《第四章铸铁讲解学习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章铸铁讲解学习（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、造船材料造船材料造船材料造船材料第四章 铸铁主讲：王臻第三节第三节第三节第三节 球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁第二节第二节第二节第二节 灰口铸铁灰口铸铁灰口铸铁灰口铸铁第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述概概 述述 含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁。1.1.铸铁的定义：铸铁的定义： 按金相组织分：灰口铸铁，白口铸铁，球墨铸铁 ，蠕墨铸铁，可锻铸铁； 按化学成分分：普通铸铁和合金铸铁 。2.2.铸铁的分类：铸铁的分类： （1）密度小（2.25g/cm3）； （2）力学性能低（抗拉强度低，硬度低，塑性0）。5.5.石墨的特点：石墨的特点： 石墨本身很脆弱，对铸铁中的金属基体起着破坏的
2、作用。破坏作用主要表现在两方面。 （1）石墨在铸铁中占的体积大，因而减小了基体承受负荷的有效面积； （2）石墨呈片状，它的尖锐边缘在承受负荷时很容易引起应力集中。6.6.石墨对铸铁的影响：石墨对铸铁的影响：概概 述述 （1）化学成分的影响； （2）冷却速度的影响。7.7.影响铸铁石墨化的因素：影响铸铁石墨化的因素： （1）碳：在铸铁中是促进石墨化的元素，能使石墨均匀化； （2）硅、锰、磷：在铸铁中是强烈促进铸铁石墨化的元素； （3）硫：在铸铁中是有害元素，能较强烈地阻碍石墨化，使铸铁易产生裂纹等缺陷。（1 1）化学成分的影响）化学成分的影响概概 述述 铸件的化学成分一定时，随铸件壁厚的减少，铸
3、件的冷却速度增加，铸铁组织中的石墨变得细小，石墨共晶团粒度小，石墨化程度降低，基体中珠光体数量增加，铁素体数量减少，珠光体也更细密，使铸铁的强度、硬度都有所增加。（2 2）冷却速度的影响：）冷却速度的影响：概概 述述灰口铸铁灰口铸铁成分 目前生产中，灰口铸目前生产中，灰口铸铁的化学成分范围一般为铁的化学成分范围一般为WWC C=2.7%=2.7%3.6%3.6%，WWSiSi=1.0%=1.0%2.5%2.5%，WWMnMn=0.5%=0.5%1.3%1.3%，WWP P=0.3%=0.3%，WWS S 0.15%0.15%。 右图为HT200灰口铸铁件。组织（1 1）铁素体基体）铁素体基体以
4、铁素体为基体的灰铸铁的塑韧性都是以铁素体为基体的灰铸铁的塑韧性都是极低的。极低的。（2 2）铁素体和珠光体的混合基体）铁素体和珠光体的混合基体该混合基体的灰铸铁的强度和硬度有所该混合基体的灰铸铁的强度和硬度有所有提高，尤其是硬度提高更为显著。有提高，尤其是硬度提高更为显著。（3 3）珠光体基体）珠光体基体得到的铸铁强度高、耐磨性好。得到的铸铁强度高、耐磨性好。灰口铸铁灰口铸铁 右图为铁素体灰铸铁显微组织图。灰口铸铁灰口铸铁性能（1）强度白口铸铁灰口铸铁铸造碳钢。白口铸铁灰口铸铁铸造碳钢。（2）塑性与韧性灰铸铁的塑韧性都很低。灰铸铁的塑韧性都很低。（3）对缺口的敏感性灰铸铁对缺口的敏感性很低。灰
5、铸铁对缺口的敏感性很低。（4）减震性灰铸铁的减震性较好，常用来制作床灰铸铁的减震性较好，常用来制作床身、工作台等机床零件。身、工作台等机床零件。 右图为铁素体珠光体灰铸铁显微组织图。性能（5）硬度灰口铸铁的布氏硬度值在灰口铸铁的布氏硬度值在120120270HBS270HBS范围内，若能控制在范围内，若能控制在170170190HBS190HBS，则可，则可满足在润滑条件下铸件表面的耐磨要求。满足在润滑条件下铸件表面的耐磨要求。（6）塑性与韧性灰铸铁的耐磨性较好。灰铸铁的耐磨性较好。（7）工艺性能灰铸铁的铸造性和切削性能较好，但焊灰铸铁的铸造性和切削性能较好，但焊接性较差。接性较差。灰口铸铁灰
6、口铸铁 右图为珠光体灰口铸铁显微组织图。灰口铸铁灰口铸铁在铁水出炉后，在铁水中加入少量的在铁水出炉后，在铁水中加入少量的孕育剂，这种炉前处理铁水的方法通常孕育剂，这种炉前处理铁水的方法通常称为孕育处理。称为孕育处理。孕育铸铁的制造方法就是在低碳硅的孕育铸铁的制造方法就是在低碳硅的铁水中，在炉前加入硅铁等孕育剂进行铁水中，在炉前加入硅铁等孕育剂进行孕育处理。孕育处理。孕育铸铁常用的孕育剂主要是硅铁合孕育铸铁常用的孕育剂主要是硅铁合金，孕育用的硅铁，硅的质量分数为金，孕育用的硅铁，硅的质量分数为75%75%左右。左右。孕育处理 右图为粗车灰口铸铁用数控刀片。灰口铸铁灰口铸铁灰铸铁的热处理除减低铸件
7、内灰铸铁的热处理除减低铸件内应力的低温退火经常使用外，还有应力的低温退火经常使用外，还有石墨化热处理，它是提高和改善铸石墨化热处理，它是提高和改善铸铁力学性能的一种措施。但在生产铁力学性能的一种措施。但在生产中由于灰铸铁件的成本低、产量大中由于灰铸铁件的成本低、产量大，所以对中、大型铸件，这种高温，所以对中、大型铸件，这种高温退火一般很少采用。退火一般很少采用。热处理 右图为灰口铸铁件。球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁的化学成分一般为：球墨铸铁的化学成分一般为：WWC C=3.6=3.63.93.9；WsiWsi= =2.02.02.82.8; ; WWMnMn=0.6=0.60.80.8; ; WW
8、S S0.070.07；WWP P0.10.1 。其中，锰是阻碍石墨化的元素。其中，锰是阻碍石墨化的元素。化学成分 右图为球墨铸铁井盖。 球墨铸铁组织基体一般球墨铸铁组织基体一般是牛眼状是牛眼状铁素体铁素体和和珠光体珠光体。组织球墨铸铁球墨铸铁 右图为珠光体球墨铸铁显微组织图。 球墨铸铁的力学性能远远超过灰球墨铸铁的力学性能远远超过灰铸铁和孕育铸铁，也比同基体的可锻铸铁和孕育铸铁，也比同基体的可锻铸铁优越。铸铁优越。 珠光体球墨铸铁的曲阜强度高，珠光体球墨铸铁的曲阜强度高，超过了正火的超过了正火的4545钢。钢。 其次，球墨铸铁的耐磨性也较其次，球墨铸铁的耐磨性也较好。好。 相对而言，球墨铸铁
9、的一次冲击相对而言，球墨铸铁的一次冲击韧性较差，故在生产应用中有所限韧性较差，故在生产应用中有所限制。制。性能球墨铸铁球墨铸铁 右图为球墨铸铁件。 “QTQT两组数字两组数字”，两组数字，两组数字分别代表其最低抗拉强度和伸长分别代表其最低抗拉强度和伸长率率。例如：例如：QT400QT4001818表示球墨铸铁，其表示球墨铸铁，其最低抗拉强度为最低抗拉强度为400 400 MPaMPa，最低，最低伸长率为伸长率为1818。牌号球墨铸铁球墨铸铁 右图为球墨铸铁弯头。球墨铸铁球墨铸铁 右图为球墨铸铁件。 球墨铸铁的生产周期短，成球墨铸铁的生产周期短，成本低。因此球墨铸铁在实际生产本低。因此球墨铸铁在
10、实际生产中应用极广。如：柴油机中的曲中应用极广。如：柴油机中的曲轴、连杆、凸轮轴、各种齿轮、轴、连杆、凸轮轴、各种齿轮、机床的主轴、大型水压机的工作机床的主轴、大型水压机的工作缸、缸套、活塞、受压阀门、机缸、缸套、活塞、受压阀门、机器底座等。器底座等。用途球墨铸铁球墨铸铁 右图为球墨铸铁件。 在球墨铸铁中，石墨已呈现球在球墨铸铁中，石墨已呈现球状，对基体的割裂作用大为削弱，状，对基体的割裂作用大为削弱，对力学性能的影响相应减小，这就对力学性能的影响相应减小，这就可以采用各种强化基体的措施，来可以采用各种强化基体的措施，来提高球墨铸铁件的力学性能。球墨提高球墨铸铁件的力学性能。球墨铸铁的热处理方法有退火、正火、铸铁的热处理方法有退火、正火、淬火淬火回火、等温淬火等。回火、等温淬火等。热处理课件制作：王臻 谢谢观看
