《工程材料學》第一章 鑄鐵概論

工程材料學內(nèi)容鑄鐵材料學鑄鋼材料學有色合金材料學第一篇鑄鐵材料學概論鑄鐵的結晶凝固特性鑄鐵的金相組織特點鑄鐵的生產(chǎn)與控制灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵……第一章鑄鐵概論鑄鐵的過去和未來各類鑄鐵的特征及應用第一節(jié)鑄鐵的過去和未來

鑄鐵是古老而又富有生命力的金屬材料。古老出土文物鑄刑鼎（公元前513年，晉國，范宣子成文法），鑄鐵錛、鑄鐵鏟（戰(zhàn)國早期，洛陽）文獻記載《越絕書》（東漢），《大冶賦》（宋），《天工開物》（明）現(xiàn)存實物滄州鐵獅（后周），當陽鐵塔（北宋）富有生命力類型灰鐵、球鐵、蠕鐵、可鍛鑄鐵、特種鑄鐵……大小克～百噸應用重工業(yè)、輕工業(yè)、交通運輸、國防……發(fā)展強韌性、節(jié)能減排、特殊用途、理論……第二節(jié)各類鑄鐵特征及應用鑄鐵的概念主要成分分類特征及應用牌號鐵碳合金為主含碳量>2.14％或存在共晶組織一、鑄鐵的概念二、鑄鐵的成分普通鑄鐵合金鑄鐵Cr、Mo、Cu……元素CSiMnPS含量(％ω)2.4~4.00.6~3.00.2~1.20.04~1.20.04~0.2三、鑄鐵的分類碳的存在形式——白口鐵，灰口鐵，麻口鐵石墨形態(tài)——灰鐵、球鐵、蠕鐵、可鍛鑄鐵四、鑄鐵的特征及應用獲得方法斷口特征性能特點主要應用舉例（汽車中典型鑄鐵件）類型獲得方法白口鑄鐵碳當量低，冷速快麻口鑄鐵不希望獲得灰鑄鐵牌號－配料－熔煉（－孕育）球墨鑄鐵合格鐵水（高C低Si）－球化－孕育蠕墨鑄鐵合格鐵水－蠕化－孕育可鍛鑄鐵白口鑄件－石墨化退火類型斷口特征白口鑄鐵銀白色，柱狀晶（粗）麻口鑄鐵灰白交錯的花臉狀灰鑄鐵暗灰色（隨牌號不同變化），粗晶球墨鑄鐵銀灰色，細晶蠕墨鑄鐵花臉狀，細晶可鍛鑄鐵黑心或白心類型性能特點白口鑄鐵硬、脆麻口鑄鐵脆灰鑄鐵力學性能較低，減震性好，減摩性好，鑄造性能好，缺口敏感性小球墨鑄鐵力學性能好，其他性能不如灰鐵蠕墨鑄鐵性能介于球鐵和灰鐵間可鍛鑄鐵較高的韌塑性和一定強度，質(zhì)量穩(wěn)定類型主要應用白口鑄鐵耐磨件，如磨球、犁鏵……麻口鑄鐵工程上無實用價值灰鑄鐵各種機械零件球墨鑄鐵受力復雜，具有較好強韌性，耐磨性件，如曲軸、齒輪……蠕墨鑄鐵高強度耐磨件，復雜大型件，溫度變化大鑄件可鍛鑄鐵受沖擊的薄壁小件灰鑄鐵產(chǎn)品灰口鑄鐵機床床身灰口鑄鐵排水管件汽車制動器中灰口鑄鐵盤球墨鑄鐵管件球墨鑄鐵曲軸球墨鑄鐵產(chǎn)品蠕墨鑄鐵產(chǎn)品美標瑪鋼管件接線盒四通可鍛鑄鐵產(chǎn)品汽車中用到的鑄鐵材料發(fā)動機底盤車身電氣設備提供動力，由缸體、缸蓋、活塞、連桿、曲軸及配氣、燃料供給、潤滑、冷卻等系統(tǒng)組成駕駛室、貨箱等電源、啟動、點火、照明、信號、控制等包括傳動系（離合器、變速箱、后橋等）、行駛系（車架、車輪等）、轉(zhuǎn)向系（方向盤、轉(zhuǎn)向蝸桿等）和制動系（油泵或氣泵、剎車片等）缸體是發(fā)動機的骨架和外殼，必須有足夠的強度和剛度（保證尺寸的穩(wěn)定性）、良好的鑄造型和切削性及價格低廉的特點。缸體常用的材料有灰口鑄鐵和鋁合金兩種，鋁合金的密度小，但剛度差，強度低及價格貴，所以除了某些發(fā)動機為減輕重量而采用外，一般均用灰口鑄鐵作為缸體材料。汽車發(fā)動機缸體汽車的機身、

底座用材機身、機床底座、油缸、導軌、齒輪箱體、軸承座等大型零件或重量大、或形狀復雜，首選材料當為灰口鑄鐵、孕育鑄鐵，球墨鑄鐵亦可選用，其成本低、鑄造性好、切削加工性優(yōu)異，對缺口補敏感、減震性好，且石墨有良好的潤滑作用，并能儲存潤滑油、很適宜制造導軌，具有良好的耐磨性。 在實際生產(chǎn)中，按制造工藝把曲軸分為鍛鋼曲軸和鑄造曲軸兩種。鍛鋼曲軸主要由優(yōu)質(zhì)的碳鋼和中碳合金鋼制造，如35鋼、40鋼、45鋼、35Mn2鋼、40Cr鋼、35CrMo鋼等。鑄造曲軸主要由鑄鋼（如ZG230-450)、球墨鑄鐵（如QT600-3、QT700-2）、珠光體可鍛鑄鐵（如KT