第8章铸铁 从表8-2可以看出,在同一牌号中,随铸件壁厚的增加,其抗拉强度降低。因此,根 据零件的性能要求选择铸铁牌号时,必须同时注意到零件的壁厚尺寸 4.灰铸铁的性能 1)灰铸铁的组织对性能的影响 灰铸铁的组织由金属基体和片状石墨组成。其性能取决于金属基体和片状石墨的数量、 大小和分布。由于石墨的强度极低,在铸铁中相当于裂缝或空洞,减少铸铁基体的有效承 载面积,片状石墨端部易引起应力集中,因此,灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都低于碳 素铸钢,特别是塑性、韧性几乎为零 铁素体的强度、硬度低,而塑性、韧性高。所以,铁素体基体灰铸铁强度低;而由于 石墨片割裂金属基体,致使伸长率和冲击韧性均很低 珠光体具有高的强度、硬度和耐磨性,故珠光体基体灰铸铁的强度、硬度和耐磨性 均优于铁素体基体灰铸铁,而塑性、韧性相差无几,所以珠光体基体灰铸铁获得了广泛的 使用。 在实际生产中,获得百分之百珠光体基体组织的灰铸铁是比较困难的。故通常灰铸铁 铸态的基体组织都是珠光体+铁素体组织。 2)灰铸铁的力学性能 灰铸铁的性能与普通碳钢相比,具有如下特点: (1)力学性能低。其抗拉强度和塑性韧性都远远低于钢。这是由于灰铸铁中片状石墨 (相当于微裂纹)的存在,不仅在其尖端处引起应力集中,而且破坏了基体的连续性,所以 灰铸铁抗拉强度很差,塑性和韧性几乎为零。一般说来,石墨数量越多,石墨“共晶团” 越粗大,石墨片的长度越长,石墨的两端越尖锐,则抗拉强度降低的数值越大。灰铸铁的 金属基体中珠光体数量越多,珠光体中re3C片层越细密,则抗拉强度值越高。通常灰铸铁 经孕育处理,细化组织,可提高抗拉强度。随着共晶度Sc的增加,试棒直径(相当于壁厚) 增加,铸铁的石墨数量和石墨化倾向加大,抗拉强度就随之下降。 但是,灰铸铁在受压时石墨片破坏基体连续性的影响则大为减轻,其抗压强度是抗拉 强度的25~4倍。所以常用灰铸铁制造机床床身、底座等耐压零部件。 (2)耐磨性与消振性好。铸铁的耐磨性比钢好。这是因为铸铁件中有石墨的存在,也 就是说铸件工作表面的石墨易脱落而成为滑动面的润滑剂,从而能起减磨作用。此外,石 墨脱落后所形成的显微孔洞能储存润滑油,而且显微孔洞还是磨耗后所产生的微小磨粒的 收容所。所以铸铁的耐磨性比钢好。物体吸收振动能的能力称为减振性。灰铸铁的减振性 比钢大6~10倍。抗拉强度越低,减振性越好。所以,灰铸铁适宜用作减振材料,用于机 床床身有利于提高被加工零件的精度 (3)工艺性能好。由于灰铸铁含碳量高,接近于共晶成分,故熔点比较低,流动性良 好,铸造收缩率小(一般从铁液注入铸型凝固冷却至室温其收缩率为0.5%~1%),铸件内应 力小,因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外,由于石墨使切削加工时易于形成断屑 所以灰铸铁的可切削加工性优于钢,故灰铸铁获得广泛应用第 8 章 铸铁 ·169· ·169· 从表 8-2 可以看出，在同一牌号中，随铸件壁厚的增加，其抗拉强度降低。因此，根 据零件的性能要求选择铸铁牌号时，必须同时注意到零件的壁厚尺寸。 4. 灰铸铁的性能 1) 灰铸铁的组织对性能的影响 灰铸铁的组织由金属基体和片状石墨组成。其性能取决于金属基体和片状石墨的数量、 大小和分布。由于石墨的强度极低，在铸铁中相当于裂缝或空洞，减少铸铁基体的有效承 载面积，片状石墨端部易引起应力集中，因此，灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都低于碳 素铸钢，特别是塑性、韧性几乎为零。 铁素体的强度、硬度低，而塑性、韧性高。所以，铁素体基体灰铸铁强度低；而由于 石墨片割裂金属基体，致使伸长率和冲击韧性均很低。 珠光体具有高的强度、硬度和耐磨性，故珠光体基体灰铸铁的强度、硬度和耐磨性 均优于铁素体基体灰铸铁，而塑性、韧性相差无几，所以珠光体基体灰铸铁获得了广泛的 使用。 在实际生产中，获得百分之百珠光体基体组织的灰铸铁是比较困难的。故通常灰铸铁 铸态的基体组织都是珠光体＋铁素体组织。 2) 灰铸铁的力学性能 灰铸铁的性能与普通碳钢相比，具有如下特点： (1) 力学性能低。其抗拉强度和塑性韧性都远远低于钢。这是由于灰铸铁中片状石墨 (相当于微裂纹)的存在，不仅在其尖端处引起应力集中，而且破坏了基体的连续性，所以 灰铸铁抗拉强度很差，塑性和韧性几乎为零。一般说来，石墨数量越多，石墨“共晶团” 越粗大，石墨片的长度越长，石墨的两端越尖锐，则抗拉强度降低的数值越大。灰铸铁的 金属基体中珠光体数量越多，珠光体中 Fe3C 片层越细密，则抗拉强度值越高。通常灰铸铁 经孕育处理，细化组织，可提高抗拉强度。随着共晶度 SC 的增加，试棒直径(相当于壁厚) 增加，铸铁的石墨数量和石墨化倾向加大，抗拉强度就随之下降。 但是，灰铸铁在受压时石墨片破坏基体连续性的影响则大为减轻，其抗压强度是抗拉 强度的 2.5～4 倍。所以常用灰铸铁制造机床床身、底座等耐压零部件。 (2) 耐磨性与消振性好。铸铁的耐磨性比钢好。这是因为铸铁件中有石墨的存在，也 就是说铸件工作表面的石墨易脱落而成为滑动面的润滑剂，从而能起减磨作用。此外，石 墨脱落后所形成的显微孔洞能储存润滑油，而且显微孔洞还是磨耗后所产生的微小磨粒的 收容所。所以铸铁的耐磨性比钢好。物体吸收振动能的能力称为减振性。灰铸铁的减振性 比钢大 6～10 倍。抗拉强度越低，减振性越好。所以，灰铸铁适宜用作减振材料，用于机 床床身有利于提高被加工零件的精度。 (3) 工艺性能好。由于灰铸铁含碳量高，接近于共晶成分，故熔点比较低，流动性良 好，铸造收缩率小(一般从铁液注入铸型凝固冷却至室温其收缩率为 0.5%～1%)，铸件内应 力小，因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外，由于石墨使切削加工时易于形成断屑， 所以灰铸铁的可切削加工性优于钢，故灰铸铁获得广泛应用