電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章

第七章鑄鐵§7-1鑄鐵的組織與分類一、鑄鐵的分類第七章鑄鐵一、鑄鐵的分類1二、鑄鐵的石墨化石墨化的途徑鑄鐵中的石墨可以從液態(tài)中直接結晶出或從奧氏體中直接析出，也可以先結晶出滲碳體，再由滲碳體在一定條件下分解而得到(Fe3C→3Fe+C)。鑄鐵的石墨化途徑二、鑄鐵的石墨化鑄鐵的石墨化途徑22.影響石墨化的因素影響石墨化的因素主要是鑄鐵的成分和冷卻速度。鑄鐵中的各種合金元素根據(jù)對石墨化的作用不同，可以分為兩大類:一類是促進石墨化的元素，有碳、硅、鋁、鎳、銅和鈷等;另一類是阻礙石墨化的元素，有鉻、鎢、鉬、釩、錳和硫等。冷卻速度對石墨化的影響也很大，當鑄鐵結晶時，冷卻速度越緩慢，就越有利于擴散，使析出的石墨越大、越充分。2.影響石墨化的因素3三、鑄鐵的組織與性能的關系在相同基體的情況下，不同形態(tài)和數(shù)量的石墨對基體的割裂作用是不同的。呈片狀時表面積最大，割裂最嚴重;蠕蟲狀次之;球狀表面積最小，應力最分散，割裂作用的影響最小。石墨的數(shù)量越多、越集中，對基體的割裂也就越嚴重，鑄鐵的抗拉強度也就越低，塑性就越差。鑄鐵的硬度則主要取決于基體的硬度。三、鑄鐵的組織與性能的關系4§7-2常用鑄鐵一、灰鑄鐵1.灰鑄鐵的成分與組織灰鑄鐵的化學成分一般為:C(2.7%~3.6%)、Si(1.0%~2.2%)、S(<0.15%)、P(<0.3%)。其組織由金屬基體和在基體中分布的片狀石墨組成。2.灰鑄鐵的性能和孕育處理為了改善灰鑄鐵的性能，一方面要改變石墨的數(shù)量、大小和分布，另一方面要增加基體中珠光體的數(shù)量。由于石墨對鑄鐵強度的影響遠比基體的影響大，所以提高灰鑄鐵性能的關鍵是改變石墨片的形態(tài)和數(shù)量。石墨片越少、越細小且分布越均勻，鑄鐵的力學性能就越高。為了細化金屬基體并增加珠光體數(shù)量，改變石墨片的形態(tài)和數(shù)量，在生產(chǎn)中常采用孕育處理工藝?！?-2常用鑄鐵一、灰鑄鐵5孕育處理(或稱變質(zhì)處理)是在澆注前向鐵液中投加少量硅鐵、硅鈣合金等作為孕育劑，使鐵液內(nèi)產(chǎn)生大量均勻分布的晶核，使石墨片及基體組織得到細化。孕育處理(或稱變質(zhì)處理)是在澆注前向鐵液中投加少量硅鐵、63.灰鑄鐵的牌號及用途3.灰鑄鐵的牌號及用途7電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章8電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章9二、可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵俗稱瑪鋼、馬鐵。它是白口鑄鐵通過石墨化退火，使?jié)B碳體分解成團絮狀的石墨而獲得的。1.可鍛鑄鐵的組織與性能二、可鍛鑄鐵10可鍛鑄鐵的基體組織不同，其性能也不相同。黑心可鍛鑄鐵具有一定的強度、塑性與韌性，而珠光體可鍛鑄鐵則具有較高的強度、硬度和耐磨性，塑性與韌性較低。2.可鍛鑄鐵的牌號及用途可鍛鑄鐵的基體組織不同，其性能也不相同。黑心可鍛鑄鐵11電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章12三、球墨鑄鐵1.球墨鑄鐵的組織與性能球墨鑄鐵按其基體組織不同，可分為鐵素體球墨鑄鐵、鐵素體—珠光體球墨鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵三種。三、球墨鑄鐵13由于球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，其割裂基體的作用及應力集中現(xiàn)象大為減少，可以充分發(fā)揮金屬基體的性能，所以它的強度和塑性已超過灰鑄鐵和可鍛鑄鐵，接近鑄鋼，而鑄造性能和切削性能均比鑄鋼好。由于球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，其割裂基體的作用142.球墨鑄鐵的牌號及用途2.球墨鑄鐵的牌號及用途15電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章16電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章17四、蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是近代發(fā)展起來的一種新型結構材料。它是在高碳、低硫、低磷的鐵液中加入蠕化劑(目前采用的蠕化劑有鎂鈦合金、稀土鎂鈦合金或稀土鎂鈣合金)，經(jīng)蠕化處理后，使石墨變?yōu)槎倘湎x狀的高強度鑄鐵。四、蠕墨鑄鐵18電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章19五、常用鑄鐵的熱處理1.熱處理的作用對灰鑄鐵的力學性能改變不大。可鍛鑄鐵通過先澆注成白口鑄鐵，再通過不同的退火工藝來獲得不同的基體組織和團絮狀石墨，所以一般不再進行其他熱處理。球墨鑄鐵中的石墨對基體的割裂作用小，因此可通過熱處理改變其基體組織來提高和改善其力學性能，在生產(chǎn)中常常采用不同的熱處理方法來改善其性能。蠕墨鑄鐵中的石墨的割裂作用比灰鑄鐵小，澆注后的組織中有較多的鐵素體存在，通?？赏ㄟ^正火使其獲得以珠光體為主的基體組織，在一定程度上提高其力學性能。五、常用鑄鐵的熱處理202.熱處理的方法2.熱處理的方法21第七章鑄鐵§7-1鑄鐵的組織與分類一、鑄鐵的分類第七章鑄鐵一、鑄鐵的分類22二、鑄鐵的石墨化石墨化的途徑鑄鐵中的石墨可以從液態(tài)中直接結晶出或從奧氏體中直接析出，也可以先結晶出滲碳體，再由滲碳體在一定條件下分解而得到(Fe3C→3Fe+C)。鑄鐵的石墨化途徑二、鑄鐵的石墨化鑄鐵的石墨化途徑232.影響石墨化的因素影響石墨化的因素主要是鑄鐵的成分和冷卻速度。鑄鐵中的各種合金元素根據(jù)對石墨化的作用不同，可以分為兩大類:一類是促進石墨化的元素，有碳、硅、鋁、鎳、銅和鈷等;另一類是阻礙石墨化的元素，有鉻、鎢、鉬、釩、錳和硫等。冷卻速度對石墨化的影響也很大，當鑄鐵結晶時，冷卻速度越緩慢，就越有利于擴散，使析出的石墨越大、越充分。2.影響石墨化的因素24三、鑄鐵的組織與性能的關系在相同基體的情況下，不同形態(tài)和數(shù)量的石墨對基體的割裂作用是不同的。呈片狀時表面積最大，割裂最嚴重;蠕蟲狀次之;球狀表面積最小，應力最分散，割裂作用的影響最小。石墨的數(shù)量越多、越集中，對基體的割裂也就越嚴重，鑄鐵的抗拉強度也就越低，塑性就越差。鑄鐵的硬度則主要取決于基體的硬度。三、鑄鐵的組織與性能的關系25§7-2常用鑄鐵一、灰鑄鐵1.灰鑄鐵的成分與組織灰鑄鐵的化學成分一般為:C(2.7%~3.6%)、Si(1.0%~2.2%)、S(<0.15%)、P(<0.3%)。其組織由金屬基體和在基體中分布的片狀石墨組成。2.灰鑄鐵的性能和孕育處理為了改善灰鑄鐵的性能，一方面要改變石墨的數(shù)量、大小和分布，另一方面要增加基體中珠光體的數(shù)量。由于石墨對鑄鐵強度的影響遠比基體的影響大，所以提高灰鑄鐵性能的關鍵是改變石墨片的形態(tài)和數(shù)量。石墨片越少、越細小且分布越均勻，鑄鐵的力學性能就越高。為了細化金屬基體并增加珠光體數(shù)量，改變石墨片的形態(tài)和數(shù)量，在生產(chǎn)中常采用孕育處理工藝?！?-2常用鑄鐵一、灰鑄鐵26孕育處理(或稱變質(zhì)處理)是在澆注前向鐵液中投加少量硅鐵、硅鈣合金等作為孕育劑，使鐵液內(nèi)產(chǎn)生大量均勻分布的晶核，使石墨片及基體組織得到細化。孕育處理(或稱變質(zhì)處理)是在澆注前向鐵液中投加少量硅鐵、273.灰鑄鐵的牌號及用途3.灰鑄鐵的牌號及用途28電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章29電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章30二、可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵俗稱瑪鋼、馬鐵。它是白口鑄鐵通過石墨化退火，使?jié)B碳體分解成團絮狀的石墨而獲得的。1.可鍛鑄鐵的組織與性能二、可鍛鑄鐵31可鍛鑄鐵的基體組織不同，其性能也不相同。黑心可鍛鑄鐵具有一定的強度、塑性與韌性，而珠光體可鍛鑄鐵則具有較高的強度、硬度和耐磨性，塑性與韌性較低。2.可鍛鑄鐵的牌號及用途可鍛鑄鐵的基體組織不同，其性能也不相同。黑心可鍛鑄鐵32電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章33三、球墨鑄鐵1.球墨鑄鐵的組織與性能球墨鑄鐵按其基體組織不同，可分為鐵素體球墨鑄鐵、鐵素體—珠光體球墨鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵三種。三、球墨鑄鐵34由于球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，其割裂基體的作用及應力集中現(xiàn)象大為減少，可以充分發(fā)揮金屬基體的性能，所以它的強度和塑性已超過灰鑄鐵和可鍛鑄鐵，接近鑄鋼，而鑄造性能和切削性能均比鑄鋼好。由于球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，其割裂基體的作用352.球墨鑄鐵的牌號及用途2.球墨鑄鐵的牌號及用途36電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章37電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章38四、蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是近代發(fā)展起來的一種新型結構材料。它是在高碳、低硫、低磷的鐵液中加入蠕化劑(目前采用的蠕化劑有鎂鈦合金、稀土鎂鈦合金或稀土鎂鈣合金)，經(jīng)蠕化處理后，使石墨變?yōu)槎倘湎x狀的高強度鑄鐵。四、蠕墨鑄鐵39電子課件-《金屬材料與熱處理(第七版)》-A02-3668-第七章40五、常用鑄鐵的熱處理1.熱處理的作用對灰鑄鐵的力學性能改變不大?？慑戣T鐵通過先澆注成白口鑄鐵，再通過不同的退火工藝來獲得不同的