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