工程材料教學(xué)課件(機制用)6分解

1、第6章 鑄鐵 根據(jù)碳的存在形式分 白口鑄鐵 Fe3C 斷口為白色，硬而脆，難以切削 加工。主要用作煉鋼原料，高耐磨零件（如 軋輥、犁鏵等）?；铱阼T鐵 石墨 斷口為灰黑色，鑄造性能最好，應(yīng) 用最廣泛的鑄鐵材料。麻口鑄鐵 石墨+滲碳體，斷口為黑白色。脆性大，很少 使用灰口鑄鐵根據(jù)石墨形態(tài)分普通灰口鑄鐵 片狀可鍛鑄鐵 團絮狀球墨鑄鐵 球狀普通鑄鐵 根據(jù)化學(xué)成分合金鑄鐵蠕墨鑄鐵 蠕蟲狀6.1 鑄鐵的分類（b=20MPa 0 HB3 似裂紋、孔洞:減少實際受力面積，片尖易引起應(yīng)力集中。）金 屬 基 體片狀石墨P P+FF一、灰口鑄鐵1、組織6.2 常用鑄鐵 切削加工性好 不可鍛、焊接性較差2、性能0 k

2、0 鑄造性能好 具有良好的減振性、耐磨性和低的缺口敏感性。 抗拉強度低，塑性、韌性差（石墨片的縮減、割裂作用）b120250 MPa 灰口鑄鐵的抗壓強度與鋼相近，因此普通灰鑄鐵廣泛用于作承受壓力載荷的零件和結(jié)構(gòu)，如機座、機床床身、軸承等。葉輪葉輪 發(fā)動機飛輪發(fā)動機飛輪 箱體箱體啟動閥啟動閥Fe-Fe3C相圖和FeG相圖（雙重相圖）3、影響鑄鐵組織與性能的因素（石墨化）碳以石墨形式析出的過程稱為石墨化第二階段（中間）石墨化1154 738冷卻過程中從A中析出的石墨:，A GFe3C3 Fe+G 第一階段（高溫）石墨化從液相中直接結(jié)晶出石墨： L G通過共晶反應(yīng)形成的石墨： 在1154， Lc A

3、E+ G共晶Fe3C3 Fe+G 低溫石墨化階段在738通過共析反應(yīng)形成的石墨， As Fp + G共析Fe3C3 Fe+G 化學(xué)成分碳是形成石墨的元素硅是強烈促進石墨化的元素錳本身是阻礙石墨化的元素但錳能去硫起著間接的促進作用白口鑄鐵區(qū)，其組織為： Ld+Fe3C+P麻口鑄鐵區(qū)，其組織為： Ld+Fe3C+P+G珠光體灰口鑄鐵區(qū)，其組織為：P+G珠光體-鐵素體灰口鑄鐵區(qū)，其組織為：P+F+G鐵素體灰口鑄鐵區(qū)，其組織為：F+G 冷卻速度 鑄型材料V金屬型V砂型 V濕型 V干型 鑄件壁厚硫是強烈阻礙石墨化的元素磷對石墨化影響不大4、孕育處理孕育處理是指在澆注前，向鐵水中沖入孕育劑（75%Si的硅

4、鐵合金）進行孕育處理，然后澆注，獲得細晶粒的珠光體基體和細片狀石墨的方法，用這種方法得到的鑄鐵稱為孕育鑄鐵（高強度鑄鐵）?；?鐵bmin，MPa 時效消除內(nèi)應(yīng)力 軟化退火消除白口6、熱處理H T 5、牌號及應(yīng)用 機械性能HB170270 冷卻速度對組織性能的影響很小b250400 Mpa 表面淬火提高表面硬度、耐磨性和疲勞強度。 FP二、可鍛鑄鐵1、組織金屬基體團絮狀石墨2、性能b300400 MPa bmax700 MPa12 k30Jcm2 強度較高，塑性韌性較好，但仍不可鍛 鑄造性能差(石墨呈團絮狀,對基體的割裂和 應(yīng)力集中較小,提高了鑄鐵的b、和k，)。處理時間很長 4070h3、制取

5、方法 澆制白口鑄件 進行高溫石墨化退火溫度900930Fe3CA+石墨PF+石墨720600700空冷F+石墨空冷P+石墨時間t 770 AF+石墨 可鐵黑min，%bmin，MPaK T H 4、 牌號及應(yīng)用如：KTH350-10(汽車后橋、低壓閥、管接頭)K T Z 可 鐵珠min，%bmin，MPa主要用于制造形狀復(fù)雜、承受沖擊的薄壁鑄件及在潮濕環(huán)境中工作的零件 。如彎管、管件、車輪殼、活塞環(huán)、萬向接頭和農(nóng)機件等零件。如：KTZ650-02(柴油機曲軸) 1、組織三、球墨鑄鐵 (應(yīng)力集中基本消除,同樣體積的石墨，球形的表面積最小,石墨孤立存在于基體中，基體不再被割裂成不連續(xù)狀，b可以發(fā)揮

6、8090)金屬基體球狀石墨P P+F F0.2b 45鋼b400600 MPa=2、性能 機械性能比其他鑄鐵高。（具有與鋼相近的力學(xué)性能， 可代替鋼和合金鋼使用）（1.510） 經(jīng)熱處理后（2025） 熱處理性能好。 鑄造性能有優(yōu)于鑄鋼。 仍具有灰口鑄鐵的許多優(yōu)點如：減振、耐磨、缺口敏感性小、切削加工性好。k815 Jcm2 3、制取方法 選擇化學(xué)成分（高碳、低S、P） 球化處理和孕育處理a球化劑稀土硅鐵鎂合金b孕育劑75Si的硅鐵c沖入法4、熱處理 鑄鐵的熱處理只能改變基體組織，而不能改變石墨的形態(tài)、大小及其分布。球墨鑄鐵的石墨呈球狀后，對金屬基體割裂作用很小，故其力學(xué)性能主要取決于金屬基體

7、。通過熱處理改變金屬基體組織，可以顯著提高球墨鑄鐵的力學(xué)性能。 調(diào)質(zhì)獲得良好的綜合機械性能 正火獲得珠光體球鐵 退火獲得鐵素體球鐵QT 同可鐵 5、牌號及應(yīng)用如：QT450-10(柴油機曲軸) QT600-02(汽車后橋殼) 用于制造承受較大載荷、受沖擊和耐磨損的零件，如汽車和拖拉機中的傳動齒輪、主軸、曲軸、凸輪軸、缸體、缸套、轉(zhuǎn)向節(jié)等。球墨鑄鐵管道接口 四、蠕墨鑄鐵1、組織2、性能介于基體相同的灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間。 金屬基體蠕蟲狀石墨（石墨形態(tài)有介于片狀和球狀之間 ，其石墨片長厚比較小，端部較鈍） 突出優(yōu)點是導(dǎo)熱性優(yōu)于球鐵，而抗生長和抗氧化性較其它鑄鐵均高。同時，其斷面敏感性較灰鑄鐵小，故厚大截面上的性能較為均勻。此外，蠕墨鑄鐵的耐磨性優(yōu)于孕育鑄鐵及高磷耐磨鑄鐵。3、制取方法 蠕化劑一般采用稀土鎂鈦、稀土鎂鈣合金或鎂鈦合金，加入量為鐵水重量的1%2% 在一定成分的鐵水中加入適量的蠕化劑煉成的，制取方法與球墨鑄鐵基本相同。4、牌號及應(yīng)用最低抗拉強度，MPaRuT蠕墨鑄鐵如： RuT400最低抗拉強度為400MPa的蠕墨鑄鐵。 由于蠕墨鑄鐵力學(xué)性能高，導(dǎo)熱性和耐熱性優(yōu)良，因而適于制造工作溫度較高或具有較高溫度梯度的零件，如大型柴油機氣缸蓋、制動盤、鋼錠模、金屬模等。由于其斷面敏感性小、鑄造性能好，故可用于制造形狀