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1、第七章 铸铁 7-1 铸铁的组织与分类,一、铸铁的分类,二、铸铁的石墨化 石墨化的途径 铸铁中的石墨可以从液态中直接结晶出或从奥氏体中直接析出，也可以先结晶出渗碳体，再由渗碳体在一定条件下分解而得到(Fe3C3Fe+C)。,铸铁的石墨化途径,2. 影响石墨化的因素 影响石墨化的因素主要是铸铁的成分和冷却速度。 铸铁中的各种合金元素根据对石墨化的作用不同，可以分为两大类:一类是促进石墨化的元素，有碳、硅、铝、镍、铜和钴等;另一类是阻碍石墨化的元素，有铬、钨、钼、钒、锰和硫等。 冷却速度对石墨化的影响也很大，当铸铁结晶时，冷却速度越缓慢，就越有利于扩散，使析出的石墨越大、越充分。,三、铸铁的组织与
2、性能的关系 在相同基体的情况下，不同形态和数量的石墨对基体的割裂作用是不同的。呈片状时表面积最大，割裂最严重;蠕虫状次之;球状表面积最小，应力最分散，割裂作用的影响最小。 石墨的数量越多、越集中，对基体的割裂也就越严重，铸铁的抗拉强度也就越低，塑性就越差。铸铁的硬度则主要取决于基体的硬度。,7-2 常用铸铁,一、灰铸铁 1. 灰铸铁的成分与组织 灰铸铁的化学成分一般为:C (2.7%3.6%)、Si (1.0%2.2%)、S (0.15%)、P(0.3%)。其组织由金属基体和在基体中分布的片状石墨组成。 2. 灰铸铁的性能和孕育处理 为了改善灰铸铁的性能，一方面要改变石墨的数量、大小和分布，另
3、一方面要增加基体中珠光体的数量。由于石墨对铸铁强度的影响远比基体的影响大，所以提高灰铸铁性能的关键是改变石墨片的形态和数量。石墨片越少、越细小且分布越均匀，铸铁的力学性能就越高。为了细化金属基体并增加珠光体数量，改变石墨片的形态和数量，在生产中常采用孕育处理工艺。,孕育处理(或称变质处理)是在浇注前向铁液中投加少量硅铁、硅钙合金等作为孕育剂，使铁液内产生大量均匀分布的晶核，使石墨片及基体组织得到细化。,3. 灰铸铁的牌号及用途,二、可锻铸铁 可锻铸铁俗称玛钢、马铁。它是白口铸铁通过石墨化退火，使渗碳体分解成团絮状的石墨而获得的。 1. 可锻铸铁的组织与性能,可锻铸铁的基体组织不同，其性能也不相
4、同。黑心可锻铸铁具有一定的强度、塑性与韧性，而珠光体可锻铸铁则具有较高的强度、硬度和耐磨性，塑性与韧性较低。 2. 可锻铸铁的牌号及用途,三、球墨铸铁 1. 球墨铸铁的组织与性能 球墨铸铁按其基体组织不同，可分为铁素体球墨铸铁、铁素体珠光体球墨铸铁和珠光体球墨铸铁三种。,由于球墨铸铁中的石墨呈球状，其割裂基体的作用及应力集中现象大为减少，可以充分发挥金属基体的性能，所以它的强度和塑性已超过灰铸铁和可锻铸铁，接近铸钢，而铸造性能和切削性能均比铸钢好。,2. 球墨铸铁的牌号及用途,四、蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是近代发展起来的一种新型结构材料。它是在高碳、低硫、低磷的铁液中加入蠕化剂(目前采用的蠕化剂有镁钛合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金)，经蠕化处理后，使石墨变为短蠕虫状的高强度铸铁。,五、常用铸铁的热处理 1. 热处理的作用 对灰铸铁的力学性能改变不大。 可锻铸铁通过先浇注成白口铸铁，再通过不同的退火工艺来获得不同的基体组织和团絮状石墨，所以一般不再进行其他热处理。 球墨铸铁中的石墨对基体的割裂作用小，因此可通过热处理改变其基体组织来提高和改善其力学性能，在生产中常常采用不同的热处理方法来改善其性能。 蠕墨铸铁中的石墨的割裂作用比灰铸铁小，浇注后的组织中有较多的铁素体存在，通常可通过正火使其获得以珠光体为主的基体组织，在一定程度上提高其力学性能。,2. 热处理的方法,
