第8章铸铁 3)正火 正火的目的是增加铸铁基体的珠光体组织,提高铸件的强度、硬度和耐磨性,并可作 为表面热处理的预先热处理,改善基体组织。 通常把铸件加热到850℃~900℃,若有游离滲碳体时应加热到900℃~960℃。保温时 间根据加热温度、铸铁化学成分和铸件大小而定,一般为1h~3h。冷却方式一般采用空冷 冷或喷雾冷却。冷却速度越快,基体组织中珠光体量越多,组织越弥散,强度、硬度越 高,耐磨性越好。 4)表面淬火 有些铸件如杋床导轨、缸体内壁等,因需要提高硬度和耐磨性,可进行表面淬火处理, 采用高、中频淬火法,把铸件表面快速加热到900℃~1000℃,然后进行喷水冷却。结果 表面层获得一层淬硬层,其组织为马氏体+石墨,淬火后表面硬度可达50HRC~55HRC, 可使机床导轨的寿命提高约1.5倍。 822球墨铸铁 球墨铸铁和灰铸铁相似,也是由液态石墨球化而获得的一种铸铁。灰铸铁经孕育处理 后虽然细化了石墨片,但未能改变石墨的形态。改变石墨形态是大幅度提高铸铁力学性能 的根本途径,而球状石墨则是最为理想的一种石墨形态。球状石墨对金属基体的损坏,减 小有效承载面积以及引起应力集中等危害作用均比片状石墨的灰铸铁小得多。因此,具有 比灰铸铁高得多的强度、塑性和韧性,并保持有耐磨、减振、缺口不敏感等灰铸铁的特性 为此,在浇注前向铁液中加入球化剂和孕育剂进行球化处理和孕育处理,则可获得石墨呈 球状分布的铸铁,称为球墨铸铁,简称“球铁”。另外,球墨铸铁还可以像钢一样进行各 种热处理以改善金属基体组织,进一步提高力学性能 1.球墨铸铁的化学成分和组织特征 球墨铸铁化学成分的选择,应当在有利于石墨球化的前提下,根据铸件壁厚的大小 组织与性能要求来决定。通常情况下,球墨铸铁中都含有C、Si、Mn、P、S、Mg等元素 其中C和Si是球墨铸铁成分中的主要元素。球墨铸铁的碳当量一般控制在4.3%~46%范 围内,碳当量过低,往往会导致石墨球化不良:而碳当量过高,易出现石墨漂浮现象。因 此,球墨铸铁的碳当量一般选在共晶成分或略高于共晶成分,以利于石墨化,且铁液的流 动性也较好,铸造厚铸件形成缩孔、缩松的倾向也减小。表8-3列出了几种球墨铸铁的化 学成分的大致范围 表8-3球墨铸铁的化学成分及与灰铸铁的比较 化学成分/%6 C Mn P S Mg残 RE残 铁类型 珠光体球墨铸铁 36~3920~2605~0.8≥0.1 003003~006002~005 铁素体球墨铸铁 3.6~3.925~3.20.3~0.5005~007<0.03003~006002~005 贝氏体球墨铸 36~3.927~3.1025~0.5<0.07 0.03003~0 灰口铸铁 27~3.61.0~220.5~1.3<0.30<0.15 171第 8 章 铸铁 ·171· ·171· 3) 正火 正火的目的是增加铸铁基体的珠光体组织，提高铸件的强度、硬度和耐磨性，并可作 为表面热处理的预先热处理，改善基体组织。 通常把铸件加热到 850℃～900℃，若有游离渗碳体时应加热到 900℃～960℃。保温时 间根据加热温度、铸铁化学成分和铸件大小而定，一般为 1h～3h。冷却方式一般采用空冷、 风冷或喷雾冷却。冷却速度越快，基体组织中珠光体量越多，组织越弥散，强度、硬度越 高，耐磨性越好。 4) 表面淬火 有些铸件如机床导轨、缸体内壁等，因需要提高硬度和耐磨性，可进行表面淬火处理， 采用高、中频淬火法，把铸件表面快速加热到 900℃～1000℃，然后进行喷水冷却。结果 表面层获得一层淬硬层，其组织为马氏体+石墨，淬火后表面硬度可达 50HRC～55HRC， 可使机床导轨的寿命提高约 1.5 倍。 8.2.2 球墨铸铁 球墨铸铁和灰铸铁相似，也是由液态石墨球化而获得的一种铸铁。灰铸铁经孕育处理 后虽然细化了石墨片，但未能改变石墨的形态。改变石墨形态是大幅度提高铸铁力学性能 的根本途径，而球状石墨则是最为理想的一种石墨形态。球状石墨对金属基体的损坏，减 小有效承载面积以及引起应力集中等危害作用均比片状石墨的灰铸铁小得多。因此，具有 比灰铸铁高得多的强度、塑性和韧性，并保持有耐磨、减振、缺口不敏感等灰铸铁的特性。 为此，在浇注前向铁液中加入球化剂和孕育剂进行球化处理和孕育处理，则可获得石墨呈 球状分布的铸铁，称为球墨铸铁，简称“球铁”。另外，球墨铸铁还可以像钢一样进行各 种热处理以改善金属基体组织，进一步提高力学性能。 1. 球墨铸铁的化学成分和组织特征 球墨铸铁化学成分的选择，应当在有利于石墨球化的前提下，根据铸件壁厚的大小、 组织与性能要求来决定。通常情况下，球墨铸铁中都含有 C、Si、Mn、P、S、Mg 等元素， 其中 C 和 Si 是球墨铸铁成分中的主要元素。球墨铸铁的碳当量一般控制在 4.3%～4.6%范 围内，碳当量过低，往往会导致石墨球化不良；而碳当量过高，易出现石墨漂浮现象。因 此，球墨铸铁的碳当量一般选在共晶成分或略高于共晶成分，以利于石墨化，且铁液的流 动性也较好，铸造厚铸件形成缩孔、缩松的倾向也减小。表 8-3 列出了几种球墨铸铁的化 学成分的大致范围。 表 8-3 球墨铸铁的化学成分及与灰铸铁的比较 化学成分/% 铸铁类型 C Si Mn P S Mg 残 RE 残 珠光体球墨铸铁 3.6～3.9 2.0～2.6 0.5～0.8 ≥0.1 ＜0.03 0.03～0.06 0.02～0.05 铁素体球墨铸铁 3.6～3.9 2.5～3.2 0.3～0.5 0.05～0.07 ＜0.03 0.03～0.06 0.02～0.05 贝氏体球墨铸铁 3.6～3.9 2.7～3.1 0.25～0.5 ＜0.07 ＜0.03 0.03～0.06 0.02～0.05 灰口铸铁 2.7～3.6 1.0～2.2 0.5～1.3 ＜0.30 ＜0.15 — —