4.2铸铁

4.2铸铁碳质量分数大于2.11%、并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。（工业用铸铁含碳2.5-4.0%）良好铸造性能，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。箱体启动阀铸铁分类（碳在铸铁中存在形式）（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)，断口为银白色。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（G），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。根据石墨（G）在铸铁中存在形态分为：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：石墨呈球状灰口铸铁：1、石墨化过程铁碳合金中C的存在形式：渗碳体（Fe3C)+游离状态的石墨2、影响因素化学成分：碳和硅是强烈促进石墨化的元素碳2.5～4.0%硅1.0～3.0%（防止白口铁生成）冷却速度：铸件壁厚，冷却速度慢，石墨化进行充分，薄壁件易“白口化”。同一铸件得到的组织不尽相同。铸铁的石墨化Fe3C3Fe+G铁碳合金结晶过程析出G过程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(孔洞），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、减振性和减摩性、切削性能等。认识石墨：铸铁的石墨化2、灰铸铁的组织铁素体、珠光体、铁素体+珠光体三种基本组织。实际生产过程中，浇铸前在铁液中加入孕育剂（75%硅铁）灰铸铁由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过程形成1、生产方式P+片状石墨F+片状石墨（F+P）+片状石墨灰铸铁常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片状石墨。常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。硅铁硅钙2、灰铸铁的组织由于石墨片对钢基体产生的割裂作用，使其抗拉强度低于钢、而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。3、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，如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体等。灰铸铁灰铸铁4、灰铸铁的牌号HT+三位数字，数字表示最低抗拉强度。如：HT150，HT200，HT2501、生产方法：先用含碳、硅较低铁液浇注成白口铸铁,然后进行高温石墨化退火,使渗碳体分解得到团絮状石墨。2、可锻铸铁的组织铁素体（黑心）、珠光体、（白心）可锻铸铁黑心可锻铸铁珠光体可锻铸铁3、可锻铸铁的牌号铁素体可锻铸铁以“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：KTH350-10、KTZ600-3KTB350-04可锻铸铁的牌号和机械性能可锻铸铁4、可锻铸铁的性能及应用团絮状石墨对基体割裂作用和引起的应力集中比片状石墨小，可锻铸铁较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。但可锻铸铁不可锻。用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。可锻铸铁管件可锻铸铁球墨铸铁1、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。球化剂：镁或稀土镁合金为避免白口，并使石墨细小均匀，在球化处理同时还进行孕育处理。常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。球墨铸铁2、球墨铸铁的组织球墨铸铁3、球墨铸铁的牌号两组数值表示最低抗拉强度和延伸率。QT420-10、QT600-2、QT800-2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+珠光体5003505－147～241机油泵齿轮QT600-2珠光体6004202－229～302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珠光体7004902－229～302QT800-2珠光体8005602－241～321球墨铸铁4、球墨铸铁的性能及应用球状石墨比团絮状更为圆整，对基体影响更小具有与钢相近的力学性能，还具有良好的铸造性、耐磨性和切削加工性，用来制造受力复杂重要机件。部分代替铸钢、锻钢件。球墨铸铁管道接口蠕墨铸铁1、生产方法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。蠕化剂为稀土硅铁镁合金、稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等。蠕墨铸铁2、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。蠕墨铸铁中的石墨铁素体基体珠光体基体蠕墨铸铁3、蠕墨铸铁的牌号、性能和应用牌号：RuT300、RuT420数字表示最低抗拉强度。性能：新型高强铸铁材料，强度接近于球墨铸铁，并有一定的韧性、较高的耐磨性；又有和灰口铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。应用：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。排气管进气管加入某些合金元素，得到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合金铸铁⑵耐磨性能好由于石墨本身有润滑作用。⑶消振性能好由于石墨可以吸收振动能量。⑷铸造性能好由于铸铁硅含量高,成分接近于共晶.⑸切削性能好由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。⑴力学性能低由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，且易导致应力集中。铸铁的性能特点