機械工程材料新鑄鐵

第六章鑄鐵

鑄鐵的組織—性能關系鑄鐵的石墨化過程各種常用鑄鐵一、鑄鐵中碳的存在形式

1.鐵碳合金中碳的存在形式Fe3C，(graphite)2.石墨的特點

硬度僅為3~5HBS

抗拉強度約為20MPa

伸長率接近于零(1)簡單六方；(2)結晶形態(tài)：片狀；(3)強度、塑性、韌性極低。二、鐵碳合金中的雙重相圖及石墨化過程第一階段：1154oC

L→LC，+GILC，→

AE，+G共晶第二階段：1154oC~738oCAE，→

AS’+GⅡ第三階段：738oCAS，→

FP，+G共析Fe-G相圖較Fe-Fe3C相圖更為穩(wěn)定，碳在奧氏體和鐵素體中溶解度較小E2.1111484.24.3三、鑄鐵的分類

1．按石墨化程度分類第一、第二、三階段的石墨化過程全部被抑制；完全按照Fe-Fe3C相圖進行結晶，碳幾乎全部以Fe3C形式存在；斷口呈銀白色。鑄鐵組織中存在大量萊氏體，性能是硬而脆，切削加工較困難。除少數用來制造不需加工的硬度高、耐磨零件外，主要用作煉鋼原料。第一、二階段石墨化過程充分進行；

碳主要以石墨形式存在；斷口呈灰銀白色

工業(yè)上應用最多最廣的鑄鐵。第一階段石墨化過程部分進行而得到的鑄鐵;一部分碳以石墨形式存在，另一部分以Fe3C形式存在;組織介于白口鑄鐵和灰口鑄鐵之間，斷口呈黑白相間構成麻點。

性能硬而脆、切削加工困難，工業(yè)上使用也較少（1）白口鑄鐵（2）灰口鑄鐵（3）麻口鑄鐵2.按灰口鑄鐵中石墨形態(tài)分類鑄鐵組織中的石墨呈短小的蠕蟲狀蠕墨鑄鐵的強度和塑性介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間鑄造性、耐熱疲勞性比球墨鑄鐵好用來制造大型復雜的鑄件，以及在較大溫度梯度下工作的鑄件。（1）灰鑄鐵鑄鐵組織中的石墨呈片狀鑄鐵力學性能較差，但生產工藝簡單，價格低廉

工業(yè)上應用最廣。（2）可鍛鑄鐵鑄鐵中的石墨呈團絮狀力學性能好于灰鑄鐵，但生產工藝較復雜，成本高

用來制造一些重要的小型鑄件。（3）球墨鑄鐵鑄鐵組織中的石墨呈球狀力學性能較好

鑄鐵生產工藝比可鍛鑄鐵簡單，得到廣泛應用。（4）蠕墨鑄鐵1.成分及組織（1）成分

2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si，0.25~1.0%Mn0.02~0.2%S，0.05~0.5%P（2）組織片狀石墨＋鋼基體(F、F＋P、P)

碳主要以石墨形式存在，斷口呈灰色

G愈少，愈細，愈均勻，力學性能愈高

灰鑄鐵的基體強度利用率僅為30%~50%2.灰鑄鐵的孕育處理▲變質處理(孕育處理)：鑄鐵澆注前向鐵水中加入少量變質劑(孕育劑)，使之在凝固過程中產生大量的人工晶核，促進石墨的形核和結晶。不僅可防止白口，而且使石墨片細化，得到較高強度的“變質鑄鐵”(孕育鑄鐵)。

四、灰鑄鐵3.灰鑄鐵的牌號及用途

HT××דHT”表示“灰鐵”，“×××”表示最低抗拉強度。

HT100、HT150、HT200、HT250、HT300HT350主要應用于一般鑄件，氣缸體，機床床身等“QT”表示“球鐵”第一組數字“×××”表示最低抗拉強度第二組數字表示延伸率五、球墨鑄鐵1.球墨鑄鐵的成分、組織和性能(1)成分3.6~3.8%C，2.2~2.8%Si，0.6~0.8%Mn0.03~0.05%Mg，0.02~0.04%Re，≤0.1%P，≤0.07%S(2)組織鐵素體球墨鑄鐵，珠光體球墨鑄鐵(3)生產方法向鐵水中加入孕育劑、球化劑(4)性能特點與鋼接近,強韌性較高基體強度利用率70—90%2.球墨鑄鐵的牌號及用途QT×××－××主要應用于汽車、拖拉機傳動齒輪，車床主軸等牌號基體組織力學性能（不小于）σb/MPaσ0.2/MPaδ(%)ak/(J/cm2)HBSQT400-17F4002501760≤197QT420-10F4202701030≤207QT500-05F+P5003505—147~241QT600-02P6004202—229~302QT700-02P7004902—231~304QT800-02S回8005602—241~321QT1200-01B下1200840130≥38HRC球墨鑄鐵牌號、組織及應用六、可鍛鑄鐵組織：碳以團絮狀石墨形式存在生產方法：白口鑄鐵經石墨化退火而成（第一階段白口鑄鐵，第二階段石墨化退火）牌號：KTH300-06KTZ550-04KTB400-05用途：韌性較高的小鑄件、連桿、

小曲軸等

珠光體蠕墨鑄鐵的強度和硬度較高，耐磨性強適于制造耐磨零件，如汽車的剎車鼓等鐵素體蠕墨鑄鐵的導熱性較好，高溫狀態(tài)下的機械性能優(yōu)越適用于制造在高溫下工作、需要有良好的抗熱疲勞能力、導熱性的零件，如內燃機汽缸蓋，進排氣岐管等。七、蠕墨鑄鐵組織：石墨蠕蟲狀性能：強度和塑韌性高于普通灰鑄鐵鑄造性能優(yōu)于球墨鑄鐵牌號：

RuT×××數字代表最小抗拉強度值應用耐磨合金鑄鐵

耐