第8章铸铁 教学提示:含碳量大于2.1%的铁碳合金称为铸铁。工业铸铁的机械性能(抗拉强度、 塑性、韧性)较低,但工业铸铁具有优良的铸造性能、可切削加工性、耐磨性、吸振性、生 产工艺简单、成本低廉等特点,因此被广泛地应用于机械制造、冶金、矿山、石油化工 通运输、建筑和囯防生产部门。根据碳的存在方式及石墨形态不同,工业铸铁分为白口 铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁及特殊性能铸铁。 教学要求:本章让学生在学习了常用工业铸铁的分类、成分及组织特点的基础上,通 过比较和综合分析各种铸铁的性能特点,深入了解各种工业铸铁的适用场合,并通过对铸 铁材料在工程应用实例的分析和课堂讨论,进一步熟悉和掌握在不同工况条件选择铸铁材 料的一般原则和方法 概述 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:wc=2 4.0%,ws=1.0%~30%,wM2=0.5%~14%,Wp=0.01%~0.50%,s=002%~0.20%,有时 还含有一些合金元素,如:Cr、Mo、V、Cu、Al等。铸铁与钢的主要区别是铸铁的含碳硅 量较高,杂质元素S、P含量较多,在加工手段上铸铁制成零件毛坯只能用铸造方法,不能 用锻造或轧制方法。铸铁的机械性能(抗拉强度、塑性、韧性)较低,但是由于铸铁具有优 良的铸造性能、可切削加工性、耐磨性、吸振性、生产工艺简单、成本低廉等特点,因此 被广泛地应用于机械制造、冶金、矿山、石油化工、交通运输、建筑和国防生产部门,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。另外,通过在铸铁中添加 合金元素或实施各种热处理,还可获得耐高温、耐热、耐蚀、耐磨、无磁性等各类特殊性 能的铸铁。 81.1铸铁的特点和分类 1.铸铁的特点 1)成分与组织的特点 铸铁与碳钢相比较,除了有较高的碳、硅含量外,还有较高含量的杂质硫和磷。 由于铸铁中的碳主要是以石墨的形态存在,所以铸铁的组织是由金属基体和石墨所组 成的。铸铁的金属基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体,经热处理后还可以是马 氏体或贝氏体等组织,它们相当于钢的组织,因此可以把铸铁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。铸铁中石墨的形态可分为6种:片状、蟹状、开花状、 蠕虫状、团絮状和球状,如图8.1所示
第 8 章 铸 铁 教学提示：含碳量大于 2.11%的铁碳合金称为铸铁。工业铸铁的机械性能(抗拉强度、 塑性、韧性)较低，但工业铸铁具有优良的铸造性能、可切削加工性、耐磨性、吸振性、生 产工艺简单、成本低廉等特点，因此被广泛地应用于机械制造、冶金、矿山、石油化工、 交通运输、建筑和国防生产部门。根据碳的存在方式及石墨形态不同，工业铸铁分为白口 铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁及特殊性能铸铁。 教学要求：本章让学生在学习了常用工业铸铁的分类、成分及组织特点的基础上，通 过比较和综合分析各种铸铁的性能特点，深入了解各种工业铸铁的适用场合，并通过对铸 铁材料在工程应用实例的分析和课堂讨论，进一步熟悉和掌握在不同工况条件选择铸铁材 料的一般原则和方法。 8.1 概 述 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：wC=2.5%～ 4.0%，wSi=1.0%～3.0%，wMn=0.5%～1.4%，wP=0.01%～0.50%，wS=0.02%～0.20%，有时 还含有一些合金元素，如：Cr、Mo、V、Cu、Al 等。铸铁与钢的主要区别是铸铁的含碳硅 量较高，杂质元素 S、P 含量较多，在加工手段上铸铁制成零件毛坯只能用铸造方法，不能 用锻造或轧制方法。铸铁的机械性能(抗拉强度、塑性、韧性)较低，但是由于铸铁具有优 良的铸造性能、可切削加工性、耐磨性、吸振性、生产工艺简单、成本低廉等特点，因此 被广泛地应用于机械制造、冶金、矿山、石油化工、交通运输、建筑和国防生产部门，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。另外，通过在铸铁中添加 合金元素或实施各种热处理，还可获得耐高温、耐热、耐蚀、耐磨、无磁性等各类特殊性 能的铸铁。 8.1.1 铸铁的特点和分类 1. 铸铁的特点 1) 成分与组织的特点 铸铁与碳钢相比较，除了有较高的碳、硅含量外，还有较高含量的杂质硫和磷。 由于铸铁中的碳主要是以石墨的形态存在，所以铸铁的组织是由金属基体和石墨所组 成的。铸铁的金属基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，经热处理后还可以是马 氏体或贝氏体等组织，它们相当于钢的组织，因此可以把铸铁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。铸铁中石墨的形态可分为 6 种：片状、蟹状、开花状、 蠕虫状、团絮状和球状，如图 8.1 所示
金属学与热处理 心 、;w 片状 蟹状 开花状 蠕虫状 团絮状 图8.1铸铁中的石墨形态 2)铸铁的性能特点 铸铁的机械性能主要取决于铸铁基体组织以及石墨的数量、形状、大小及分布特点 石墨机械性能很低,硬度仅为3HB~5HB,抗拉强度为20MPa,延伸率接近零。石墨与基 体相比,其强度和塑性都要小得多。石墨减小铸铁的有效承载截面积,同时石墨尖端易使 铸件在承载时产生应力集中,形成脆性断裂。因此,铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都要比 碳钢低。一般说来,石墨的数量越少,分布越分散,形状越接近球形,则铸铁的强度、塑 性和韧性越高 图82为铸铁与钢的应力-应变曲线比较示意图。由图中可以看出,钢在断裂前,有明 显的屈服阶段,其延伸率较高,而铸铁则没有明显的屈服阶段,铁素体加球状石墨铸铁的 延伸率为25%,片状石墨的普通铸铁由于石墨边缘尖端产生应力集中,从而容易造成脆性 断裂,延伸率约在1%以下。 球墨铸铁 普通铸铁 应变/% 图82铸铁与钢的应力应变曲线的比较示意图 虽然铸铁的机械性能不如钢,但由于石墨的存在,却赋予铸铁许多为钢所不及的特殊 性能: ①石墨造成脆性切削,铸铁的切削加工性能优异
·160· 金属学与热处理 ·160· 图 8.1 铸铁中的石墨形态 2) 铸铁的性能特点 铸铁的机械性能主要取决于铸铁基体组织以及石墨的数量、形状、大小及分布特点。 石墨机械性能很低，硬度仅为 3HB～5HB，抗拉强度为 20MPa，延伸率接近零。石墨与基 体相比，其强度和塑性都要小得多。石墨减小铸铁的有效承载截面积，同时石墨尖端易使 铸件在承载时产生应力集中，形成脆性断裂。因此，铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都要比 碳钢低。一般说来，石墨的数量越少，分布越分散，形状越接近球形，则铸铁的强度、塑 性和韧性越高。 图 8.2 为铸铁与钢的应力-应变曲线比较示意图。由图中可以看出，钢在断裂前，有明 显的屈服阶段，其延伸率较高，而铸铁则没有明显的屈服阶段，铁素体加球状石墨铸铁的 延伸率为 25%，片状石墨的普通铸铁由于石墨边缘尖端产生应力集中，从而容易造成脆性 断裂，延伸率约在 1%以下。 图 8.2 铸铁与钢的应力-应变曲线的比较示意图 虽然铸铁的机械性能不如钢，但由于石墨的存在，却赋予铸铁许多为钢所不及的特殊 性能： ① 石墨造成脆性切削，铸铁的切削加工性能优异
第8章铸铁 ②铸铁的铸造性能良好,铸件凝固时形成石墨产生的膨胀,减少铸件体积的收缩,降 低铸件中的内应力。 ③石墨有良好的润滑作用,并能储存润滑油,使铸件有很好的耐磨性能。 ④石墨对振动的传递起削弱作用,使铸铁有很好的抗振性能 ⑤大量石墨的割裂作用,使铸铁对缺口不敏感。 2.铸铁的分类 按照凝固过程中热力学及动力学条件的不同,碳能以化合态渗碳体的形式存在,或者 以游离态的石墨存在。工业上广泛应用的铸铁中,碳主要是以游离态的石墨存在。根据铸 铁中的碳在结晶过程中的析出状态以及凝固后断面颜色的不同,铸铁可分为以下几类 ①白口铸铁。凝固后断口呈现白亮色,除少量溶于铁素体外,碳的主要存在形式是化 合物滲碳体,没有石墨,因此白口铸铁硬度高,性脆,工业上很少应用,只有少数的部门 采用,例如农业上用的犁,除此之外多作为炼钢用的原料和生产可锻铸铁,作为炼钢原料 时,通常称它为生铁。 ②灰铸铁。凝固后断口呈现黑灰色,碳绝大部分以游离态的片状石墨形式存在,根据 石墨片的粗细不同,又可把灰口铸铁分为普通灰口铸铁和孕育铸铁两类。 ③球墨铸铁。铁液浇注前经过球化处理,碳大部分或全部以球状石墨形态存在。 ④蠕墨铸铁。铁液浇注前经过蠕化处理,碳以介于片状石墨和球状石墨之间的蠕虫形 态存在 ⑤可锻铸铁。其由白口铸铁经石墨化退火后制成,碳大部分或全部以团絮状形态存在 ⑥特殊性能铸铁。为了改善铸铁的某些特殊性能如耐磨、耐热和耐蚀等,而加入一定 的合金元素Cr、Ni、Mo、Si,所以又把这类铸铁叫合金铸铁 812铸铁的石墨化 1.铁碳合金的双重相图 铸铁中碳以石墨和渗碳体两种形式出现,石墨是稳定相,渗碳体是一个亚稳定相,其 在热力学上是不稳定的,在一定条件下其将分解为石墨。因此描述铁碳合金结晶过程和组 织转变的相图实际上有两个,一个是 Fe-Fe3C系相图(铁-碳合金亚稳定系状态图),另一个 是Fe-G(石墨)系相图(铁一碳合金稳定系状态图)。研究铸铁时,通常把两者叠合在一起,就 得到铁碳合金的双重相图(见图83)。图中的实线表示Fe-Fe3C系相图,部分实线再加上虚 线表示Fe-G系相图,虚线与实线重合的线条以实线表示。由图中可以看出:虚线都位于实 线的上方和左上方;在FeG系中,碳在液态合金、奥氏体和铁素体中的溶解度都较在 Fe-Fe￡C系中的溶解度小;发生石墨转变的共晶温度和共析温度都比发生渗碳体转变的共晶 温度和共析温度高。铸铁自液态冷却到固态时,若按Fe-Fe3C相图结晶,就得到白口铸铁, 若是按FeG相图结晶,就析出石墨,即发生石墨化过程。若是铸铁自液态冷却到室温,既 按Fe-Fe3C相图,同时又按re-G相图进行,则固态由铁素体、渗碳体及石墨三相组成 2.铸铁石墨化过程的热力学和动力学条件 1)热力学条件 图84是铸铁中各种组织自由能随温度而变化的曲线。由图中可以看出
第 8 章 铸铁 ·161· ·161· ② 铸铁的铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生的膨胀，减少铸件体积的收缩，降 低铸件中的内应力。 ③ 石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油，使铸件有很好的耐磨性能。 ④ 石墨对振动的传递起削弱作用，使铸铁有很好的抗振性能。 ⑤ 大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感。 2. 铸铁的分类 按照凝固过程中热力学及动力学条件的不同，碳能以化合态渗碳体的形式存在，或者 以游离态的石墨存在。工业上广泛应用的铸铁中，碳主要是以游离态的石墨存在。根据铸 铁中的碳在结晶过程中的析出状态以及凝固后断面颜色的不同，铸铁可分为以下几类： ① 白口铸铁。凝固后断口呈现白亮色，除少量溶于铁素体外，碳的主要存在形式是化 合物渗碳体，没有石墨，因此白口铸铁硬度高，性脆，工业上很少应用，只有少数的部门 采用，例如农业上用的犁，除此之外多作为炼钢用的原料和生产可锻铸铁，作为炼钢原料 时，通常称它为生铁。 ② 灰铸铁。凝固后断口呈现黑灰色，碳绝大部分以游离态的片状石墨形式存在，根据 石墨片的粗细不同，又可把灰口铸铁分为普通灰口铸铁和孕育铸铁两类。 ③ 球墨铸铁。铁液浇注前经过球化处理，碳大部分或全部以球状石墨形态存在。 ④ 蠕墨铸铁。铁液浇注前经过蠕化处理，碳以介于片状石墨和球状石墨之间的蠕虫形 态存在。 ⑤ 可锻铸铁。其由白口铸铁经石墨化退火后制成，碳大部分或全部以团絮状形态存在。 ⑥ 特殊性能铸铁。为了改善铸铁的某些特殊性能如耐磨、耐热和耐蚀等，而加入一定 的合金元素 Cr、Ni、Mo、Si，所以又把这类铸铁叫合金铸铁。 8.1.2 铸铁的石墨化 1. 铁碳合金的双重相图 铸铁中碳以石墨和渗碳体两种形式出现，石墨是稳定相，渗碳体是一个亚稳定相，其 在热力学上是不稳定的，在一定条件下其将分解为石墨。因此描述铁碳合金结晶过程和组 织转变的相图实际上有两个，一个是 Fe-Fe3C 系相图(铁-碳合金亚稳定系状态图)，另一个 是 Fe-G(石墨)系相图(铁－碳合金稳定系状态图)。研究铸铁时，通常把两者叠合在一起，就 得到铁碳合金的双重相图(见图 8.3)。图中的实线表示 Fe-Fe3C 系相图，部分实线再加上虚 线表示 Fe-G 系相图，虚线与实线重合的线条以实线表示。由图中可以看出：虚线都位于实 线的上方和左上方；在 Fe-G 系中，碳在液态合金、奥氏体和铁素体中的溶解度都较在 Fe-Fe3C 系中的溶解度小；发生石墨转变的共晶温度和共析温度都比发生渗碳体转变的共晶 温度和共析温度高。铸铁自液态冷却到固态时，若按 Fe-Fe3C 相图结晶，就得到白口铸铁， 若是按 Fe-G 相图结晶，就析出石墨，即发生石墨化过程。若是铸铁自液态冷却到室温，既 按 Fe-Fe3C 相图，同时又按 Fe-G 相图进行，则固态由铁素体、渗碳体及石墨三相组成。 2. 铸铁石墨化过程的热力学和动力学条件 1) 热力学条件 图 8.4 是铸铁中各种组织自由能随温度而变化的曲线。由图中可以看出：
金属学与热处理 理1000 Y+Fe: C a+Fe C Fr+Fe, C Fr+G ll48115 温度/℃ 图83铁碳合金双重相图 图84铸铁中各种组织自由能随温度而变化的曲线 ①当温度高于1154℃时,由于共晶液体的自由能值F最低,因此不会发生任何相变。 ②当合金过冷到1154℃~1148℃范围时,共晶液体自由能F高于(奥氏体十石墨)共 晶体的自由能FG,因此发生液体→奥氏体+石墨的共晶转变 ③当合金过冷到1148℃温度以下时,共晶液体的自由能FL高于(奥氏体十石墨)共晶 体的自由能F+G,也高于(奥氏体+渗碳体)共晶体的自由能F+Fe3C,而形成奥氏体+石墨, 自由能差更大,热力学条件对铸铁石墨化有利。 由上述可知,从热力学上讲碳在结晶过程中倾向于形成石墨,但凝固过程不仅仅取决 于热力学条件,还和动力学条件有关。 2)动力学条件 铸铁能否进行石墨化除了取决于热力学条件外,还取决于和石墨化有关的动力学条 件。共晶成分铸铁的液相含碳量为4.3%,渗碳体的含碳量为667%,而石墨的含碳量接近 于100%,液相与滲碳体的含碳量差较小。从晶体结构的相似程度来分析,滲碳体的晶体结 构比石墨更相近于液相。因而,液相结晶时有利于渗碳体晶核的形成。与此相反,石墨的 形核和长大时,不仅需要碳原子通过扩散而集中,还要求铁原子从石墨长大的前沿作相反 方向扩散,故石墨较难长大。而渗碳体的结晶长大过程,主要依赖于碳原子的扩散,并不 要求铁原子作长距离的迁移,所以长大速度快。可见,结晶形核和长大过程的动力学条件 都是有利于渗碳体的形成。当结晶冷却速度(过冷度)増大时,动力学条件的影响表现得更 为强烈 铸铁的石墨化过程 铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。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。灰铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体中析岀: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。灰铸铁的石墨化过程 按Fe-G图进行(见图85)
·162· 金属学与热处理 ·162· 图 8.3 铁碳合金双重相图 图 8.4 铸铁中各种组织自由能随温度而变化的曲线 ① 当温度高于 1154℃时，由于共晶液体的自由能值 FL最低，因此不会发生任何相变。 ② 当合金过冷到 1154℃～1148℃范围时，共晶液体自由能 FL 高于(奥氏体＋石墨)共 晶体的自由能 Fγ+G，因此发生液体→奥氏体+石墨的共晶转变。 ③ 当合金过冷到 1148℃温度以下时，共晶液体的自由能 FL 高于(奥氏体＋石墨)共晶 体的自由能 Fγ+G，也高于(奥氏体+渗碳体)共晶体的自由能 Fγ+Fe3C，而形成奥氏体＋石墨， 自由能差更大，热力学条件对铸铁石墨化有利。 由上述可知，从热力学上讲碳在结晶过程中倾向于形成石墨，但凝固过程不仅仅取决 于热力学条件，还和动力学条件有关。 2) 动力学条件 铸铁能否进行石墨化除了取决于热力学条件外，还取决于和石墨化有关的动力学条 件。共晶成分铸铁的液相含碳量为 4.3%，渗碳体的含碳量为 6.67%，而石墨的含碳量接近 于 100%，液相与渗碳体的含碳量差较小。从晶体结构的相似程度来分析，渗碳体的晶体结 构比石墨更相近于液相。因而，液相结晶时有利于渗碳体晶核的形成。与此相反，石墨的 形核和长大时，不仅需要碳原子通过扩散而集中，还要求铁原子从石墨长大的前沿作相反 方向扩散，故石墨较难长大。而渗碳体的结晶长大过程，主要依赖于碳原子的扩散，并不 要求铁原子作长距离的迁移，所以长大速度快。可见，结晶形核和长大过程的动力学条件 都是有利于渗碳体的形成。当结晶冷却速度(过冷度)增大时，动力学条件的影响表现得更 为强烈。 3. 铸铁的石墨化过程 铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。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。灰铸铁的石墨化过程 按 Fe-G 图进行(见图 8.5)
第8章铸铁 (a)共晶灰铸铁(wC=426%)的石墨化过程 (b)亚共晶灰铸铁(wc=3.0%)的石墨化过程 1250℃ (c)过共晶灰铸铁(wc=45%)的石墨化过 图85不同成分灰铸铁的石墨化过程 蠕墨铸铁和球墨铸铁的石墨化过程和灰铸铁的石墨化过程类似,所不同的只是石墨的 形态不同而已。 铸铁的石墨化过程可以分为高温、中温、低温三个阶段。高温石墨化阶段包括低于液 相线CD以下温度冷却自液体中析出的“一次石墨”G1和低于共晶线ECF(温度1154℃ 共晶成分(C点wc=426%)发生共晶反应结晶出共晶石墨G:中温石墨化阶段包括低于共晶 温度ECF以下冷却沿ES线从奥氏体中析出“二次石墨”Gm:低温石墨化阶段包括略低于 共析温度(738℃)PSK线以下的共析成分(S点=0.68%)奥氏体发生共析转变析出的G。理论 上,在PSK温度以下冷却至室温,还可能铁素体中析出三次石墨,因为数量极微,常忽略。 在高温、中温阶段,碳原子的扩散能力强,石墨化过程比较容易进行:在低温阶段, 碳原子的扩散能力较弱,石墨化过程进行困难。在高温、中温和低温阶段石墨化过程都没 有实现,碳以re3C形式存在则称为白口铸铁。在高温、中温阶段,石墨化过程得以实现, 碳主要以G形式存在的铸铁,称为灰铸铁。在高温阶段石墨化过程得以实现,而中温、低 温阶段石墨化过程没有实现,碳以G和Fe3C两种形式存在的铸铁,称为麻口铸铁 如果按照平衡过程转变,铸铁成形后由铁素体与石墨(包括一次、共晶、二次、共析石 墨)两相组成。在实际生产中,由于化学成分、冷却速度等各种工艺制度不同,各阶段石墨 化过程进行的程度也不同,从而可获得各种不同金属基体的铸态组织,铸铁石墨化过程进 行的程度与铸铁组织的关系见表8-1。 表8-1铸铁石墨化过程进行的程度与铸铁组织 铸铁名称 石墨化进行的程度 铸铁显微组织 第一阶段石墨化 第二阶段石墨化 完全进行 F+G片 灰口铸铁完全进行 部分进行 F+PG片
第 8 章 铸铁 ·163· ·163· (a)共晶灰铸铁(wC=4.26%)的石墨化过程 (b)亚共晶灰铸铁(wC=3.0%)的石墨化过程 (c)过共晶灰铸铁(wC=4.5%)的石墨化过程。 图 8.5 不同成分灰铸铁的石墨化过程 蠕墨铸铁和球墨铸铁的石墨化过程和灰铸铁的石墨化过程类似，所不同的只是石墨的 形态不同而已。 铸铁的石墨化过程可以分为高温、中温、低温三个阶段。高温石墨化阶段包括低于液 相线 CD 以下温度冷却自液体中析出的“一次石墨”G1 和低于共晶线 ECF(温度 1154℃)的 共晶成分(C 点 wC=4.26%)发生共晶反应结晶出共晶石墨 G；中温石墨化阶段包括低于共晶 温度 ECF 以下冷却沿 ES 线从奥氏体中析出“二次石墨”GⅡ；低温石墨化阶段包括略低于 共析温度(738℃)PSK 线以下的共析成分(S 点 wC=0.68%)奥氏体发生共析转变析出的 G。理论 上，在 PSK 温度以下冷却至室温，还可能铁素体中析出三次石墨，因为数量极微，常忽略。 在高温、中温阶段，碳原子的扩散能力强，石墨化过程比较容易进行；在低温阶段， 碳原子的扩散能力较弱，石墨化过程进行困难。在高温、中温和低温阶段石墨化过程都没 有实现，碳以 Fe3C 形式存在则称为白口铸铁。在高温、中温阶段，石墨化过程得以实现， 碳主要以 G 形式存在的铸铁，称为灰铸铁。在高温阶段石墨化过程得以实现，而中温、低 温阶段石墨化过程没有实现，碳以 G 和 Fe3C 两种形式存在的铸铁，称为麻口铸铁。 如果按照平衡过程转变，铸铁成形后由铁素体与石墨(包括一次、共晶、二次、共析石 墨)两相组成。在实际生产中，由于化学成分、冷却速度等各种工艺制度不同，各阶段石墨 化过程进行的程度也不同，从而可获得各种不同金属基体的铸态组织，铸铁石墨化过程进 行的程度与铸铁组织的关系见表 8-1。 表 8-1 铸铁石墨化过程进行的程度与铸铁组织 石墨化进行的程度 铸铁名称 第一阶段石墨化 第二阶段石墨化 铸铁显微组织 灰口铸铁 完全进行 完全进行 部分进行 未进行 F+G 片 F+P+G 片 P+G 片
金属学与热处理 (续 石墨化进行的程度 铸铁名称 铸铁显微组织 阶段石墨化 第二阶段石墨化 完全进行 F+G球 球墨铸铁完全进行 部分进行 F+PG球 未进行 完全进行 F+G蠕虫 蠕墨铸铁完全进行 部分进行 F+P+G蠕虫 可锻铸铁完全进行 完全进行 FG团絮 4.影响石墨化的因素 铸铁的组织取决于石墨化进行的程度,为了获得所需的组织,就必须恰当地控制铸铁 的石墨化。实践证明,铸铁的化学成分和结晶时的冷却速度是影响石墨化和铸铁显微组织 的主要因素。 1)化学成分的影响 ①碳和硅的影响:硅和碳都是强烈促进石墨化的元素,在铸铁生产中,正确控制含碳、 硅量是获得所需组织和性能的重要措施之一。石墨来源于碳。随着含碳量的提高,铁液中 的含碳量和未溶解的石墨微粒增多,有利于石墨形核,从而促进了石墨化。但含碳量过高 会促使石墨数量增多而降低铸铁的力学性能。 硅与铁原子的结合力大于碳与铁原子之间的结合力。硅溶于铁液和铁的固溶体中,由 于削弱了铁和碳原子之间的结合力,而促使石墨化。硅还降低铸铁的共晶成分和共析成分 的含碳量,铸铁中加入硅可代替一部分碳,又不至于引起过多的石墨,硅促进石墨化的作 用约相当于三分之一碳的作用。 为了综合考虑碳和硅的影响,常用碳当量(Cε)和共晶度(Sc)表示。碳当量是将含硅量折 合成相当的碳量与实际含碳量之和,即 CE=c%+1/3s% 共晶度是指铸铁的含碳量与其共晶点含碳量的比值。在Fe-C-Si相图中,共晶度随含 硅量的变化而改变,即 Sc=vc%/(4.3%-1/3ws%) 共晶度表示铸铁的含碳量接近共晶点含碳量的程度,当SC=1时,铸铁为共晶组织 1时,铸铁为过共晶组织。铸铁的共晶度越接近于1, 铸造性能越好。但随共晶度Sc值的増加,铸铁组织中的石墨数量増多,其抗拉强度、抗弯 强度、硬度皆呈线性下降趋势。 碳、硅含量与铸铁组织关系如图86所示。随着碳、硅含量的增加,铸铁的组织由白 口转变为珠光体甚至铁素体基体的灰铸铁。通常为了获得全部是珠光体的普通灰铸铁,其 碳、硅含量应该控制在26%~35%C,1.0%~2.5%Si的范围内,厚壁逐渐取下限,薄壁铸 件取上限
·164· 金属学与热处理 ·164· (续) 石墨化进行的程度 铸铁名称 第一阶段石墨化 第二阶段石墨化 铸铁显微组织 球墨铸铁 完全进行 完全进行 部分进行 未进行 F+G 球 F+P+G 球 P+G 球 蠕墨铸铁 完全进行 完全进行 部分进行 F+G 蠕虫 F+P+G 蠕虫 可锻铸铁 完全进行 完全进行 未进行 F+G 团絮 P+G 团絮 4. 影响石墨化的因素 铸铁的组织取决于石墨化进行的程度，为了获得所需的组织，就必须恰当地控制铸铁 的石墨化。实践证明，铸铁的化学成分和结晶时的冷却速度是影响石墨化和铸铁显微组织 的主要因素。 1) 化学成分的影响 ① 碳和硅的影响：硅和碳都是强烈促进石墨化的元素，在铸铁生产中，正确控制含碳、 硅量是获得所需组织和性能的重要措施之一。石墨来源于碳。随着含碳量的提高，铁液中 的含碳量和未溶解的石墨微粒增多，有利于石墨形核，从而促进了石墨化。但含碳量过高 会促使石墨数量增多而降低铸铁的力学性能。 硅与铁原子的结合力大于碳与铁原子之间的结合力。硅溶于铁液和铁的固溶体中，由 于削弱了铁和碳原子之间的结合力，而促使石墨化。硅还降低铸铁的共晶成分和共析成分 的含碳量，铸铁中加入硅可代替一部分碳，又不至于引起过多的石墨，硅促进石墨化的作 用约相当于三分之一碳的作用。 为了综合考虑碳和硅的影响，常用碳当量(CE)和共晶度(SC)表示。碳当量是将含硅量折 合成相当的碳量与实际含碳量之和，即 CE=wC%+1/3wSi% 共晶度是指铸铁的含碳量与其共晶点含碳量的比值。在 Fe-C-Si 相图中，共晶度随含 硅量的变化而改变，即 SC = wC%/(4.3%-1/3wSi%) 共晶度表示铸铁的含碳量接近共晶点含碳量的程度，当 SC＝1 时，铸铁为共晶组织； SC＜1 时，铸铁为亚共晶组织；SC＞1 时，铸铁为过共晶组织。铸铁的共晶度越接近于 1， 铸造性能越好。但随共晶度 SC值的增加，铸铁组织中的石墨数量增多，其抗拉强度、抗弯 强度、硬度皆呈线性下降趋势。 碳、硅含量与铸铁组织关系如图 8.6 所示。随着碳、硅含量的增加，铸铁的组织由白 口转变为珠光体甚至铁素体基体的灰铸铁。通常为了获得全部是珠光体的普通灰铸铁，其 碳、硅含量应该控制在 2.6%～3.5%C，1.0%～2.5%Si 的范围内，厚壁逐渐取下限，薄壁铸 件取上限
第8章铸铁 ·165· % 2.0F I Ⅲ 图86碳、硅含量对铸铁组织的影响 一白口铸铁Ia马口铸铁Ⅱ一珠光体铸铁 Ib珠光体一铁素体铁Ⅲ-铁素体铁 ②锰的影响:锰是一个阻碍石墨化的元素。锰能溶于铁素体和渗碳体,起固定碳的作 用,从而阻碍石墨化。当铸铁中含锰量较低时,它主要是阻碍共析阶段的石墨化,有利于 获得珠光体基体铸铁。锰还能与硫结合生成MnS,消除硫的有害影响,所以是一个有益元 素。普通灰铸铁的含锰量一般在0.5%~14%范围内,若要获得铁素体基体,则取下限。若 要获得珠光体基体,则取上限。过高的含锰量易产生游离滲碳体,增加铸铁的脆性。 ③硫的影响:硫阻碍碳原子的扩散,是一个促进形成白口铸铁的元素,而且降低铁液 的流动性,恶化铸造性能,增加铸件缩松缺陷。因此,硫是一个有害元素,其含量应控制 在0.15%以下。 ④磷的影响:磷是一个促进石墨化不十分强烈的元素。磷在奧氏体和铁素体中的固溶 度很小,且随铸铁中含碳量的增加而减小。当含P量大于0.2%后,就会出现化合物FeP, 它常以二元磷共晶(α+FeP)或三元磷共晶(α+Fe3P+Fe3C)的形态存在。磷共晶的性质硬而 脆,在铸铁组织中呈孤立、细小、均匀分布时,可以提高铸铁件的耐磨性。反之,若以粗 大连续网状分布时,将降低铸件的强度,增加铸件的脆性。通常灰口铸铁的含P量应控制 在0.2%以下。 2)冷却速度的影响 铸件的冷却速度对石墨化过程也有明显的影响。一般来说,铸件冷却速度越缓慢,即 过冷度较小时,越有利于按照FeG系状态图进行结晶和转变,即越有利于石墨化过程的充 分进行。反之,铸件冷却速度快,就不利于石墨化的进行。在共析阶段,由于温度低,冷 却速度增大,原子扩散更加困难,所以在通常情况下,共析阶段的石墨化(即第二阶段的石 墨化)难以完全进行。铸件冷却速度是一个综合的因素,它与浇注温度、造型材料、铸造方 法和铸件壁厚都有关系。图8.7说明铸铁的含碳、硅量和冷却速度对铸铁组织的综合影响。 可以看出,对于一些壁厚不均匀的铸件要求获得均匀一致的组织是比较困难的(见图8.8)。 在铸铁的薄壁处,由于冷却速度较快,过冷度大,动力学条件有利于按照Fe-Fe3C亚稳系 转变成白口铸铁。为了获得组织均匀的铸件,往往通过孕育处理来防止白口或借助于热处 理来消除白口,以改善铸件性能。随着铸件壁厚的增加,石墨片的数量和尺寸都增大,铸 铁强度、硬度反而下降。这一现象称为壁厚敏感性。在实际生产中,一般是根据铸件的壁 厚(主要部位的壁厚),选择适当的化学成分(主要指碳、硅),以获得所需要的组织
第 8 章 铸铁 ·165· ·165· 图 8.6 碳、硅含量对铸铁组织的影响 I—白口铸铁 IIa—马口铸铁 II—珠光体铸铁 IIb—珠光体—铁素体铁 III—铁素体铁 ② 锰的影响：锰是一个阻碍石墨化的元素。锰能溶于铁素体和渗碳体，起固定碳的作 用，从而阻碍石墨化。当铸铁中含锰量较低时，它主要是阻碍共析阶段的石墨化，有利于 获得珠光体基体铸铁。锰还能与硫结合生成 MnS，消除硫的有害影响，所以是一个有益元 素。普通灰铸铁的含锰量一般在 0.5%～1.4%范围内，若要获得铁素体基体，则取下限。若 要获得珠光体基体，则取上限。过高的含锰量易产生游离渗碳体，增加铸铁的脆性。 ③ 硫的影响：硫阻碍碳原子的扩散，是一个促进形成白口铸铁的元素，而且降低铁液 的流动性，恶化铸造性能，增加铸件缩松缺陷。因此，硫是一个有害元素，其含量应控制 在 0.15%以下。 ④ 磷的影响：磷是一个促进石墨化不十分强烈的元素。磷在奥氏体和铁素体中的固溶 度很小，且随铸铁中含碳量的增加而减小。当含 P 量大于 0.2%后，就会出现化合物 Fe3P， 它常以二元磷共晶( α +Fe3P)或三元磷共晶( α +Fe3P+Fe3C)的形态存在。磷共晶的性质硬而 脆，在铸铁组织中呈孤立、细小、均匀分布时，可以提高铸铁件的耐磨性。反之，若以粗 大连续网状分布时，将降低铸件的强度，增加铸件的脆性。通常灰口铸铁的含 P 量应控制 在 0.2%以下。 2) 冷却速度的影响 铸件的冷却速度对石墨化过程也有明显的影响。一般来说，铸件冷却速度越缓慢，即 过冷度较小时，越有利于按照 Fe-G 系状态图进行结晶和转变，即越有利于石墨化过程的充 分进行。反之，铸件冷却速度快，就不利于石墨化的进行。在共析阶段，由于温度低，冷 却速度增大，原子扩散更加困难，所以在通常情况下，共析阶段的石墨化(即第二阶段的石 墨化)难以完全进行。铸件冷却速度是一个综合的因素，它与浇注温度、造型材料、铸造方 法和铸件壁厚都有关系。图 8.7 说明铸铁的含碳、硅量和冷却速度对铸铁组织的综合影响。 可以看出，对于一些壁厚不均匀的铸件要求获得均匀一致的组织是比较困难的(见图 8.8)。 在铸铁的薄壁处，由于冷却速度较快，过冷度大，动力学条件有利于按照 Fe-Fe3C 亚稳系 转变成白口铸铁。为了获得组织均匀的铸件，往往通过孕育处理来防止白口或借助于热处 理来消除白口，以改善铸件性能。随着铸件壁厚的增加，石墨片的数量和尺寸都增大，铸 铁强度、硬度反而下降。这一现象称为壁厚敏感性。在实际生产中，一般是根据铸件的壁 厚(主要部位的壁厚)，选择适当的化学成分(主要指碳、硅)，以获得所需要的组织
金属学与热处理 7.0 60 珠光体+铁素体灰铸铁 细晶 ≥5.0 铁 光体灰铸 70 铸件壁厚mm 图87碳硅含量和冷却速度对铸件组织的影响 图88壁厚不均匀的铸件的组织 82常用铸铁 铸铁中的石墨形态、尺寸以及分布状况对性能影响很大。铸铁中石墨状况主要受铸铁 的化学成分及工艺过程的影响。通常铸铁中石墨形态(片状或球状)在铸造后即形成,也可 将白口铸铁通过退火,让其中部分或全部的碳化物转化为团絮状形态的石墨 821灰铸铁 灰铸铁是价格最便宜、应用最广泛的一种铸铁,在各类铸铁的总产量中,灰铸铁占80% 1.灰铸铁的片状石墨形态 石墨的晶体结构为六方点阵和层状结晶,如图89(a)、(b)所示,是一个由低指数面包 围的小面晶体,由铁碳溶液中析出的石墨,其可能的长大方向为A和C,如图89(c)所示。 在铸铁凝固过程中,石墨无论以何种方式生长,其最终形貌首先取决于石墨所处溶体的热 力学条件。在不存在硫等表面活性元素以及其他杂质的情况下,石墨的正常生长形态应该 是球状的,其生长方向是沿着垂直于基面A方向进行的。但是,当铁液中存在硫和其他表 面活性元素时,铁液与石墨的界面能在石墨的两个晶面上都减小,但在棱面上减小的较大, 结果使棱面界面低于基面界面能,石墨沿棱面的方向C生长成片状石墨 基面上碳原子间靠共价键结合,其结合力为419×105~5×105J/mol,结合力强;而基面 层与层之间则靠分子键结合,结合力只有419×103~8.35×10J/mol,结合力较弱,故石墨 的强度很低。由铁液中析出的石墨易形成片状,主要取决于石墨的晶体结构。基面上密排 的碳原子间键力已经饱和,而侧面上碳原子密度小,原子键力未饱和,容易吸收碳原子, 因而石墨沿侧向生长快,这也是石墨生长成片状的原因。铸铁中石墨的生长方式和最终形 貌还受到碳原子的扩散这一动力学因素的限制。在石墨的生长过程中,石墨两侧被奥氏体 包围,碳原子向石墨两侧的扩散受到严重阻碍,而石墨端部直接与铁液接触,能够不断地 得到碳原子的堆砌,生长很快,最终形成片状石墨 由于铸铁的碳当量一般都在共晶点附近,因此石墨往往并非孤立的长大成片状石墨 单晶体,而是作为共晶体的一部分与共晶奥氏体一起长大,呈现花瓣状的空间立体形态(见 图8.10)。在金相显微镜下,花瓣状的石墨呈细条状,每一细条石墨就是花瓣状石墨多晶集
·166· 金属学与热处理 ·166· 图 8.7 碳硅含量和冷却速度对铸件组织的影响 图 8.8 壁厚不均匀的铸件的组织 8.2 常 用 铸 铁 铸铁中的石墨形态、尺寸以及分布状况对性能影响很大。铸铁中石墨状况主要受铸铁 的化学成分及工艺过程的影响。通常铸铁中石墨形态(片状或球状)在铸造后即形成，也可 将白口铸铁通过退火，让其中部分或全部的碳化物转化为团絮状形态的石墨。 8.2.1 灰铸铁 灰铸铁是价格最便宜、应用最广泛的一种铸铁，在各类铸铁的总产量中，灰铸铁占 80% 以上。 1. 灰铸铁的片状石墨形态 石墨的晶体结构为六方点阵和层状结晶，如图 8.9(a)、(b)所示，是一个由低指数面包 围的小面晶体，由铁碳溶液中析出的石墨，其可能的长大方向为 A 和 C，如图 8.9(c)所示。 在铸铁凝固过程中，石墨无论以何种方式生长，其最终形貌首先取决于石墨所处溶体的热 力学条件。在不存在硫等表面活性元素以及其他杂质的情况下，石墨的正常生长形态应该 是球状的，其生长方向是沿着垂直于基面 A 方向进行的。但是，当铁液中存在硫和其他表 面活性元素时，铁液与石墨的界面能在石墨的两个晶面上都减小，但在棱面上减小的较大， 结果使棱面界面低于基面界面能，石墨沿棱面的方向 C 生长成片状石墨。 基面上碳原子间靠共价键结合，其结合力为 4.19×105 ～5×105 J/mol，结合力强；而基面 层与层之间则靠分子键结合，结合力只有 4.19×103 ～8.35×103 J/mol，结合力较弱，故石墨 的强度很低。由铁液中析出的石墨易形成片状，主要取决于石墨的晶体结构。基面上密排 的碳原子间键力已经饱和，而侧面上碳原子密度小，原子键力未饱和，容易吸收碳原子， 因而石墨沿侧向生长快，这也是石墨生长成片状的原因。铸铁中石墨的生长方式和最终形 貌还受到碳原子的扩散这一动力学因素的限制。在石墨的生长过程中，石墨两侧被奥氏体 包围，碳原子向石墨两侧的扩散受到严重阻碍，而石墨端部直接与铁液接触，能够不断地 得到碳原子的堆砌，生长很快，最终形成片状石墨。 由于铸铁的碳当量一般都在共晶点附近，因此石墨往往并非孤立的长大成片状石墨 单晶体，而是作为共晶体的一部分与共晶奥氏体一起长大，呈现花瓣状的空间立体形态(见 图 8.10)。在金相显微镜下，花瓣状的石墨呈细条状，每一细条石墨就是花瓣状石墨多晶集
第8章铸铁 合体的一片石墨,由于铸铁化学成分和冷却条件的不同,从而改变了石墨化过程的动力学 条件,导致石墨类型、大小与分布不同。灰铸铁件的机械性能不仅与石墨片的分布类型有 关,而且还与石墨片的大小有关。灰铸铁片状石墨的大小分为8级,以1级为最粗,8级 为最细。石墨片越粗,其力学性能越差。为了获得细片状的石墨,通常采用孕育处理。经 过孕育处理的灰铸铁,称为孕育铸铁。灰铸铁的金属基体和碳钢的组织相似,依化学成分、 工艺条件和热处理状态不同,可以分别获得铁素体、珠光体、索氏体、屈氏体、马氏体等 组织,其性能也和钢的组织类似 (0110) 石墨 基面 (0001)=C C=0.571mm 大) 奥氏体 熔体 (1010)A -(1010)=A 图89石墨的晶体结构 图8.10灰铸铁的共晶组织 2.灰铸铁的化学成分和组织特征 在生产中,为浇注出合格的灰铸铁件,一般应根据所生产的铸铁牌号、铸铁壁厚、造 型材料等因素来调节铸铁的化学成分,这是控制铸铁组织的基本方法 灰铸铁的成分大致范围为:wc=2.%40%,ws=1.0%~3.0%,WMm=0.25%~1.0% ws=002%~0.20%,wp=0.05%~0.50%。具有上述成分范围的液体铁液在进行缓慢冷却凝固 时,将发生石墨化,析出片状石墨。其断口的外貌呈灰色,所以称为灰铸铁 普通灰铸铁的组织是由片状石墨和钢的基体两部分组成的。根据不同阶段石墨化程度 的不同金属基体可分为铁素体,铁素体+珠光体和珠光体三种,相应地便有三种不同基体 组织的灰铸铁,它们的显微组织如图81所示。 灰铸铁的金属基体和碳钢的组织相似,依化学成分、工艺条件和热处理状态不同,可以 分别获得铁素体、珠光体、索氏体、屈氏体、马氏体等组织,其性能也和钢的组织类似 3.灰铸铁的牌号 我国灰铸铁的牌号用“灰铁”二字的汉语拼音的第一个大写字母“HT”和一组数字来 表示,“HT”后面的数字表示最低抗拉强度值。例如HT00表示最低抗拉强度为100MPa 的灰铸铁。灰铸铁的牌号见表8-2
第 8 章 铸铁 ·167· ·167· 合体的一片石墨，由于铸铁化学成分和冷却条件的不同，从而改变了石墨化过程的动力学 条件，导致石墨类型、大小与分布不同。灰铸铁件的机械性能不仅与石墨片的分布类型有 关，而且还与石墨片的大小有关。灰铸铁片状石墨的大小分为 8 级，以 1 级为最粗，8 级 为最细。石墨片越粗，其力学性能越差。为了获得细片状的石墨，通常采用孕育处理。经 过孕育处理的灰铸铁，称为孕育铸铁。灰铸铁的金属基体和碳钢的组织相似，依化学成分、 工艺条件和热处理状态不同，可以分别获得铁素体、珠光体、索氏体、屈氏体、马氏体等 组织，其性能也和钢的组织类似。 图 8.9 石墨的晶体结构 图 8.10 灰铸铁的共晶组织 2. 灰铸铁的化学成分和组织特征 在生产中，为浇注出合格的灰铸铁件，一般应根据所生产的铸铁牌号、铸铁壁厚、造 型材料等因素来调节铸铁的化学成分，这是控制铸铁组织的基本方法。 灰铸铁的成分大致范围为：wC=2.5%～4.0%，wSi=1.0%～3.0%，wMn=0.25%～1.0%， wS=0.02%～0.20%，wP=0.05%～0.50%。具有上述成分范围的液体铁液在进行缓慢冷却凝固 时，将发生石墨化，析出片状石墨。其断口的外貌呈灰色，所以称为灰铸铁。 普通灰铸铁的组织是由片状石墨和钢的基体两部分组成的。根据不同阶段石墨化程度 的不同金属基体可分为铁素体，铁素体＋珠光体和珠光体三种，相应地便有三种不同基体 组织的灰铸铁，它们的显微组织如图 8.11 所示。 灰铸铁的金属基体和碳钢的组织相似，依化学成分、工艺条件和热处理状态不同，可以 分别获得铁素体、珠光体、索氏体、屈氏体、马氏体等组织，其性能也和钢的组织类似。 3. 灰铸铁的牌号 我国灰铸铁的牌号用“灰铁”二字的汉语拼音的第一个大写字母“HT”和一组数字来 表示，“HT”后面的数字表示最低抗拉强度值。例如 HT100 表示最低抗拉强度为 100MPa 的灰铸铁。灰铸铁的牌号见表 8-2
金属学与热处理 (a)铁素体灰铸铁 (b)铁素体十珠光体灰铸铁 (c)珠光体灰铸铁 图8.11灰铸铁的显微组织 表8-2灰铸铁的牌号、性能、组织与应用 铸件壁厚抗拉强 显微组织 牌号 MPa 应用举例 基体石墨 手工铸造用砂箱、盖、下水管、底座、外罩、手轮、手把、 重锤等 HT100 粗壮片 机械制造业中一般铸件,如底座、手轮、刀架等:冶金业 HT150 F+P/较壮片/中流渣槽、渣缸、压钢机托辊等:机车用一般铸件,如水 泵壳,阀体,阀盖等:动力机械中拉钩、框架、阀门、 2510220 般运输机械中的汽缸体、缸盖、飞轮等:一般机床中的 1020195 HT200 170/中等片状/床身、机座等:通用机械承受中等压力的泵体、阀体等 动力机械中的外壳、轴承座、水套筒等 运输机械中的薄壁缸体、缸盖、线排气管:机床中立柱 横梁、床身、滑板、箱体等:冶金矿山机械中的轨道板、 HT250 细P较细片状 齿轮:动力机械中的缸体、缸套、活塞 机床导轨、受力较大的机床床身、立柱机座等:通用机械 HT30020 250细P细小片状的水泵出口管、吸入盖等:动力机械中的液压阀体、蜗轮 50230 汽轮机隔板、泵壳、大型发动机缸体、缸盖 大型发动机汽缸体、缸盖、衬套:水泵缸体、阀体、凸轮 HT350 0细P细小片状等:机床导轨、工作台等摩擦件;需经表面淬火的铸件
·168· 金属学与热处理 ·168· (a)铁素体灰铸铁 (b)铁素体＋珠光体灰铸铁 (c)珠光体灰铸铁 图 8.11 灰铸铁的显微组织 表 8-2 灰铸铁的牌号、性能、组织与应用 铸件壁厚 /mm 抗拉强 度/MPa 显微组织 牌号 ＞ ≤ ≥ 基体 石墨 应用举例 2.5 10 130 10 20 100 20 30 90 HT100 30 50 80 F 粗壮片 手工铸造用砂箱、盖、下水管、底座、外罩、手轮、手把、 重锤等 2.5 10 175 10 20 145 20 30 130 HT150 30 50 120 F+P 较粗壮片 机械制造业中一般铸件，如底座、手轮、刀架等；冶金业 中流渣糟、渣缸、压钢机托辊等；机车用一般铸件，如水 泵壳，阀体，阀盖等；动力机械中拉钩、框架、阀门、油 泵壳等 2.5 10 220 10 20 195 20 30 170 HT200 30 50 160 P 中等片状 一般运输机械中的汽缸体、缸盖、飞轮等；一般机床中的 床身、机座等；通用机械承受中等压力的泵体、阀体等； 动力机械中的外壳、轴承座、水套筒等 4.0 10 270 10 20 240 20 30 220 HT250 30 50 200 细 P 较细片状 运输机械中的薄壁缸体、缸盖、线排气管；机床中立柱、 横梁、床身、滑板、箱体等；冶金矿山机械中的轨道板、 齿轮；动力机械中的缸体、缸套、活塞 10 20 290 HT300 20 30 250 30 50 230 细 P 细小片状 机床导轨、受力较大的机床床身、立柱机座等；通用机械 的水泵出口管、吸入盖等；动力机械中的液压阀体、蜗轮、 汽轮机隔板、泵壳、大型发动机缸体、缸盖 10 20 340 HT350 20 30 290 30 50 260 细 P 细小片状 大型发动机汽缸体、缸盖、衬套；水泵缸体、阀体、凸轮 等；机床导轨、工作台等摩擦件；需经表面淬火的铸件