鑄鐵分解課件

1、機(jī) 械 制 造 基 礎(chǔ)第6章 鑄 鐵箱體啟動(dòng)閥鑄鐵是c2.11%的鐵碳合金,并且還含有較多的硅、錳、硫、磷等元素。有時(shí)為了進(jìn)一步提高鑄鐵的力學(xué)性能或特殊性能，還可以加入鉻、鉬、釩、銅、鋁等合金元素，或進(jìn)一步提高硅、錳、磷等元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，成為合金鑄鐵。鑄鐵具有優(yōu)良的鑄造性能、切削加工性、減摩性與消震性和低的缺口敏感性，而且熔煉鑄鐵的工藝與設(shè)備簡單、成本低。 在各類機(jī)械中，鑄鐵件約占4070；在機(jī)床和重型機(jī)械中，則可達(dá)7090。 根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式的不同鑄鐵可分為：白口鑄鐵 其組織中的碳除極少量固溶于外，其余部分皆以滲碳體形式存在，斷口呈銀白色。性能硬而脆，很難切削加工，很少直接用來作機(jī)械

2、零件，主要用作煉鋼原料和生產(chǎn)可鍛鑄鐵的毛坯。 灰口鑄鐵 它是碳全部或大部分以片狀石墨形式存在的鑄鐵，斷口呈暗灰色。 麻口鑄鐵 它是碳一部分以滲碳體形式存在；另一部分以石墨形式存在的鑄鐵，斷口呈灰白色相間。這類鑄鐵也具有較大脆性，故工業(yè)上應(yīng)用很少。 根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)，鑄鐵可分為：灰口鑄鐵 石墨以片狀形式存在的鑄鐵。球墨鑄鐵 鐵液經(jīng)過球化處理，使石墨以球狀形式存在的鑄鐵。蠕墨鑄鐵 石墨以蠕蟲狀形式存在的鑄鐵?？慑戣T鐵 白口鑄鐵通過可鍛化退火，使石墨以團(tuán)絮狀形式存在的鑄鐵。6.1灰口鑄鐵 6.1.1灰口鑄鐵的成分、組織和性能（1）灰口鑄鐵的化學(xué)成分、組織灰口鑄鐵化學(xué)成分的一般范圍是：c2.54.0

3、，Si1.02.2，Mn0.51.3，s0.15，p0.3?；铱阼T鐵組織由金屬基體和片狀石墨兩部分組成的。在金相顯微鏡下觀察，灰口鑄鐵的石墨呈片狀；其基體可分為珠光體、珠光體十鐵素體、鐵素體三種。F+片狀石墨（F+P）+片狀石墨P+片狀石墨（2）灰口鑄鐵的性能1）力學(xué)性能 鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性比鋼低。 石墨片越多，尺寸越粗大，分布越不均勻，鑄鐵的抗拉強(qiáng)度和塑性就越低?；铱阼T鐵的抗壓強(qiáng)度、硬度與耐磨性主要取決于基體，石墨存在對(duì)其影響不大。故灰口鑄鐵的抗壓強(qiáng)度較好。另外鑄鐵對(duì)缺口的敏感性較低。 2）鑄造性能 因我國灰口鑄鐵的成分接近共晶成分，故鑄造流動(dòng)性好，又由于鑄鐵在凝固過程中析出了比容較

4、大的石墨，部分地補(bǔ)償了凝固時(shí)基體的收縮，所以收縮率比鋼小。因此，灰鑄鐵能夠鑄造形狀復(fù)雜與壁薄的鑄件。3）切削加工性 由于石墨割裂了基體，使鑄鐵的切屑易脆斷，具有良好的切削加工性。另外，石墨對(duì)刀具有減摩和潤滑作用，使刀具磨損小。4）減摩性 石墨本身是良好的潤滑劑，石墨剝落后形成孔洞，又可以儲(chǔ)存潤滑油，故減摩性好。5）消震性 石墨比較松軟，能吸收振動(dòng)，阻隔振動(dòng)傳播，故消震性好。6.1.2灰鑄鐵的孕育處理為了提高灰鑄鐵的力學(xué)性能，生產(chǎn)上常采用孕育處理。它是在澆注前往鐵液中加入少量孕育劑(硅鐵或硅鈣合金)，使鐵液在凝固時(shí)產(chǎn)生大量的人工晶核，從而獲得細(xì)晶粒珠光體基體加上細(xì)小均勻分布的片狀石墨的組織。經(jīng)孕

5、育處理后的鑄鐵稱為孕育鑄鐵。孕育鑄鐵具有較高的強(qiáng)度和硬度，具有斷面缺口敏感性小的特點(diǎn)，因此孕育鑄鐵常作為力學(xué)性能要求較高，且斷面尺寸變化大的大型鑄件。如機(jī)床床身等。6.1.3灰鑄鐵的牌號(hào)和應(yīng)用（1）灰鑄鐵牌號(hào)的表示方法 HT（表示“灰鐵”拼音的字首）三位數(shù)字（表示最小抗拉強(qiáng)度值）例如：HT100，HT200、HT300等（2）常用灰鑄鐵的應(yīng)用HT100低載荷和不重要零件，如蓋、外罩、手輪、支架、重錘等HT150 承受中等應(yīng)力（抗彎應(yīng)力小于100N/mm2）的零件，如支柱、底座、齒輪箱、工作臺(tái)、刀架、端蓋、閥體、管路附件及一般無工作條件要求的零件HT200、HT250 承受較大應(yīng)力（抗彎應(yīng)力小于

6、300N/mm2）和較重要零件，如汽缸體、齒輪、機(jī)座、飛輪、床身、缸套、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器、齒輪箱、軸承座、液壓缸等HT300、HT350承受高彎曲應(yīng)力（小于500N/mm2）及抗拉應(yīng)力的重要零件，如齒輪、凸輪、車床卡盤、剪床和壓力機(jī)的機(jī)身、床身、高壓油壓缸、滑閥殼體等葉輪 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪 應(yīng)用6.2球墨鑄鐵 鐵液經(jīng)球化處理和孕育處理，使石墨呈球狀的鑄鐵稱為球墨鑄鐵。它是在澆注前，往鐵水中加入一定量球化劑(稀土鎂合金等)和孕育劑(硅鐵或硅鈣合金)，使鑄鐵中的石墨呈球狀析出。6.2.1球墨鑄鐵的成分、組織和性能（1）球墨鑄鐵的化學(xué)成分、組織 球墨鑄鐵的化學(xué)成分與灰鑄鐵相比，其特點(diǎn)是碳、硅的含量高，

7、而錳的含量較低，對(duì)硫和磷的限制較嚴(yán)，并含有一定量的稀土鎂。一般c3.64.0，Si2.03.2。錳有去硫、脫氧的作用，并可穩(wěn)定和細(xì)化珠光體。對(duì)珠光體基體時(shí)Mn0.50.7，對(duì)鐵素體基體時(shí)Mn0.6。硫、磷都是有害元素，一般s0.07，p0.1。球墨鑄鐵的組織是在鋼的基體上分布著球狀石墨。球墨鑄鐵在鑄態(tài)下，其基體是有不同數(shù)量鐵素體、珠光體、甚至有滲碳體同時(shí)存在的混合組織，故生產(chǎn)中需經(jīng)不同熱處理以獲得不同的組織。生產(chǎn)中常有鐵素體球墨鑄鐵、珠光體十鐵素體球墨鑄鐵、珠光體球墨鑄鐵和下貝氏體球墨鑄鐵。（2）球墨鑄鐵的性能 由于球墨鑄鐵中石墨呈球狀，對(duì)金屬基體的割裂作用較小，使球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌

8、性、疲勞強(qiáng)度高于其它鑄鐵，球墨鑄鐵有一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是其屈強(qiáng)比較高，因此對(duì)于承受靜載荷的零件，用球墨鑄鐵代替鑄鋼。球墨鑄鐵的力學(xué)性能比灰口鑄鐵高，而成本卻接近于灰口鑄鐵，并保留了灰口鑄鐵的優(yōu)良鑄造性能、切削加工性、減摩性和缺口不敏感等性能。因此它可代替部分鋼作較重要的零件，對(duì)實(shí)現(xiàn)以鐵代鋼，以鑄代鍛起重要的作用，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。 6.2.2球墨鑄鐵的牌號(hào)和應(yīng)用（1）球墨鑄鐵的牌號(hào)的表示方法牌號(hào)由QT與兩組數(shù)字組成（其中QT表示“球鐵”二字漢語音的字首，第一組數(shù)字代表最低抗拉強(qiáng)度值，第二組數(shù)字代表最低伸長率）例如：QT40018、QT50007、QT60003、QT70002等（2）球墨鑄鐵的應(yīng)用

9、QT40018、QT40015、QT40010承受沖擊、振動(dòng)的零件，如汽車、拖拉機(jī)的輪轂、驅(qū)動(dòng)橋殼、差速器殼、撥叉、農(nóng)機(jī)具零件，中低壓閥門，上、下水及輸氣管道、壓縮機(jī)上高低壓氣缸，電機(jī)機(jī)殼，齒輪箱，飛輪殼等QT50007 機(jī)器座架、傳動(dòng)軸、飛輪、電動(dòng)機(jī)架、內(nèi)燃機(jī)的機(jī)油泵齒輪、鐵路機(jī)車車輛軸瓦等QT60003、QT70002、QT80002載荷大、受力復(fù)雜的零件，如汽車、拖拉機(jī)的曲軸、連桿、凸輪軸、汽缸套，部分磨床、銑床、軋鋼機(jī)軋輥、大齒輪，小型水輪機(jī)主軸，氣缸體，橋式起重機(jī)大小滾輪等 QT90002 高強(qiáng)度齒輪，如汽車后橋螺旋錐齒輪、大減速器齒輪，內(nèi)燃機(jī)曲軸，凸輪軸等 球墨鑄鐵管道接口 應(yīng)用6

10、.3可鍛鑄鐵 可鍛鑄鐵又俗稱為馬鐵。是將白口鑄鐵在固態(tài)下經(jīng)長時(shí)間石墨化退火而獲得的具有團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。 由于石墨鐵呈團(tuán)絮狀，大大減輕了對(duì)基體的割裂作用，塑性與韌性有明顯的提高；但可鍛鑄鐵實(shí)際上是不能鍛造的。6.3.1可鍛鑄鐵的成分和組織其成分通常為c2.22.8，Si1.22.0，Mn0.41.2，s0.2，p0.1。組織是鋼的基體上分布著團(tuán)絮狀的石墨，有鐵素體可鍛鑄鐵(黑心可鍛鑄鐵)和珠光體可鍛鑄鐵兩種。6.3.2可鍛鑄鐵的牌號(hào)、性能和應(yīng)用（1）可鍛鑄鐵牌號(hào)的表示方法其牌號(hào)由“KTH”或“KTZ”與兩組數(shù)字表示。其中“KT”表示“可鍛”二字的漢語拼音字首；“H”和“Z”分別表示“黑”和“珠

11、”的漢語拼音的字首；牌號(hào)后邊第一組數(shù)字表示最小抗拉強(qiáng)度值；第二組數(shù)字表示最小伸長率。例如：KTH30006、KTH33008、KTZ55004、KTZ65002等（2）可鍛鑄鐵的性能可鍛鑄鐵的力學(xué)性能優(yōu)于灰口鑄鐵，并接近于同類基體的球墨鑄鐵。但與球墨鑄鐵相比，具有鐵水處理簡易、質(zhì)量穩(wěn)定、廢品率低等優(yōu)點(diǎn)。故生產(chǎn)中，常用可鍛鑄鐵制作一些截面較薄而形狀較復(fù)雜、工作時(shí)受震動(dòng)而強(qiáng)度、韌性要求較高的零件，因?yàn)檫@些零件若用灰鑄鐵制造，則不能滿足力學(xué)性能要求；若用鑄鋼制造，則因其鑄造性能較差，質(zhì)量不易保證。（3）可鍛鑄鐵的應(yīng)用KTH30006 彎頭、三通管件、中低壓閥門等 KTH33008 扳手、犁刀、犁柱、

12、車輪殼等KTH35010、KTH37012 汽車、拖拉機(jī)前后輪殼、減速器殼、轉(zhuǎn)向節(jié)殼、制動(dòng)器及鐵道零件等 KTZ45006、KTZ55004、KTZ65002、KTZ70002 載荷較高和耐磨損零件，如曲軸、凸輪軸，連桿、齒輪、活塞環(huán)、軸套、 耙片、萬向接頭、棘輪、扳手、傳動(dòng)鏈條等 生產(chǎn)過程應(yīng)用6.4蠕墨鑄鐵 蠕墨鑄鐵因其石墨很象蠕蟲而命名。 蠕墨鑄鐵是將蠕化劑（稀土鎂鈦合金、稀土鎂鈣合金、鎂鈣合金等），置于澆包內(nèi)的一側(cè)。另一側(cè)沖入鐵液，蠕化劑熔化而成的。蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能介于相同基體組織的灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間，它的抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、伸長率、疲勞強(qiáng)度均優(yōu)于灰鑄鐵，接近于鐵素體球墨鑄鐵；而鑄造性能、減震能力、導(dǎo)熱性、切削加工性均優(yōu)于球墨鑄鐵，與灰鑄鐵相近。蠕墨鑄鐵的牌號(hào)由RuT與一組數(shù)字表示。其中RuT表示“蠕鐵”二字漢語拼音的字首，后面三位數(shù)字表示其最小抗拉強(qiáng)度值 例如：RuT260、RuT300、RuT340、RuT380等蠕墨鑄鐵牌號(hào)的應(yīng)用RuT260 增壓器廢氣進(jìn)氣殼體氣車底盤零件等RuT300 排氣管，變速箱體，汽缸蓋，液壓件，紡織機(jī)零件，鋼錠模等RuT340 重型機(jī)床件，大型齒輪箱體、蓋、座，飛輪，起重機(jī)卷筒等RuT380RuT420 活塞環(huán)，汽缸套，制動(dòng)盤，鋼珠研磨盤，吸淤泵體等 蠕墨鑄鐵已成功地用于高層建筑中高壓熱交換器、內(nèi)燃機(jī)汽缸和缸蓋、汽缸套、鋼錠模、液