铸铁材料.pptx

1、铸铁铸铁铸铁铸铁l含碳量大于2.11%不能进行锻打的铁碳合金称为铸铁。l根据碳的存在形态铸铁可分为：l1、白口铸铁、白口铸铁l碳全部以Fe3C形式存在，断口呈白色，硬而脆，不能进行切削加工。工业上很少用于制造机器零件，主要用于炼钢原料。但轧辊、犁铧等要求表面高硬度高耐磨性又在无润滑的干摩擦条件下工作的机器零件，常用急冷的方法在灰口铸铁表面获得一层白口铸铁层。l2、灰口铸铁、灰口铸铁l碳全部或大部分以单质状态的片状石墨形态存在，断口呈深灰色。1 1）石墨化及影响因素）石墨化及影响因素）石墨化及影响因素）石墨化及影响因素l石墨化：碳以石墨形式析出的过程。其影响因素：lA、化学成分、化学成分：碳和硅

2、是促进石墨化元素。碳和硅是促进石墨化元素。因为硅与铁的结合力强，削弱了铁与碳的结合，并使共晶点左移。锰与硫是阻碍石墨化元素。锰与硫是阻碍石墨化元素。S是强烈阻碍石墨化元素是强烈阻碍石墨化元素。当锰较少时，S以（FeS+Fe）低熔点（985C）的共晶体出现，并常分布在晶界，使铸铁产生热脆，并阻碍碳原子的扩散，增加Fe与C的结合，因此S是有害元素。锰可抵消S的有害作用，因Mn与S亲合力大，形成MnS，可置换出FeS中的铁，因MnS 熔点高（1620 C）、比重小，易上浮进入渣中排除。磷对石墨化影响不明磷对石墨化影响不明显，显，但P过多易使铸铁产生冷脆。B B、冷却速度、冷却速度、冷却速度、冷却速度

3、l冷却速度慢易形成石墨。所以厚件比薄件易石墨化、铸件的心部比表层易石墨化。l2）灰口铸铁的组织）灰口铸铁的组织l钢的基体+石墨片。包括：F+G片，F+P+G片，P+G片l3）灰口铸铁的性能）灰口铸铁的性能lA、机械性能：抗拉强度、弹性模量比钢低，塑性与韧、机械性能：抗拉强度、弹性模量比钢低，塑性与韧性接近于零，属脆性材料。性接近于零，属脆性材料。l机械性能低的原因是由于石墨片割裂了钢基体的结果。因为：石墨的b20MPa，0，HBS=3。因此，可将灰口铸铁视为布满裂纹的钢。减少了有效承载的截面积，同时，石墨片边缘处形成缺口，造成应力集中，在外力远小于材料的强度极限时，就在局部应力集中处破坏，形成

4、脆性断裂。但是，灰口铸铁的抗压强度受石墨的影响较小，可达但是，灰口铸铁的抗压强度受石墨的影响较小，可达600800MPa600800MPa。所以铸铁常用来作承受压应力的零件。所以铸铁常用来作承受压应力的零件（机床底座、床身等）。（机床底座、床身等）。B、工艺性能：、工艺性能：不能锻压，焊接性很差，但铸造性能好，切削加工性能好。C、减振性好：、减振性好：由于石墨割裂了基体，对机械振动起缓冲作用，阻止振动能量的传播，减振性好。所以灰口铸铁常用来作支架、机床床身等零件。D、减摩性好、减摩性好：磨擦面上的石墨构成了大量的细小凹坑，能储存润滑油，使磨擦副内的油膜易于保持。同时，石墨本身是良好的固体润滑剂

5、。适于做导轨等减摩件。E、缺口敏感性小、缺口敏感性小4 4）灰口铸铁的牌号）灰口铸铁的牌号）灰口铸铁的牌号）灰口铸铁的牌号l由于冷却速度对铸铁的性能影响很大，相同成分不同壁厚的强度差别很大，所以，灰口铸铁不像钢那样按成分编号，只能按强度编号。l按照GB9439-88铸铁牌号表示方法，灰口铸铁以“HT”加3位数字表示，“HT”表示灰铁，后面的数字表示最低抗拉强度（Mpa）。共有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350六个牌号。3、球墨铸铁、球墨铸铁l碳全部或大部分以单质状态的球状石墨存在。1 1）球墨铸铁的组织）球墨铸铁的组织）球墨铸铁的组织）球墨铸铁的组织l球墨铸

6、铁是铁水浇注前加少量球化剂和墨化剂，经球化处理和孕育处理制成。球化剂（稀土镁）的作用是使石墨呈球状。墨化剂（硅铁合金）的作用是促使石墨化，防止出现白口。l组织：钢的基体+球状石墨：F+G球 F+P+G球 P+G球。l2）球墨铸铁的性能）球墨铸铁的性能l由于石墨呈球状，对基体的割裂作用及切口作用大大减小，基体的作用得到充分发挥（7090%），使球铁的抗拉强度不仅高于其它铸铁，甚至比碳钢还高。因此，对承受静载荷或冲击不大的零件，用球铁代钢是完全可以的。球铁的塑性韧性低于钢，但高于其它铸铁。球铁的铸造性能好，成本低，有好的减振性、减磨性、切削加工性等。3 3）球墨铸铁的牌号）球墨铸铁的牌号）球墨铸铁

7、的牌号）球墨铸铁的牌号l以“QT”后面加两组数字表示。“QT”表示球墨铸铁，第一组数字表示最低抗拉强度（Mpa)，第二组数字表示最低延伸率。l3、可锻铸铁、可锻铸铁l可锻铸铁是用低碳低硅铁水，先浇铸成白口铸铁，再经高温长时间石墨化退火得到。l1）可锻铸铁的组织）可锻铸铁的组织l依石墨化工艺不同分为：F+G团絮，P+G团絮两种。2 2）可锻铸铁的性能）可锻铸铁的性能）可锻铸铁的性能）可锻铸铁的性能l由于石墨呈团絮状，降低了对基体的割裂作用，使强度显著提高，最高可达700 Mpa。尤其可贵的是塑性和韧性比灰口铸铁显著提高（12%，ak30J/cm2)，“可铁”由此得名。但仍不能锻造。常用来做一些受

8、力复杂、尺寸较小、承受一定冲击载荷的薄壁件。l3）可锻铸铁的牌号可锻铸铁的牌号l以“KT”加两组数字表示。“KT”表示可锻铸铁，后面的数字与球铁相同。（八）高温合金（八）高温合金（八）高温合金（八）高温合金l1、高温合金的性能要求、高温合金的性能要求l具有高的抗氧化性、抗蚀性及高的热强度。高温下金属抵抗氧化或气体腐蚀的能力称为热稳定性。高温下抵抗塑性变形和断裂的能力称热强度。l2、提高高温性能的途径、提高高温性能的途径l1）热稳定性（抗氧化抗气体腐蚀性）热稳定性（抗氧化抗气体腐蚀性）l加入合金元素铬、铝、硅形成致密氧化膜或提高基体电极电位。l2）热强性）热强性l选用高熔点金属作合金的基体l晶界

9、强化l弥散强化l利用铸造组织3 3、高温合金的分类与编号、高温合金的分类与编号、高温合金的分类与编号、高温合金的分类与编号l1）按基体金属分为：铁基、铁-镍基、镍基和钴基等。l2）按生产工艺分：变形高温合金和铸造高温合金。l变形高温合金牌号以“GH”加序号表示。铸造高温合金以“K”加序号表示。l3）按高温性能、成型特点及用途分：l热强度变形高温合金：热强度变形高温合金：热强度高，主要用于高温下承受大载荷及复杂应力下工作的零件。航空发动机涡轮叶片、涡轮盘等锻件。GH36（铁基），GH49（镍基）l热稳定变形高温合金：热稳定变形高温合金：热稳定性很高，强度不高，但塑性很好。主要用于受力不大而工作温度很高的零件。如燃烧室的火焰筒等。GH140（铁基），GH39（镍基）l热强铸造高温合金：热强铸造高温合金：热强性很高，塑性低，焊接性差。精密铸造成零件，如涡轮导向叶片，K1、K3等。