球 進(jìn)一步進(jìn)一步（優(yōu)質(zhì)鐵水）（優(yōu)質(zhì)鐵水） G球球 細(xì)化細(xì)化G 退火、正火、淬火等退火、正火、淬火等化學(xué)成分：化學(xué)成分：高高C（3.64.0%4.0%），低），低S、P溫度：鐵水出爐時(shí)溫度：鐵水出爐時(shí)溫度要高溫度要高，1400以上以上鑄造工藝：流動(dòng)性差，提高澆注溫度；鑄型剛度要大（石墨球膨脹），鑄造工藝：流動(dòng)性差，提高澆注溫度；鑄型剛度要

26、大（石墨球膨脹）， 采用冒口補(bǔ)縮；擋渣措施等。采用冒口補(bǔ)縮；擋渣措施等。 （4）應(yīng)用）應(yīng)用 珠光體型球墨鑄鐵珠光體型球墨鑄鐵柴油機(jī)的曲軸、連桿、齒輪；機(jī)床主軸、蝸輪、柴油機(jī)的曲軸、連桿、齒輪；機(jī)床主軸、蝸輪、蝸桿；軋鋼機(jī)的軋輥；水壓機(jī)的工作缸、缸套、活塞等。蝸桿；軋鋼機(jī)的軋輥；水壓機(jī)的工作缸、缸套、活塞等。 鐵素體型球墨鑄鐵鐵素體型球墨鑄鐵受壓閥門、機(jī)器底座、汽車后橋殼等。受壓閥門、機(jī)器底座、汽車后橋殼等。 蠕墨鑄鐵是一種新型高強(qiáng)鑄鐵材料。它的強(qiáng)度接近于球墨蠕墨鑄鐵是一種新型高強(qiáng)鑄鐵材料。它的強(qiáng)度接近于球墨鑄鐵，并且有一定的韌性、較高的耐磨性；同時(shí)又有和灰口鑄鑄鐵，并且有一定的韌性、較高的耐磨

27、性；同時(shí)又有和灰口鑄鐵一樣的良好的鑄造性能和導(dǎo)熱性。鐵一樣的良好的鑄造性能和導(dǎo)熱性。 蠕墨鑄鐵的石墨具有介于片狀和球狀之間的中間形態(tài)，在蠕墨鑄鐵的石墨具有介于片狀和球狀之間的中間形態(tài)，在光學(xué)顯微鏡下為互不相連的短片，與灰口鑄鐵的片狀石墨類似。光學(xué)顯微鏡下為互不相連的短片，與灰口鑄鐵的片狀石墨類似。所不同的是，其石墨片的長厚比較小，端部較鈍。所不同的是，其石墨片的長厚比較小，端部較鈍。四、蠕墨鑄鐵四、蠕墨鑄鐵四、蠕墨鑄鐵四、蠕墨鑄鐵 牌號(hào)：牌號(hào)： “RuT+數(shù)字?jǐn)?shù)字”，其后的數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。，其后的數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。 例如：例如：RuT420 、RuT340、RuT260等等2. 性能

28、：性能：介于灰鐵與球鐵之間，鑄造工藝性能比球鐵好介于灰鐵與球鐵之間，鑄造工藝性能比球鐵好3. 生產(chǎn)：生產(chǎn)：灰口鐵水灰口鐵水 + 蠕化劑蠕化劑 +孕育劑孕育劑 蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵4. 應(yīng)用：應(yīng)用：重型機(jī)床，大型柴油機(jī)機(jī)體，缸蓋（厚度敏感性比灰鐵低）重型機(jī)床，大型柴油機(jī)機(jī)體，缸蓋（厚度敏感性比灰鐵低） 鋼錠模、金屬型等（導(dǎo)熱性、耐熱疲勞性高于球鐵。）鋼錠模、金屬型等（導(dǎo)熱性、耐熱疲勞性高于球鐵。）第二節(jié)第二節(jié) 鑄鑄鋼鋼件生產(chǎn)件生產(chǎn) 鑄鋼比鑄鐵強(qiáng)度高，韌性好，適于制造承受重載荷鑄鋼比鑄鐵強(qiáng)度高，韌性好，適于制造承受重載荷的重要零件，但鑄造性能差、生產(chǎn)成本高，其應(yīng)用不如的重要零件，但鑄造性能差、生產(chǎn)成本

29、高，其應(yīng)用不如鑄鐵廣泛。鑄鐵廣泛。 近年來，爐外精煉技術(shù)可提高鋼液的純凈度近年來，爐外精煉技術(shù)可提高鋼液的純凈度和鋼的強(qiáng)度，控制鑄鋼的結(jié)晶過程，改善鑄態(tài)組織。合和鋼的強(qiáng)度，控制鑄鋼的結(jié)晶過程，改善鑄態(tài)組織。合金鑄鋼的應(yīng)用日益增多，形成鑄鐵和鑄鋼在應(yīng)用方面的金鑄鋼的應(yīng)用日益增多，形成鑄鐵和鑄鋼在應(yīng)用方面的互為補(bǔ)充?；檠a(bǔ)充。 鑄造鑄鋼中約占鑄鋼總產(chǎn)量的鑄造鑄鋼中約占鑄鋼總產(chǎn)量的8080以上。鑄鋼牌號(hào)中以上。鑄鋼牌號(hào)中“ZGZG”表示鑄鋼，后面兩組數(shù)字分別表示屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度表示鑄鋼，后面兩組數(shù)字分別表示屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度值。值。表表2-62-6為鑄鋼的牌號(hào)、化學(xué)成分、力學(xué)性能及用途。其為鑄鋼的牌號(hào)

30、、化學(xué)成分、力學(xué)性能及用途。其中，中碳鋼中，中碳鋼0.25%w0.25%wc c0.60%0.60%（ZG230ZG230450450至至ZG310ZG310570570）應(yīng)用最多。應(yīng)用最多。1.1.鑄造碳鋼鑄造碳鋼 根據(jù)化學(xué)成分，鑄鋼可分為鑄造碳鋼（鑄造非合金根據(jù)化學(xué)成分，鑄鋼可分為鑄造碳鋼（鑄造非合金鋼）、鑄造合金鋼（鑄造低合金鋼、鑄造合金鋼）。鋼）、鑄造合金鋼（鑄造低合金鋼、鑄造合金鋼）。一、鑄鋼的類別和性能一、鑄鋼的類別和性能 鑄造碳鋼鑄造碳鋼： 新牌號(hào)新牌號(hào)：ZG230-450 舊牌號(hào)舊牌號(hào)：ZG25 含含C量表量表示示 機(jī)械性能機(jī)械性能 0.2 b 平均含平均含C=0.25% 0.

31、25% 低碳鑄鋼低碳鑄鋼 C=0.20.6% 0.250.45% 中碳鑄鋼中碳鑄鋼 0.50.6% 高碳鑄鋼高碳鑄鋼l 鑄鋼的性能特點(diǎn)鑄鋼的性能特點(diǎn)1）機(jī)械性能機(jī)械性能高于各類鑄鐵，特別是塑韌性，形狀復(fù)雜件；高于各類鑄鐵，特別是塑韌性，形狀復(fù)雜件；2）鑄鋼較球墨鑄鐵）鑄鋼較球墨鑄鐵質(zhì)量容易控制質(zhì)量容易控制，大斷面或薄壁鑄件；，大斷面或薄壁鑄件； 3）可焊性可焊性好，易實(shí)現(xiàn)鑄好，易實(shí)現(xiàn)鑄-焊聯(lián)合工藝，生產(chǎn)巨型鑄件。焊聯(lián)合工藝，生產(chǎn)巨型鑄件。 2.鑄造合金鋼鑄造合金鋼 為改善性能，在碳鋼中添加合金元素的鑄鋼。為改善性能，在碳鋼中添加合金元素的鑄鋼。 牌號(hào)：牌號(hào)：ZG40Cr 、ZG45Mn 、ZG

32、Mn13、ZG1Cr18Ni9 目前，我國的低合金鑄鋼主要有目前，我國的低合金鑄鋼主要有錳系錳系（ZG40Mn, ZG30MnSiZG40Mn, ZG30MnSi）和和鉻系鉻系（ZG40Cr, ZG35CrMnZG40Cr, ZG35CrMn）兩大系列。牌號(hào)中）兩大系列。牌號(hào)中“ZGZG” 后面的后面的數(shù)字表示平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)（平均數(shù)字表示平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)（平均w wc c1%1%時(shí)不標(biāo)出，平均時(shí)不標(biāo)出，平均w wc c0.1%0.1%時(shí)，第一位數(shù)字為時(shí)，第一位數(shù)字為“0 0”），后面依次為主加元素及其質(zhì)），后面依次為主加元素及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)。當(dāng)主加元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于量分?jǐn)?shù)。當(dāng)主加元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.9%0.9%時(shí)不標(biāo)。時(shí)不標(biāo)。 用于制造高強(qiáng)度齒輪、軸、水壓機(jī)工作缸、水輪機(jī)轉(zhuǎn)子等用于制造高強(qiáng)度齒輪、軸、水壓機(jī)工作缸、水輪機(jī)轉(zhuǎn)子等重要零件。重要零件。1）鑄造低合金鋼（合金總量小于）鑄造低合金鋼（合金總量小于5%） 高錳耐磨鋼是典型鑄造合金鋼。高錳耐磨鋼是典型鑄造合金鋼。 高錳耐磨鋼是指在強(qiáng)烈沖擊力作用下發(fā)生硬化的鋼。高錳耐磨鋼是指在強(qiáng)烈沖擊力作用下發(fā)生硬化的鋼。 具有越撞越硬、不撞不硬的特點(diǎn)，用于制造坦克履帶、具有越撞越硬、不撞不硬的特點(diǎn)，用于制造坦克履帶、挖土機(jī)掘斗等。挖土機(jī)掘斗等。u成分特點(diǎn)成分特點(diǎn) 通常C為0.9 1.5、高錳Mn為11 14%。高錳鋼可在室溫下得