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第五章铸铁
引言:
1、何为铸铁?
%、并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。
用于制造机床的床身、床头箱,发动机的汽缸体、机器的底座等,是工程上最常用的金属材料之一。
箱体
启动阀
2、铸铁分几类?
根据碳在铸铁中存在形式不同,可分三大类:
(1)白口铸铁
(2)灰口铸铁
(3)麻口铸铁
C的存在形式:渗碳体(Fe3C),断口为白色。
性能硬而脆,难以切削加工。主要用作炼钢原料,高耐磨零件(如轧辊、犁铧等)。
C的存在形式:石墨,断口为灰黑色。
C的存在形式:石墨+渗碳体,断口为黑白色。
灰铸铁是铸造性能最好,应用最广泛的铸铁材料。
性能:脆性大,很少使用。
第六章铸铁
根据石墨(G)在铸铁中存在形态,可分为:
普通灰铸铁:石墨呈片状
可锻铸铁:石墨呈团絮状
蠕墨铸铁:石墨呈蠕虫状
球墨铸铁:石墨呈球状
3、灰口铸铁的种类
第六章铸铁
第1节普通灰铸铁
一、灰铸铁的组织
由于石墨形成的程度不同,灰铸铁有铁素体、珠光体、(铁素体+珠光体)+石墨三种基本组织。
F+片状石墨
(F+P)+片状石墨
P+片状石墨
第六章铸铁
由于石墨片对钢基体产生的割裂作用,破坏了钢基体的连续性、完整性,减少了钢基体的有效面积,使其抗拉强度低于钢、而塑性和韧性近于零,属于脆性材料。灰铸铁具有非常优良的铸造性能。优点:灰铸铁的减振性、耐磨性、导热性好,缺口敏感性低。
二、灰铸铁的性能与应用
但其抗压强度与钢相近,因此普通灰铸铁广泛用于作承受压力载荷的零件和结构,如机座、机床床身、轴承等。
叶轮
发动机飞轮
§6-1 普通灰铸铁
三、灰铸铁的牌号
HT+三位数字,数字表示最低抗拉强度。
五、灰铸铁的热处理
如:HT150,HT200,HT250
热处理只能改变基体组织,不能改变石墨的形态和分布,对提高性能效果不大。通常对其进行热处理的方法和平共处目的是:
1、消除内应力退火:
2、高温退火:消除白口组织
3、表面淬火:提高表面硬度、耐磨性和疲劳强度。
§6-1 普通灰铸铁
四、灰铸铁的孕育处理(变质处理):变质剂:硅铁75%。
在铸铁未浇注前,向铁水中加入少量变质剂(Si+Fe)、(Si+Ca),形成非自发晶核,细化晶粒,从而提高其力学性能。(强度、硬度、气密性显著提高)
第2节可锻铸铁(俗称为玛铁、马钢)
一、生产方法:
先将铸铁浇注成白口铸铁,然后进行高温石墨化退火,使渗碳体分解得到团絮状石墨。
二、可锻铸铁的组织
可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。
第六章铸铁
也即黑心可锻铸铁和白心可锻铸铁。
三、可锻铸铁的牌号
四、可锻铸铁的性能及应用
可锻铸铁较高的强度、塑性和冲击韧性,可以部分代替碳钢。可锻铸铁不可锻。
铁素体可锻铸铁以“KT”表示,珠光体可锻铸铁以“KTZ”表示。其后的两组数字表示最低抗拉强度和延伸率。
如:KT350-10、KTZ600-3
可锻铸铁的牌号和机械性能
§6-2 可锻铸铁
第3节球墨铸铁
一、生产方法:
在浇注前向铁水中加入一定量的球化剂而直接获得球状石墨,得到球墨铸铁.
二、球墨铸铁的组织
第六章铸铁
三、球墨铸铁的牌号
四、球墨铸铁的和机械性能
用“QT”标明,其后两组数值表示最低抗拉强度和延伸率。
QT420-10、QT600-2、QT800-2
如:
机械性能
牌号
基体
b
MPa

MPa
5
%
ak
kJ/m2
HB
应用举例
QT400-17
铁素体
400
250
17
600
≤179
汽车、拖拉机床底盘零件;16-64大气压阀门的阀体、阀盖
QT420-10
铁素体
420
270
10
300
≤207
QT500-5
铁素体+
球光体
500
350
5
-
147~241
机油泵齿轮
QT600-2
球光体
600
420
2
-
2297~302
柴油机、汽油机曲轴;磨床、铣床、车床的主轴;空压机、冷冻机缸体、缸套
QT700-2
球光体
700
490
2
-
2297~302
QT800-2
球光体
800
560
2
-
2417~321
§6-3 球墨铸铁