铸铁Microsoft PowerPoint 演示文稿

第五章铸铁引言:1、何为铸铁？铸铁是碳质量分数大于2.11%、并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。用于制造机床的床身、床头箱,发动机的汽缸体、机器的底座等，是工程上最常用的金属材料之一。箱体启动阀2、铸铁分几类？根据碳在铸铁中存在形式不同，可分三大类：（1）白口铸铁（2）灰口铸铁（3）麻口铸铁C的存在形式：渗碳体(Fe3C)，断口为白色。性能硬而脆，难以切削加工。主要用作炼钢原料，高耐磨零件（如轧辊、犁铧等）。C的存在形式：石墨，断口为灰黑色。C的存在形式：石墨+渗碳体，断口为黑白色。灰铸铁是铸造性能最好，应用最广泛的铸铁材料。性能：脆性大，很少使用。第六章铸铁根据石墨（G）在铸铁中存在形态，可分为：普通灰铸铁：石墨呈片状可锻铸铁：石墨呈团絮状蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状球墨铸铁：石墨呈球状3、灰口铸铁的种类第六章铸铁第1节普通灰铸铁一、灰铸铁的组织由于石墨形成的程度不同，灰铸铁有铁素体、珠光体、(铁素体+珠光体)+石墨三种基本组织。F+片状石墨（F+P）+片状石墨P+片状石墨第六章铸铁由于石墨片对钢基体产生的割裂作用，破坏了钢基体的连续性、完整性，减少了钢基体的有效面积，使其抗拉强度低于钢、而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。灰铸铁具有非常优良的铸造性能。优点：灰铸铁的减振性、耐磨性、导热性好，缺口敏感性低。二、灰铸铁的性能与应用但其抗压强度与钢相近，因此普通灰铸铁广泛用于作承受压力载荷的零件和结构，如机座、机床床身、轴承等。叶轮发动机飞轮§6-1普通灰铸铁三、灰铸铁的牌号HT+三位数字，数字表示最低抗拉强度。五、灰铸铁的热处理如：HT150，HT200，HT250热处理只能改变基体组织，不能改变石墨的形态和分布，对提高性能效果不大。通常对其进行热处理的方法和平共处目的是：1、消除内应力退火：2、高温退火：消除白口组织3、表面淬火：提高表面硬度、耐磨性和疲劳强度。§6-1普通灰铸铁四、灰铸铁的孕育处理（变质处理）：变质剂：硅铁75％。在铸铁未浇注前，向铁水中加入少量变质剂（Si＋Fe）、（Si＋Ca），形成非自发晶核，细化晶粒，从而提高其力学性能。（强度、硬度、气密性显著提高）第2节可锻铸铁（俗称为玛铁、马钢）一、生产方法：先将铸铁浇注成白口铸铁,然后进行高温石墨化退火,使渗碳体分解得到团絮状石墨。二、可锻铸铁的组织可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。第六章铸铁也即黑心可锻铸铁和白心可锻铸铁。三、可锻铸铁的牌号四、可锻铸铁的性能及应用可锻铸铁较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。可锻铸铁不可锻。铁素体可锻铸铁以“KT”表示，珠光体可锻铸铁以“KTZ”表示。其后的两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。如：KT350-10、KTZ600-3可锻铸铁的牌号和机械性能§6-2可锻铸铁第3节球墨铸铁一、生产方法：在浇注前向铁水中加入一定量的球化剂而直接获得球状石墨,得到球墨铸铁.二、球墨铸铁的组织第六章铸铁三、球墨铸铁的牌号四、球墨铸铁的和机械性能用“QT”标明，其后两组数值表示最低抗拉强度和延伸率。QT420-10、QT600-2、QT800-2如:机械性能牌号基体bMPa0.2MPa5%akkJ/m2HB应用举例QT400-17铁素体40025017600≤179汽车、拖拉机床底盘零件；16-64大气压阀门的阀体、阀盖QT420-10铁素体42027010300≤207QT500-5铁素体+球光体5003505－147～241机油泵齿轮QT600-2球光体6004202－2297～302柴油机、汽油机曲轴；磨床、铣床、车床的主轴；空压机、冷冻机缸体、缸套QT700-2球光体7004902－2297～302QT800-2球光体8005602－2417～321§6-3球墨铸铁六、球墨铸铁调质和正火后的组织性能机械性能热处理工艺显微组织σbMPa5%akkJ/m2HB调质:980℃退火后,900℃油淬+580℃回火回火索氏体+石墨800～10001.7～2.7260～320240～340正火:980℃退火后,900℃正火+580℃去应力退火珠光体+5%铁素体+石墨7002.5100317～321五、球墨铸铁的应用具有与钢相近的力学性能，可代替钢和合金钢使用。球墨铸铁管道接口§6-3球墨铸铁第4节蠕墨铸铁一、生产方法：在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂而炼成的，其方法与程序与球墨铸铁基本相同。二、蠕墨铸铁的组织蠕墨铸铁的石墨具有介于片状和球状之间的中间形态，其石墨片的长厚比较小，端部较钝。呈蠕虫状。第六章铸铁蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。它的强度接近于球墨铸铁，并且有一定的韧性、较高的耐磨性；同时又有和灰口铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。三、蠕墨铸铁的牌号、性能和应用蠕墨铸铁以“RuT”表示，其后的数字表示最低抗拉强度。RuT300、RuT420如：蠕墨铸铁已成功地用于高层建筑中高压热交换器、内燃机汽缸和缸盖、汽缸套、钢锭模、液压阀等铸件。牌号：性能：应用：排气管进气管§6-4蠕墨铸铁第5节特殊性能铸铁在铸铁中加入某些合金元素，得到一些具有各种特殊性能的合金铸铁。1、耐磨铸铁（加铬）2、耐热铸铁（Al、Si、Cr）扇形扩散器托架衬板弯管第六章铸铁石墨呈片状§6-5特殊性能铸铁石墨呈团絮状§6-5特殊性能铸铁石墨呈球状§6-5特殊性能铸铁石墨呈蠕虫状§6-5特殊性能铸铁何为石墨？石墨是游离状态的碳，其强度、硬度、塑性、韧性很低，硬度仅为3—5HBS，伸长率近于零。铸铁的组织可以看成是在铁或钢的基体上夹杂着石墨，石墨对基体产生割裂作用。因此，石墨的存在使铸铁的力学性能下降，其性能比钢低，不能锻造，且石墨的数量越多，越粗大，分布越不均匀，铸铁的力学性能越差。但石墨的存在也赋予铸铁许多钢所不及的优良性能，如铸造性能、切削性能、减振性和减摩性等。提示：缺口敏感性—由于石墨的组织松软，能够吸收震动；因而又使铸铁具有良好的消振性；加之片状石墨本身就相当于许多微缺口，故铸铁尚有低的缺口敏感性。§6-5特殊性能铸铁铸铁的石墨化铸铁组织的类型取决于石墨化的程度。（1）铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。石墨化若能充分或大部分进行，则能获得灰口铸铁，反之将得到白口铸铁。石墨既可以从液体和奥氏体中析出，也可以通过渗碳体分解来获得。灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体中析出；可锻铸铁中的石墨则完全由白口铸铁经长时间退火，由渗碳体分解而得到。§6-5特殊性能铸铁（2）影响石墨化的因素冷却速度：缓慢冷却有利于石墨化；合金元素：C和Si强烈促进，S强烈阻碍，Mn阻碍，P微弱促进。§6-5特殊性能铸铁提示：影响铸铁组织和性能的因素（G＝石墨）（1）化学成分：C、Si→G，Mn、S、P→Fe3C。（2）冷却速度：V↑→Fe3C、V↓→G。（3）铸件壁越厚，冷却越缓慢。（4）灰铸铁高温石墨化充分，低温石墨化不同即产生铁素体、铁素体+珠光体、珠光体三种基体。白口铸铁石墨化完全被抑制（Fe—Fe3C）。麻口铸铁组织介于白口与灰口之间。