第八章鑄鐵習(xí)題參考答案

1、. 第八章 鑄鐵 習(xí)題參考答案一、解釋下列名詞答：1、石墨化：鑄鐵中碳原子析出石墨的過(guò)程。石墨化退火(或稱(chēng)高溫退火)：將溫度加熱到共析溫度以上，使?jié)B碳體分解成石墨的退火。2、灰口鑄鐵：碳大部分以游離狀態(tài)的石墨析出，凝固后斷口呈暗灰色?？慑戣T鐵：石墨形狀為團(tuán)絮狀的灰口鑄鐵。球墨鑄鐵：石墨形狀為球狀的灰口鑄鐵。蠕墨鑄鐵：石墨形狀為蠕蟲(chóng)狀的灰口鑄鐵。變質(zhì)鑄鐵(或稱(chēng)孕育鑄鐵)：變質(zhì)(孕育)處理后的灰鑄鐵。白口鑄鐵：碳除少量溶于鐵素體外，其余全部以化合態(tài)的滲碳體析出，凝固后斷口呈白亮的顏色。二、填空題1、鑄鐵與鋼比較，其成分主要區(qū)別是含 碳 和 硅 量較高，且雜質(zhì)元素 硫 和 磷 含量較多。2、 化學(xué)成

2、分 和 冷卻速度 是影響鑄鐵石墨化的主要因素。3、白口鑄鐵中的碳主要以 滲碳體 形式存在，而灰口鑄鐵中的碳主要以 石墨 形式存在，兩者比較, 前者的硬度 高 而脆性 大 。4、石墨的存在給灰口鑄鐵帶來(lái)一系列的優(yōu)越性能，如_鑄造性能_、_切削加工性_、 減摩性_ 、_消震性能良好_、 _缺口敏感性較低_。5、含碳量為2.54.0% 的鑄鐵，如果全部按fe-g 相圖進(jìn)行結(jié)晶，其石墨化過(guò)程可分為如下二個(gè)階段：第一階段：在1154通過(guò) 共晶反應(yīng) 形成g 共晶。第二階段：在1154738冷卻過(guò)程中自 奧氏體 中析出g 以及在738通過(guò) 共析反應(yīng) 形成g共析。6、滲碳體是亞穩(wěn)定相，高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱會(huì)分解為

3、鐵 和 石墨 。7、灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵及球墨鑄鐵的石墨形態(tài)分別呈 片狀 、 團(tuán)絮狀 及 球狀 。8、ht200 是 灰鑄鐵 的牌號(hào)，其中的碳主要以 石墨 的形式存在，其形態(tài)呈 片 狀，由于它具有良好精品.消震性能性能，在機(jī)床業(yè)中常用來(lái)制造 機(jī)床床身 。9、球墨鑄鐵是通過(guò)澆鑄前向鐵水中加入一定量的 球化劑 進(jìn)行球化處理，并加入少量的 孕育劑 促使石墨化，在澆鑄后直接獲得球狀石墨結(jié)晶的鑄鐵。10、鑄鐵在凝固過(guò)程中, 如果第一階段充分地石墨化, 第二階段或充分石墨化、或部分石墨化、或完全不石墨化，則分別得到 f 、 f+p 、 p 為基體的鑄鐵。11、鑄鐵的耐熱性主要指它在高溫下抗 氧化 和抗 生長(zhǎng)

4、 的能力，鑄鐵中加入適量的 al 、 si 、 cr等合金元素可有效地提高其耐熱性能。三、簡(jiǎn)答題1、白口鑄鐵、灰口鑄鐵和鋼，這三者的成分、組織和性能有何主要區(qū)別？答：碳鋼是指含碳量0.02%2.11%的鐵碳合金，鑄鐵是指大于2.11%的鐵碳合金。與鋼相比，鑄鐵中含碳及含硅量較高。比碳鋼含有較多硫、磷等雜質(zhì)元素。鋼的組織為鐵素體+珠光體、珠光體、珠光體+二次滲碳體；鑄鐵的組織為珠光體+二次滲碳體+萊氏體、萊氏體、一次滲碳體+萊氏體。鋼中低碳鋼塑性韌性較好、強(qiáng)度和硬度較低，良好的焊接性能和冷成型性能；中碳鋼有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能；高碳鋼塑性韌性較低，但強(qiáng)度和硬度較高、耐磨性較好。以上鋼均可進(jìn)行鍛造和

5、軋制，并可經(jīng)過(guò)熱處理改變其組織，進(jìn)而極大的提高其性能。白口鑄鐵組織中存在著共晶萊氏體，性能硬而脆，很難切削加工，但其耐磨性好，鑄造性能優(yōu)良?；诣T鐵組織中碳全部或大部分以片狀石墨形式存在，斷口呈暗灰色。其鑄造性能、切削加工性、減摩性、消震性能良好，缺口敏感性較低。2、化學(xué)成分和冷卻速度對(duì)鑄鐵石墨化和基體組織有何影響？答：(1)化學(xué)成分1)碳和硅 碳和硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化元素,鑄鐵中碳和硅的含量越高,就越容易充分進(jìn)行石墨化。由于共晶成分的鑄鐵具有最佳的鑄造性能。因此,將灰鑄鐵的碳當(dāng)量均配制到4%左右。2)錳 錳是阻止石墨化的元素,但錳與硫化合成硫化錳,減弱了硫的有害作用,結(jié)果又間接促進(jìn)石墨化的作用。

6、故鑄鐵中有適量的錳是必要的。3)硫 硫是強(qiáng)烈阻礙石墨化的元素,它不僅強(qiáng)烈地促使白口化,而且還會(huì)降低鑄鐵的流動(dòng)性和力學(xué)性能,所以硫是有害元素,必須嚴(yán)格控制其含量。精品.4)磷 磷是弱促進(jìn)石墨化的元素,同時(shí)能提高鐵液的流動(dòng)性,但磷的含量過(guò)高會(huì)增加鑄鐵的脆性,使鑄鐵在冷卻過(guò)程中易開(kāi)裂,、所以也應(yīng)嚴(yán)格控制其含量。(2)冷卻速度生產(chǎn)實(shí)踐證明,在同一成分的鑄鐵件中,其表面和薄壁部分易出現(xiàn)白口組織,而內(nèi)部和厚壁處則容易進(jìn)行石墨化。由此可見(jiàn),冷卻速度對(duì)石墨化的影響很大。冷卻速度越慢,原子擴(kuò)散時(shí)間充分,也就越有利于石墨化的進(jìn)行。冷卻速度主要決定于澆注溫度、鑄件壁厚和鑄型材料。3、試述石墨形態(tài)對(duì)鑄鐵性能的影響。答

7、：灰鑄鐵中石墨呈片狀，片狀石墨的強(qiáng)度、塑性、韌性幾乎為零，存在石墨地方就相當(dāng)于存在孔洞、微裂紋，它不僅破壞了基體的連續(xù)性，減少了基體受力有效面積，而且在石墨片尖端處形成應(yīng)為集中，使材料形成脆性斷裂。石墨片的數(shù)量越多，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。由于灰鑄鐵的抗壓強(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。故灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度一般是抗拉強(qiáng)度的3-4倍。球墨鑄鐵中石墨呈球狀，所以對(duì)金屬基體的割裂作用較小，使得基體比較連續(xù), 在拉伸時(shí)引起應(yīng)力集中的現(xiàn)象明顯下降，從而使基體強(qiáng)度利用率從灰鑄鐵的30%50%提高到70%90%，這就使球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性、疲勞強(qiáng)

8、度不僅高于其它鑄鐵，而且可以與相應(yīng)組織的鑄鋼相比?？慑戣T鐵中石墨呈團(tuán)絮狀。與灰鑄鐵相比對(duì)金屬基體的割裂作用較小，可鍛鑄鐵具有較高的力學(xué)性能，尤其是塑性與韌性有明顯的提高。4、指出下列牌號(hào)鑄鐵的類(lèi)別、用途及主要性能指標(biāo)：答： ht150 表示抗拉強(qiáng)度值大于150mpa的普通灰鑄鐵，主要用于低負(fù)荷及不重要的零件如蓋、手輪等。 ht250 表示抗拉強(qiáng)度值大于250mpa的孕育鑄鐵，主要用于制造力學(xué)性能要求較高的鑄件如汽缸、聯(lián)軸器等。 kth350-10 表示抗拉強(qiáng)度大于350 mpa、延伸率大于10%的鐵素體黑心可鍛鑄鐵，主要用于制造形狀復(fù)雜、承受沖擊和振動(dòng)載荷的零件，如減速器殼等。 ktz550-

9、04 表示抗拉強(qiáng)度大于550 mpa、延伸率大于4%的珠光體黑心可鍛鑄鐵，主要用于制造強(qiáng)度、耐磨性要求較高的零件，如曲軸、連桿等。 qt420-10 表示抗拉強(qiáng)度大于420 mpa、延伸率大于10%的球墨鑄鐵，主要用于制造閥體、閥蓋等。精品.四、選擇題1、普通鑄鐵力學(xué)性能的好壞，主要取決于( a )。a、基體組織類(lèi)型 b、熱處理的情況 c、石墨的形狀、大小與分布 d、石墨化程度2、灰鑄鐵床身薄壁處出現(xiàn)白口組織，造成切削加工困難，解決的辦法是( c )。a、改用球鐵 b、正火 c、石墨化退火 d、等溫淬火3、提高灰鑄鐵耐磨性應(yīng)選用( c )。a、整體淬火 b、滲碳+淬火+低溫回火 c、表面淬火

10、d、等溫淬火4、鑄鐵中的合金元素( c )對(duì)石墨化起促進(jìn)作用。a、mn b、s c、si 5、經(jīng)變質(zhì)處理后的灰口鑄鐵，其石墨形態(tài)呈( b )狀。a、球 b、細(xì)片 c、團(tuán)絮 6、可鍛鑄鐵的生產(chǎn)過(guò)程必須經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟，第一步要鑄成( c )，第二步再經(jīng)過(guò)石墨化退火而成。a、灰口鑄件 b、麻口鑄件 c、白口鑄件7、常用鑄件的含碳量通?？刂圃? c )成份范圍內(nèi)。a、亞共晶 b、共晶 c、過(guò)共晶8、就塑性而言，( b )基體的灰口鑄鐵塑性較好。a、p b、f c、p+f9、鑄造過(guò)程，鑄件的組織與冷卻速度有關(guān)，( a )冷時(shí)鑄件易出現(xiàn)白口組織。a、快 b、慢 c、中速10、灰口鑄件淬火處理后，其組織中的片

11、狀石墨將( c ) 。a、變?yōu)閙 b、變?yōu)閜 c、不變11、將鑄件加熱到500560，保溫后隨爐冷至150200出爐空冷，此處理稱(chēng)為( c ) 。a、再結(jié)晶退火 b、高溫回火 c、消除應(yīng)力退火12、要獲得珠光體為基體的球墨鑄鐵，可采用( c ) 。a、高溫退火 b、低溫退火 c、正火精品.13、耐熱鑄鐵大多使用（ b ）為基體組織 + 球狀石墨，以免受熱時(shí)發(fā)生滲碳體分解石墨化及氧化性氣體滲入鑄鐵內(nèi)。a、p b、f c、p+f五、判斷題( f ) 1、灰鑄鐵通過(guò)熱處理可將片狀石墨變成球狀石墨或團(tuán)絮狀石墨，從而改善鑄鐵的力學(xué)性能。( f ) 2、可鍛鑄鐵塑性好，故容易鍛造成形。( t ) 3、球墨鑄鐵可通過(guò)調(diào)質(zhì)處理和等溫淬火工藝提高其力學(xué)性能。( t ) 4、灰鑄鐵的減振性能比鋼好。