常用合金铸铁件的生产

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1、常用合金铸铁件的生产铸 铁 件 生 产 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 2 铸 铁 分 类 及 性 能v铸 铁 是 含 碳 量 大 于 2.11 的 铁 碳 合 金 ，依 据 碳 在 合 金 中 的 存 在 形 式 铸 铁 可 分为 白 口 铸 铁 、 灰 口 铸 铁 、 球 墨 铸 铁 、可 锻 铸 铁 等 。白 口 铸 铁 灰 口 铸 铁球 墨 铸 铁 可 锻 铸 铁 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 3 白 口 铸 铁v碳 全 部 以 化 合 碳 的 形 式 存 在 （ Fe3C)， 脆 、 硬 ，断 面 呈 白 色

2、；v性 能 ： 硬 度 高 ， 脆 性 大 ， 耐 磨 性 好 ， 难 于 切削 加 工 ；v主 要 用 于 ：制 造 耐 磨 性 要 求 高 的 零 件 ， 如 轧 辊 、 铁 铧 犁 、 火车 车 轮 等 ；还 可 作 为 可 锻 铸 铁 的 毛 坯 、 炼 钢 原 料 使 用 。 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 4 灰 口 铸 铁v灰 口 铸 铁 中 的 碳 一 部 分 形 成 金 属 的 基 体 （ 化 合 碳 ） ， 另 一 部 分 则 以 片 状 石 墨 的形 式 存 在 （ 自 由 碳 ） ；v故 而 灰 口 铸 铁 的 显 微 组 织 ：钢

3、的 基 体 （ F、 P） 片 状 石 墨 。 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 5 灰 口 铸 铁 的 显 微 组 织v 灰 口 铸 铁 按 金 属 的 基 体 不 同 ， 可 分 为 三 类 ：珠 光 体 灰 口 铸 铁 （ P+片 状 石 墨 )珠 光 体 基 体 上分 布 着 细 小 、 均 匀 的 片 状 石 墨 ；珠 光 体 铁 素 体 灰 口 铸 铁 （ P+F+片 状 石 墨 )珠光 体 和 铁 素 体 组 成 的 基 体 上 分 布 着 较 粗 大 的 片 状石 墨 ；铁 素 体 灰 口 铸 铁 （ F+片 状 石 墨 )铁 素 体 基 体

4、上分 布 着 粗 大 的 片 状 石 墨 。 显 微 组 织 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 6 灰 口 铸 铁 的 组 织 与 性 能v 珠 光 体 灰 口 铸 铁 金 属 基 体 强 ， 石 墨 细 小 ， 分 布 均匀 ， 基 体 作 用 得 以 全 面 发 挥 ， 强 度 和 硬 度 较 高 ；v 珠 光 体 -铁 素 体 灰 口 铸 铁 金 属 基 体 较 弱 ， 石 墨 粗 而分 布 集 中 ， 分 割 基 体 和 应 力 集 中 明 显 ， 因 而 强 度 和硬 度 较 低 ；v 铁 素 体 灰 口 铸 铁 金 属 基 体 最 弱 ， 片 状

5、石 墨 量 多 ，分 布 不 均 ， 弱 化 基 体 的 作 用 最 大 ， 因 而 强 度 和 硬 度也 最 低 。 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 7 灰 口 铸 铁 的 性 能v灰 口 铸 铁 的 性 能 包 括 ： 机 械 性 能工 艺 性减 振 性耐 磨 性缺 口 敏 感 性 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 8 影 响 灰 口 铸 铁 组 织 与 性 能 的 因 素v灰 口 铸 铁 的 性 能 取 决 于 组 织 ， 而 组 织 又 取决 于 C在 铸 铁 中 的 存 在 形 式 ；v实 质 上 是 取 决 于

6、钢 的 基 体 及 所 分 布 片 状 石墨 的 数 量 、 形 状 、 大 小 。 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 9 石 墨 化 与 金 属 组 织vC总 =C石 墨 +C化 合 必 须 控 制 铸 铁 的 石 墨 化 程 度 ：C化 合 = 0.77 时 P灰 铁 ；C化 合 0.3 时 ， 形 成 以 Fe3P为 主 的 共 晶 体 ,熔 点 低 ,硬 度 高 ， 呈 网 状 ,增 加 冷 脆 倾 向 ， 一 般 属 有 害 杂 质 ；v多 限 制 在 0.5 以 下 ， 高 强 度 铸 铁 则 限 制 在0.2 0.3 以 下 。 2021-5-2

7、9 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 33 冷 却 速 度 对 石 墨 化 的 影 响v冷 却 速 度 对 石 墨 化 有 显 著 影 响 ；缓 慢 冷 却 时 ,石 墨 有 充 分 的 时 间 得 以 顺 利 析 出 ，冷 却 速 度 愈 慢 ， 愈 容 易 获 得 灰 口 组 织 ， 金 属 型则 相 反 ；实 际 中 必 须 化 学 成 分 、 冷 却 速 度 综 合 考 虑 ， 确定 铸 件 的 牌 号 ， 以 期 获 得 满 意 的 组 织 及 性 能 。 铸 件 壁 厚 和 化 学 成 分对 铸 件 组 织 的 影 响 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸

8、铁 件 的 生 产 34白 口 组 织 铸 铁 低 碳 硅 、 高 冷 速 、 薄 壁 ， 不 利 于 石 墨 化 ，得 到 机 械 性 能 好 的 高 牌 号 铸 铁 ；灰 口 组 织 铸 铁 高 碳 硅 、 低 冷 速 、 厚 壁 ， 有 利 于 石 墨 化 ，得 到 机 械 性 能 差 的 低 牌 号 铸 铁 。 白 口 铸 铁 区 a麻 口 铸 铁 区 珠 光 体 灰 口 铸 铁 区 b珠 光 体 -铁 素 体 灰 口 铸 铁 区 铁 素 体 灰 口 铸 铁 区铸 件 壁 厚 和 化 学 成 分 对 铸 铁 组 织 的 影 响 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的

9、 生 产 35 壁 厚 、 成 分 与 组 织 之 间 的 关 系v成 分 不 变 壁 厚 变 增 加 壁 厚 ， 冷 却 速 度 慢 ，有 利 于 石 墨 的 析 出 ， 得 到 灰 口 组 织 铸 铁 ， 反之 ， 得 到 白 口 组 织 铸 铁 ；v壁 厚 不 变 成 分 变 增 加 碳 硅 含 量 ， 促 进 石墨 化 ， 得 到 灰 口 组 织 铸 铁 ， 反 之 亦 然 ；v壁 厚 和 成 分 都 发 生 变 化 ， 其 实 质 就 是 利 用 铸件 壁 厚 （ 冷 却 速 度 ） 和 化 学 成 分 （ 碳 硅 含 量 ）对 铸 件 石 墨 化 的 综 合 影 响 。 2021-

10、5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 36 灰 口 铸 铁 的 牌 号 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 37按 基 体 组 织 的 不 同 可 以 将 球 墨 铸 铁 分为 两 类v铁 素 体 球 墨 铸 铁 ；v珠 光 体 球 墨 铸 铁 。 球 墨 铸 铁 的 显 微 组 织 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 38球化剂的作用是使石墨球化，孕育剂的作用是促进铸铁石墨化，防止球化剂造成的白口倾向，同时使石墨球细化以进一步改善铸铁机械性能；球化处理工艺的关键在于石墨的球化、细化及防白口。 孕 育 剂硅 铁

11、 球 化 剂稀 土 硅 铁 镁 中 间 合 金球 化 处 理 与 球 化 剂 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 39球墨铸铁是一种十分重要的铸造合金，可以代替铸钢、锻钢、有色金属及可锻铸铁制造载荷大受力复杂的零件；球墨铸铁的应用为“以铁代钢”、“以铸代锻”开辟了广阔的前景。 球 墨 铸 铁 的 牌 号 2021-5-29 2-3 常 用 合 金 铸 铁 件 的 生 产 40KT370-12 最 低 抗 拉 强 度 370MPa、 最 低 相对 延 伸 率 12%的 铁 素 体 可 锻 铸 铁 ；KTZ450-6 最 低 抗 拉 强 度 450MPa、 最 低 相对 延 伸 率 6%的 珠 光 体 可 锻 铸 铁 。 可 锻 铸 铁 的 牌 号