第七章铸铁
第七章 铸铁
引言 口从铁碳相图知道,含碳量大于2.11%的铁碳合金称 为铸铁,工业上常用的铸铁的成分范围是: 2.5~4.0%C,1.0~3.0%Si,0.5~1.4Mn 0.01~0.50%P,0.02~0.20%S,有时还含有一 些合金元素,如:Cr、Mo、V、Cu、A等 口虽然铸铁的机械性(抗拉强度、塑性、韧性)较低, 但是由于其生产成本低廉,具有优良的铸造性、可 切削加工性、减震性及耐磨性,因此在现代工业中 仍得到了普遍的应用,典型的应用是制造机床的床 身、内燃机的汽缸、汽缸套、曲轴等 口铸铁的组织可以理解为在钢的组织基体上分布有不 同形状、大小、数量的石墨
引 言 从铁碳相图知道，含碳量大于2.11%的铁碳合金称 为铸铁，工业上常用的铸铁的成分范围是： 2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si，0.5~1.4Mn， 0.01~0.50%P，0.02~0.20%S，有时还含有一 些合金元素，如：Cr、Mo、V、Cu、Al等。 虽然铸铁的机械性（抗拉强度、塑性、韧性）较低， 但是由于其生产成本低廉，具有优良的铸造性、可 切削加工性、减震性及耐磨性，因此在现代工业中 仍得到了普遍的应用，典型的应用是制造机床的床 身、内燃机的汽缸、汽缸套、曲轴等。 铸铁的组织可以理解为在钢的组织基体上分布有不 同形状、大小、数量的石墨
铸铁 口一、铸铁的石墨化过程 口二、影响铸铁石墨化的因素 口三、灰铸铁的组织分类及性能特点 口四、各类灰口铸铁的牌号及用途 口五、铸铁的热处理及合金铸铁
铸 铁 一、铸铁的石墨化过程 二、影响铸铁石墨化的因素 三、灰铸铁的组织分类及性能特点 四、各类灰口铸铁的牌号及用途 五、铸铁的热处理及合金铸铁
一、铸铁的石墨化过程 口石墨的晶体结构 口铸铁的石墨化过程 口根据石墨化程度不同铸铁的分类
一、铸铁的石墨化过程 石墨的晶体结构 铸铁的石墨化过程 根据石墨化程度不同铸铁的分类
石墨的晶体结构 口石墨为稳定相,具有特殊的简单六方晶格,其底面原子呈六方 网格排列,原子间距小(1.42×10-10m),结合力很强;而 底面之间的间距较大(3.04×10-10m),结合力较弱。所以 石墨的强度、硬度和塑性都很差。 下页
石墨的晶体结构 石墨为稳定相，具有特殊的简单六方晶格，其底面原子呈六方 网格排列，原子间距小（1.42×10-10m），结合力很强；而 底面之间的间距较大（3.04×10-10m），结合力较弱。所以 石墨的强度、硬度和塑性都很差。 下页
Fe-G相图 口对铁碳合金的结晶 1600 过程来说,实际上存 1400 在两种相图,即 温度 FeaC-Fe和Fe-G相图, 21406 184.3 铁碳合金结晶条件不 ℃1000 Y+Fe3C(实线) 800y+FC(虚线) 同可以全部或部分地 0.77 按照其中的一种或另 a+Fe3C(实线) 一种相图进行结晶 a+Fe3C(虚线) 200 FesC 1.0203.0405060669 W×10返回
Fe - G相图 对铁碳合金的结晶 过程来说，实际上存 在两种相图，即 Fe 3 C -Fe 和Fe - G相图， 铁碳合金结晶条件不 同可以全部或部分地 按照其中的一种或另 一种相图进行结晶 1.0 600 200 400 温 1400 度℃ 1000 800 1200 1600 0.77 α+Fe3C（实线） α+Fe3C（虚线） 2.0 3.0 4.0 5.0 C 6.0 6.69 Fe3C γ+Fe3C（实线） γ+Fe3C（虚线） 4.06 2.11 2.08 3 0.68 γ 1148 1154 4.3 L 返回
铸铁的石墨化过程 口铸铁组织中石墨的形成叫叫“石墨化”过程 口第一阶段 口共晶石墨 口第二阶段 已r→Ar+(, 口二次石墨 口第三阶段 口共析石墨 +G 共晶 返回
铸铁的石墨化过程 铸铁组织中石墨的形成叫叫“石墨化”过程。 第一阶段 共晶石墨 第二阶段 二次石墨 第三阶段 共析石墨 返回
根据石墨化程度不同铸铁的分类 根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同,铸铁 可分为如下三类 (1)灰口铸铁 第一和第二阶段石墨化过程进行充分,其断口为 暗灰色,工业上所用的铸铁几乎全部属于这一类 根据第三阶段进行情况的不同有铁素体,铁素体+珠光 体及珠光体灰口铸铁。 (2)白口铸铁:没有石墨化,完全按Fe干e3C相图进行 结晶而得到的铸铁(F+Fe3C)Fe3C1+Ld、Ld、P+ Fe3CI+ Ld 」(3)麻口铸铁:第一阶段石墨化未充分进行,其组织 Ld+P+G,含有Ld工业上应用较少(脆、硬) 返回
根据石墨化程度不同铸铁的分类 根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁 可分为如下三类： ◼ （ 1）灰口铸铁 第一和第二阶段石墨化过程进行充分，其断口为 暗灰色，工业上所用的铸铁几乎全部属于这一类。 根据第三阶段进行情况的不同有铁素体，铁素体+珠光 体及珠光体灰口铸铁。 ◼ （2）白口铸铁：没有石墨化，完全按Fe-Fe3C相图进行 结晶而得到的铸铁（F+Fe3C） Fe3CI+Ld’ 、Ld’ 、P+ Fe3CⅡ+ Ld’ 。 ◼ （3）麻口铸铁：第一阶段石墨化未充分进行，其组织 Ld’+P+G，含有Ld’工业上应用较少（脆、硬） 返回
二、影响石墨化的主要因素 口化学成分 口冷却速度
二、影响石墨化的主要因素 化学成分 冷却速度
化学成分的影响 口C促进石墨化进行,含碳量愈高愈易石墨化,但不能太高,使石 墨数量增多,粗化、性能变差,太低易出白口,故2.5~4.0%C。 口合金元素:促进石墨化,Si、P等,铸铁中每增加1%的Sⅰ共晶 点的含碳量相应降低1/3,保证2.5~4.0%C的铸铁具有好的铸 造性能。 口P含量大于0.3%后出现Fe3P,硬而脆,细小均匀分布时,提高 铸铁的耐磨性,反之连成网,降低铸铁的强度,除耐磨铸铁外, (0.5~1.0%P)通常铸铁P含量<0.3% 口阻碍石墨化Mn、S等。 口S不仅阻碍石墨化,还会降低铸铁的强度和流动性,故其含量应 尽量低,一般在0.15%以下,而錳因为可与硫形成MnS,减弱 硫的有害作用,同时可促进珠光体基体的形成,从而提高铸铁的 强度,故可充许其含量在0.5~1.4% 返回
化学成分的影响 C促进石墨化进行，含碳量愈高愈易石墨化，但不能太高，使石 墨数量增多，粗化、性能变差，太低易出白口，故2.5~4.0%C。 合金元素：促进石墨化，Si、P等，铸铁中每增加1%的Si共晶 点的含碳量相应降低1/3，保证2.5~4.0%C的铸铁具有好的铸 造性能。 P含量大于0.3%后出现Fe3P，硬而脆，细小均匀分布时，提高 铸铁的耐磨性，反之连成网，降低铸铁的强度，除耐磨铸铁外， （0.5~1.0%P）通常铸铁P含量＜0.3%。 阻碍石墨化Mn、S等。 S不仅阻碍石墨化，还会降低铸铁的强度和流动性，故其含量应 尽量低，一般在0.15%以下，而錳因为可与硫形成MnS，减弱 硫的有害作用，同时可促进珠光体基体的形成，从而提高铸铁的 强度，故可充许其含量在0.5~1.4% 返回