机械工程材料第二版课后答案.docx

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机械工程材料第二版课后答案

机械工程材料第二版课后答案

【篇一：

机械工程材料课后答案】

;习题一

1、抗拉强度：

是材料在破断前所能承受的最大应力。

屈服强度：

是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力。

塑性：

是指材料在载荷作用下，产生永久变形而不破坏的能力

韧性：

材料变形时吸收变形力的能力

硬度：

硬度是衡量材料软硬程度的指标，材料表面抵抗更硬物体压入的能力。

刚度：

材料抵抗弹性变形的能力。

疲劳强度：

经无限次循环而不发生疲劳破坏的最大应力。

冲击韧性：

材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。

断裂韧性：

材料抵抗裂纹扩展的能力。

2、材料的弹性模量与塑性无关。

3、四种不同材料的应力应变曲线，试比较抗拉强度，屈服强度，刚度和塑性。

由大到小的顺序，抗拉强度：

2、1、3、4。

屈服强度：

1、3、2、4。

刚度：

1、3、

2、4。

塑性：

3、2、4、1。

4、常用的硬度测试方法有几种？

这些方法测出的硬度值能否进行比较？

布氏、洛氏、维氏和显微硬度。

由于各种硬度测试方法的原理不同，所以测出的硬度值不能直接进行比

较。

5、以下工件应该采用何种硬度试验法测定其硬度？

（1）锉刀：

洛氏或维氏硬度

（2）黄铜轴套：

布氏硬度（3）供应状态的各种碳钢钢材：

布氏硬度（4）

硬质合金刀片：

洛氏或维氏硬度（5）耐磨工件的表面硬化层：

显微硬度

6、反映材料承受冲击载荷的性能指标是什么？

不同条件下测得的这些指标能否进行比较？

怎样应用这

些性能指标？

冲击功或冲击韧性。

由于冲击功或冲击韧性代表了在指定温度下，材料在缺口和冲击载荷共同作用下

脆化的趋势及其程度，所以不同条件下测得的这种指标不能进行比较。

冲击韧性是一个对成分、组织、

结构极敏感的参数，在冲击试验中很容易揭示出材料中的某些物理现象，如晶粒粗化、冷脆、热脆和回

火脆性等，故目前常用冲击试验来检验冶炼、热处理以及各种加工工艺的质量。

此外，不同温度下的冲

击试验可以测定材料的冷脆转变温度。

同时，冲击韧性对某些零件（如装甲板等）抵抗少数几次大能量

冲击的设计有一定的参考意义。

7、疲劳破坏时怎样形成的？

提高零件疲劳寿命的方法有哪些？

产生疲劳断裂的原因一般认为是由于在零件应力集中的部位或材料本身强度较低的部位，如原有裂纹、

软点、脱碳、夹杂、刀痕等缺陷，在交变应力的作用下产生了疲劳裂纹，随着应力循环周次的增加，疲

劳裂纹不断扩展，使零件承受载荷的有效面积不断减小，当减小到不能承受外加载荷的作用时，零件即

发生突然断裂。

可以通过以下途径来提高其疲劳抗力。

改善零件的结构形状以避免应力集中；提高零件表面加工光

洁度；尽可能减少各种热处理缺陷（如脱碳、氧化、淬火裂纹等）；采用表面强化处理，如化学热处理、

表面淬火、表面喷丸和表面滚压等强化处理，使零件表面产生残余压应力，从而能显著提高零件的疲劳

抗力。

8、断裂韧性是表示材料何种性能的指标？

为什么要在设计中要考虑这些指标？

断裂韧性表示材料抵抗裂纹扩展的能力。

断裂韧性的实用意义在于：

只要测出材料的断裂韧性，用无损探伤法确定零件中实际存在的缺陷尺

寸，就可以判断零件在工作过程中有无脆性开裂的危险；测得断裂韧性和半裂纹长度后,就可以确定材

料的实际承载能力。

所以，断裂韧性为设计、无损伤探伤提供了定量的依据。

习题二

1、晶体：

物质的质点（分子，原子或离子）在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质的晶体

非晶体：

是指组成物质的质点不呈空间有规则周期性排列的的固体。

晶格：

表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做晶格

晶胞：

从晶格中确定一个最基本的几何单元来表达其排列形式的特征，组成晶格的这种最基本的几何单元。

叫做晶胞晶格常数：

晶胞的各边尺寸a，b，c叫做晶格常数

致密度：

致密度是指晶胞中原子所占体积与该晶胞体积之比。

晶面指数：

表示晶面的符号叫做晶面指数

晶向指数：

表示晶向的符号叫做晶向指数

晶体的各向异性：

由于晶体中不同晶面和晶向上原子的密度不同，因此在晶体上不同晶面和晶向上原子结合力就不同，从而在不同晶面和晶向上显示出不同的性能。

点缺陷:

是指在晶体中形成的空位和间隙原子

面缺陷:

其特征是在一个方向尺寸上很小，另外两个方向上扩展很大，也称二维缺陷，晶界、相界、孪晶界和堆垛层错都属于面缺陷。

线缺陷:

晶格中一部分晶体相对另一部分晶体局部滑移，已滑移部分的交界线为位错线，即线缺陷。

亚晶界:

相邻亚晶粒之间的界面称为亚晶界。

位错:

晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移。

已滑移部分和未滑移部分的交界线成为位错

亚晶粒：

是实际金属晶体中，一个晶粒的内部，其晶格位向并不是像理想晶体那样完全一致，而是存在许多尺寸更小，位向差也很小的小晶块，它们相互镶嵌成一颗晶粒，这些小晶块称为亚晶粒。

单晶体:

当一块晶体内部位向完全一致时。

我们称这块晶体为单晶体

多晶体:

由许多彼此位向不同的晶粒组成的晶体结构成为多晶体

固溶体:

当合金由液态结晶为固态时，组成元素间会像合金溶液那样相互溶解。

形成一种在某种元素的晶格结构中包含有其他元素原子的新相，成为固溶体

金属间化合物:

凡是由相当程度的金属键结合，并具有明显金属特性的化合物，成为金属化合物

固溶强化：

通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度，硬度升高的现象叫做固溶强化

结合键:

是指由原子结合成分子或固体的方式和结合力的大小，结合键分为化学键和物理键两大类，化学键包括金属键、离子键和共价键；物理键即范德华力。

2、金属键，离子键，共价键及分子键结合的材料其性能有何特点？

金属键，大量自由电子，良好导电导热性，又因金属键的饱和性无方向性，结构高度对，故有良好的延展性。

离子键，正负离子的较强电吸引，导致高硬度，高熔点，高脆性，因无自由电子，固态导电性差。

共价键，通过共用电子对实现搭桥联系，键能高，高硬度，高熔点，高介电性。

分子键，因其结合键能低，低熔点，低强度，高柔顺性。

有体心立方，面心立方，密排六方三种，

mg，zn属密排六方。

4、已知fe的原子直径为2.54*10-10m，求fe的晶格常数。

并计算1mmfe中的原子数。

（1*10）*2/（2.933*10）=7.927*10个。

5、注意晶面指数与晶向指数的求法：

晶面对各轴的截距，倒数，比例

晶向在原点引出，随意一点坐标，比例

6、画出立方晶格中（110）晶面与（111）晶面。

并画出在晶格中和（110）（111）晶面上原子排列情况完全相同而空间位向不同的几个晶面。

-33-103193-10-10-103高度c，另一个是六边形的边长a，它的每个角上和下，下底面的中心都排列一个原子，另外在晶胞中心还有三个原子。

7、为什么单晶体具有各向异性？

而多晶体在一般情况下不显示各向异性？

这是因为单晶体在各个晶面和晶向上原子排列密度是有差异的，所以在晶体中不同晶面和晶向上原子结合力不同，从而

在不同晶面和晶向上显示出晶体的各向异性。

而多晶体是由众多细小的晶粒所构成的集合体，各个晶粒的晶轴取向是随机分布的。

这样，通常测出多晶体的性能在

各个方向上表示是不同晶粒的平均性能，所以不显示各向异性的。

9、金属的晶体结构由面心立方转变为体心立方时，其体积变化如何？

为什么？

10、实际金属晶体中存在那些晶体缺陷，对性能有什么影响？

有点缺陷（空位、间隙原子），是金属中原子扩散的主要方式之一，对热处理过程很重要

线缺陷（位错）金属晶体中的位错线往往大量存在，相互连接呈网状分布

面缺陷（晶界、亚晶界）会引起晶格能量的提高，并使金属的物理化学和机械性能发生显著地变化。

一般来说，缺陷密度越高，位错滑移阻力越大，材料强度、硬度越高，塑性、韧性越低。

11、简述固溶体和金属间化合物在晶体结构与机械性能方面的区别。

固溶体形成的是一种在某种元素的晶格结构中包含有其他元素原子的新相，金属间化合物是由相当程度的金属间结合，

并具有明显金属特性的化合物。

固溶体的强度韧性和塑性之间能有较好的配合，所以对综合机械性能要求较高的结构材料，金属化合物通常能提高合金

的强度，硬度和耐磨性，会降低塑性和韧性。

12、固溶体可分为几种类型？

形成固溶体后对合金的性能有什么影响？

为什么？

两种。

置换型和间隙型。

电阻率逐渐升高，导电性逐渐下降，磁矫顽力升高等等。

13、金属间化合物有几种类型？

它们在钢中起什么作用？

有正常价化合物（离子化合物、共价化合物），电子化合物和间隙化合物。

正常价化合物和电子化合物在合金中一般可作

为强化相。

能提高钢的强度，硬度和耐磨性，但会降低塑性和韧性。

间隙化合物起细化晶粒的作用

14、高分子化合物在结构上有哪些特点？

1.一般高分子化合物的分子量都十分巨大，2.。

高分子化合物的分子是由许许多多结构相同的链节所组成。

3组成高分

子链的所有原子之间的结合键都属共价键

15、陶瓷材料的主要键性有哪些？

各有什么特点？

主要键型有离子键与共价键的混合键，构成陶瓷的的是晶相，玻璃相，气相

晶相：

由某些固溶体或化合物组成，晶向常常不止一个，而是多相多晶体

玻璃相：

非晶态的低熔点固体相

气相：

陶瓷内孔隙中的气体

晶相分类及特点：

氧化物的特点是较大的氧离子紧密堆积（如六角紧密堆积和立方紧密堆积），较小的正离子则填充它们

的孔隙内。

数目相等的氧离子和金属离子组成的氧化物结构（如mgo，cao等）属简单的面心立方晶格，当两种离子的数目不等时，则可形成其他类的晶体结构。

常见的含氧酸盐为硅酸盐，特点是不论何种硅酸盐，硅总是在四个氧离子形成的四面体的中心，形成（sio4）四面体。

四面体之间又都以共有顶点氧离子相互连接起来。

形成固溶体后，由于溶质原子造成的晶格畸变，固溶体会产生所谓固溶强化现象，即强度、硬度上升，塑性、韧性下降。

固溶强化的产生是由于溶质原子融入后，要引起溶剂金属的晶格产生畸变，进而使位错移动时所收到的阻力增大的缘故。

习题三

1、解释下列名词的涵义：

过冷度，晶核形核率n，生长速率g，凝固，结晶，自由能差△f；变质处理，变质剂；合金，组元，相，相图；机械混合物；枝晶偏析，比重偏析，相组成物，组织组成物；平衡状态，平衡相。

答：

过冷度：

实际结晶温度与理论结晶温度之间的温度差叫过冷度；

结晶：

通过凝固形成晶体结构，可称为结晶；

自由能：

物质中能够自动向外界释放出其多余的或能够对外做功的这一部分能量叫做自由能；自由能差△f；液体结晶时，其温度低于理论结晶温度，造成液体与晶体间的自由能差（△f=f液-f晶）

变质处理：

在液态金属结晶前，加入一些细小的变质剂使金属结晶时的晶核形核率n增加或生长速率g降低，这种细化晶粒的方法，称为变质处理；

变质剂：

能够使物质变质的其它物质叫做变质剂

合金：

合金是指由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素经一定方法所组成的具有金属特性的物质；

组元：

通常把组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的物质称为组元；

相：

指在没有外力作用下，物理、化学性质完全相同，成分相同的均匀物质的聚焦态。

相图：

用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图，又称状态图或平衡图。

机械混合物：

通过共晶或共析反应形成的混合物叫机械混合物。

枝晶偏析：

固溶体的结晶一般是按树枝状方式成长的，这就使先结晶的枝干成分与后结晶的分枝成分不同，由于这种偏析呈树枝状分布，故又称枝晶偏析；

比重偏析：

亚共晶或过共晶合金结晶时，若初晶的比重与剩余液相的比重相差很大时，则比重小的初晶将上浮，比重大的初晶将下沉。

这种由于比重不同而引起的偏析，称为比重偏析或区域偏析；

相组成物：

有三种，铁素体，奥氏体，渗碳体；

组织：

通常把在镜像显微镜下观察到的具有某种形貌或形态特征的部分，称为组织；

组织组成物：

由相组成物组成的物质，也可以是单一相够成。

平衡状态物质达到的一种稳定的状态。

：

平衡相：

指在合金系中，达到平衡状态时，相对质量和相的浓度不再改变的参与或相变过程的各相。

2、技术结晶的基本规律是什么？

晶核的形核率和生长速率受到哪些因素的影响？

答：

金属洁净的基本规律是形核与长大。

受到过冷度的影响，随着过冷度的增大，晶核的形核率和成长率都增大，但形成率的增长率比成长率的增长快；同时外来难溶杂质以及振动和搅拌的方法也会增大形核率。

3、在铸造生产中，采取哪些措施控制晶粒大小？

如果其他条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小。

（1）、金属模浇注和砂模浇注；

（2）、高温浇注与低温浇注；

（3）。

浇注时采用震动与不采用震动；

答：

铸造生产中，控制晶粒大小的措施有：

1）、增加过冷度，2）、孕育处理（变质处理），3）、附加振动等。

【篇二：

机械工程材料课后习题答案

（2）】

缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，

过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。

答：

点缺陷：

原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。

线缺陷：

原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。

如位错。

面缺陷：

原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。

如晶界和亚晶界。

亚晶粒：

在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它

们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。

亚晶界：

两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。

刃型位错：

位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造

成。

滑移部分与未滑移部分的交界线

即为位错线。

如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。

单晶体：

如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。

多晶体：

由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。

过冷度：

实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

自发形核：

在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。

非自发形核：

是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。

变质处理：

在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的

晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。

变质剂：

在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。

固溶强化：

通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度，硬度升高的现象叫做固溶强化

原因：

晶格畸变

过冷度与冷却速度有何关系？

它对金属结晶过程有何影响？

对铸件晶粒大小有何影响？

答：

①冷却速度越大，则过冷度也越大。

②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速度都加快，加速结晶过程

9.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？

在生产中如何应用变质处理？

答：

①采用的方法：

变质处理，钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的方法来控制晶粒大小。

②变质处理：

在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数

目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒。

③机械振动、搅拌。

10.试比较共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线的异同点。

答：

首先连续冷却转变曲线与等温转变曲线临界冷却速度不同。

其次连续冷却转变曲线位于等温转变

曲线的右下侧，且没有c曲线的下部分，即共析钢在连续冷却转变时，得不到贝氏体组织。

这是因为共析钢贝氏体转变的孕育期很长，当过冷奥氏体连续冷却通过贝氏体转变区内尚未发生转变时就已过冷到ms点而发生马氏体转变，所以不出现贝氏体转变。

5.珠光体类型组织有哪几种？

它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点？

答：

（1）三种。

分别是珠光体、索氏体和屈氏体。

（2）珠光体是过冷奥氏体在550℃以上等温停留时发生转变，它是由铁素体和渗碳体组成的片层相

间的组织。

索氏体是在650～600℃温度范围内形成层片较细的珠光体。

屈氏体是在600～550℃温度范围内形成片层极细的珠光体。

珠光体片间距愈小，相界面积愈大，强化作用愈大，因而强度和硬度升高，同时，由于此时渗碳体片较薄，易随铁素体一起变形而不脆断，因此细片珠光体又具有较好的韧性和塑性。

23.指出下列工件的淬火及回火温度，并说明其回火后获得的组织和大致的硬度：

（1）45钢小轴（要求综合机械性能）；

（2）60钢弹簧；

（3）t12钢锉刀。

答：

（1）45钢小轴（要求综合机械性能），工件的淬火温度为850℃左右，回火温度为500℃～650℃

左右，其回火后获得的组织为回火索氏体，大致的硬度25～35hrc。

选择下列零件的热处理方法，并编写简明的工艺路线（各零件均选用锻造毛坯，并且钢材具有足够的

淬透性）：

（1）某机床变速箱齿轮（模数m=4），要求齿面耐磨，心部强度和韧性要求不高，材料选用45钢；

（2）某机床主轴，要求有良好的综合机械性能，轴径部分要求耐磨（hrc50-55），材料选用45钢；

（3）镗床镗杆，在重载荷下工作，精度要求极高，并在滑动轴承中运转，要求镗杆表面有极高的硬度，

心部有较高的综合机械性能，材料选用38crmoala。

答：

（1）下料→锻造→正火→粗加工→精加工→局部表面淬火+低温回火→精磨→成品

（2）下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→局部表面淬火+低温回火→精磨→成品

（3）下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→氮化→研磨→成品

（2）60钢弹簧，工件的淬火温度为850℃左右，回火温度为350℃～500℃左右，其回火后获得的组

织为回火屈氏体，大致的硬度40～48hrc。

（3）t12钢锉刀，工件的淬火温度为780℃左右，回火温度为150℃～250℃，其回火后获得的组织为

回火马氏体，大致的硬度60hrc。

合金钢和碳素钢相比，具有哪些特点？

（1）合金钢的淬透性高

（2）合金钢回火抗力高

碳钢淬火后，只有经低温回火才能保持高硬度，若其回火温度超过200℃，其硬度就显著下降。

即回

火抗力差，不能在较高的温度下保持高硬度，因此对于要求耐磨，切削速度较高，刃部受热超过200℃的刀具就不能采用碳钢制作而采用合金钢来制作。

（3）合金钢能满足一些特殊性能的要求

如耐热性、耐腐蚀性、耐低温性（低温下高韧性）。

18、指出下列钢类别，用途，碳及合金元素的主要作用和热处理特点。

（1）、20crmnti：

渗碳钢。

用于承受较强烈的冲击作用和受磨损的条件下进行工作的零件。

0．2％的碳

含量保证了渗碳零件的心部具有良好的韧性和塑性，cr、mn、ti等合金元素所起的主要作用是增加钢的淬透性，提高钢的心部的强度。

另外，少量的ti可形成稳定的合金碳化物，起到细化晶粒、抑制钢件在渗碳时发生过热的作用。

渗碳钢的主要热处理工序一般是在渗碳之后再进行淬火和低温回火。

处理后零件的心部为具有足够强度和韧性的低碳马氏体组织，表层为硬而耐磨的回火马氏体和一定量的细小碳化物组织。

（2）、40mnvb：

调质钢。

这类钢在多种负荷下工作，受力情况比较复杂的重要零件，要求具有高强度与良好的

塑性及韧性的配合，即具有良好的综合机械性能。

0．4％的含碳量保证调质钢零件获得良好的综合机械性能；合金元素的加入，主要是为了提高钢的淬透性及保证强度和韧性而加入的。

调质钢经过调质热处理后得到回火索氏体组织。

调质钢零件，通常除了要求有良好的综合机械性能外，往往还要求表面有良好的耐磨性。

为此，经过调质热处理的零件往往还要进行感应加热表面淬火。

如果对表面耐磨性能的要求极高，则需要选用专门的调质钢进行专门的化学热处理。

（3）、60si2mn：

弹簧钢。

用于通过弹性变形储存能量，从而传递力和机械运动或缓和机械振动与冲击，如汽车、

火车上的各种板簧和螺旋弹簧、仪表弹簧等，要求必须具有高的弹性极限。

0.6％的含碳量为了保证弹簧的强度要求；合金元素的主要作用是提高钢的淬透性和回火稳定性，强化铁素体和细化晶粒，从而有效地改善了弹簧钢的力学性能。

淬火后中温回火，得到回火屈氏体组织。

（4）、9mn2v（5）、crl2mov：

冷作模具钢。

用来制造在冷态下使金属变形的模具钢种。

为了保证模具经过热处理

后获得高硬度和高耐磨性，冷作模具钢含有比较高的碳量。

加入的合金元素，其作用主要是为了提高钢的淬透性，耐磨性及减少变形等。

热处理采用淬火+低温回火的热处理工艺。

（6）、5crnimo：

热作模具钢。

用来制造在受热状态下对金属进行变形加工的模具用钢。

碳：

0.50％c，保证一定的

强度、硬度和耐磨性；铬：

主要是提高淬透性，并能提高回火稳定性，形成的合金碳化物还能提高耐磨性，并使钢具有热硬性；镍：

镍与铬共同作用能显著提高淬透性，镍固溶于铁素体中，在强化铁素体的同时还增加钢的韧性。

锰：

在提高淬透性方面不亚于镍，但mn固溶于铁素体中，在强化铁素体的同时使钢的韧性有所降低。

钼：

其主要作用是防止产生第二类回火脆性。

另外钼也有细化晶粒，增加淬透性，提高回火稳定性等作用。

热处理采用淬火+低温回火的热处理工艺。

（7）、1crl3：

马氏体型不锈钢。

用于要求韧性较高与受冲击载荷下的耐腐蚀的结构钢零件。

铬：

能在阳极区表面上

形成一层富cr的氧化物保护膜，这层氧化膜会阻碍阳极区域的电化学反应，并能增加钢的电极电位而使其电化学腐蚀过程减缓，从而使含铬不锈钢获得一定的耐蚀性。

热处理采用淬火＋高温回火，得到回火索氏体组织。

（8）、1cr18ni9ti：

奥氏体型不锈钢。

含碳量很低，属于超低碳范围，这是因为含碳量增高对耐蚀性是不利的。

合

（9）、zgmnl3：

高锰耐磨钢。

用于制造有强烈摩擦或撞击时的抗磨损的工件。

mn:

c比值不小于10。

为了使高锰钢

全部获得奥氏体组织须进行“水韧处理”。

化学成分和冷却速度对铸铁石墨化和基体组织有何影响？

答：

（1）化学成分

1）碳和硅。

碳和硅是强烈促进石墨化元素,铸铁中碳和硅的含量越高,就越容易充分进行石墨化。

由于共

晶成分的铸铁具有最佳的铸造性能。

因此,将灰铸铁的碳当量均配制到4%左右。

2）锰。

锰是阻止石墨化的元素,但锰与硫化合成硫化锰,减弱了硫的有害作用,结果又间接促进石墨化的作

用。

故铸铁中有适量的锰是必要的。

3）硫。

硫是强烈阻碍石墨化的元素,它不仅强烈地促使白口化,而且还会降低铸铁的流动性和力学性能,

所以硫是有害元素,必须严格控制其含量。

（2）冷却速度

生产实践证明,在同一成分的铸铁件中,其表面和薄壁部分易出现白口组织,而内部和厚壁处则容易进行

石墨化。

由此可见,冷却速度对石墨化的影响很大。

冷却速度越慢,原子扩散时间充分,也就越有利于石墨化的进行。

冷却速度主要决定于浇注温度、铸件壁厚和铸型材料。

4）磷。

磷是弱促进石墨化的元素,同时能提高铁液的流动性,但磷的含量过高会增加铸铁的脆性,使铸铁在

冷却过程中易开裂,、所以也应严格控制其含量。

三、试述石墨形态对铸铁性能的影响。

灰铸铁中石墨呈片状，片状石墨的强度、塑性、韧性几乎为零,存在石墨地方就相当于存在孔洞、微裂纹,它不仅破坏

了基体的连续性,减少了基体受力有效面积,而且在石墨片尖端处形成应为集中,使材料形成脆性断裂。

石墨片的数量越多,尺寸越粗大,分布越不均匀,铸铁的抗