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1、亞共析鋼亞共析鋼過(guò)共析鋼過(guò)共析鋼過(guò)共晶白口鐵過(guò)共晶白口鐵亞共晶白口鐵亞共晶白口鐵工工業(yè)業(yè)純純鐵鐵共共析析鋼鋼共共晶晶白白口口鐵鐵一、鑄鐵成分、組織和性能特點(diǎn)一、鑄鐵成分、組織和性能特點(diǎn)成分：成分：較高的較高的C、Si等元素等元素組織：組織：碳以石墨（碳以石墨（G）的形式存在，組織為）的形式存在，組織為鋼的基鋼的基體體(F、P、F+P)上分布著不同形態(tài)的石墨。上分布著不同形態(tài)的石墨。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述鑄鐵是碳含量大于鑄鐵是碳含量大于2.11%的鐵碳合金。的鐵碳合金。性能性能:(取決于基體組織和石墨的數(shù)量、形狀、大小和分布取決于基體組織和石墨的數(shù)量、形狀、大小和分布)抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性比碳鋼

2、低。抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性比碳鋼低。良好的耐磨性、消振性、低的缺口敏感性、良好的耐磨性、消振性、低的缺口敏感性、優(yōu)良的切削加工性。優(yōu)良的切削加工性。鑄造性能比鋼好。鑄造性能比鋼好。二、二、Fe-CFe-C雙重相圖及鑄鐵中石墨的形成雙重相圖及鑄鐵中石墨的形成（一）雙重鐵碳合金相圖（一）雙重鐵碳合金相圖圖中圖中實(shí)線(xiàn)實(shí)線(xiàn)表表示亞穩(wěn)定的示亞穩(wěn)定的Fe-Fe3C相圖相圖圖中圖中虛線(xiàn)虛線(xiàn)表表示穩(wěn)定的平示穩(wěn)定的平衡衡Fe-G相圖相圖石墨蠕化效果常用蠕化率來(lái)表述，它指的是檢測(cè)視場(chǎng)中蠕蟲(chóng)狀石墨面積占全部石墨面積的百分?jǐn)?shù)，一般要求不低于50%。防止變形開(kāi)裂，保證尺寸穩(wěn)定另外，Al、Cu、Ni、Co等促進(jìn)石墨化。KT

3、H300-06 等 KTZ450-06等2、低溫退火：當(dāng)鑄態(tài)組織為F+P+G采用2、可鍛鑄鐵：G呈團(tuán)絮狀及少量 Mo、Ni、Cu等元素，使組織中出珠光體為基體的灰口鑄鐵LCAE+G承受壓力、震動(dòng)的零件等。HT100 HT150 HT200 HT300退火工藝：加熱到720760 ，保溫28h后，（三）影響石墨化的因素防止變形開(kāi)裂，保證尺寸穩(wěn)定2、低溫退火：當(dāng)鑄態(tài)組織為F+P+G采用（二）鑄鐵中石墨化過(guò)程（石墨的形成過(guò)程）（二）鑄鐵中石墨化過(guò)程（石墨的形成過(guò)程）、1154時(shí)通過(guò)共晶反應(yīng)形成石墨時(shí)通過(guò)共晶反應(yīng)形成石墨 LCAE+G、1154 738 A G、738 時(shí)共析反應(yīng)時(shí)共析反應(yīng) AS FP

4、+G碳含量為碳含量為2.54.0%的鑄鐵的鑄鐵石墨化過(guò)程：石墨化過(guò)程：鑄鐵結(jié)晶后可得到三種不同的鑄鐵結(jié)晶后可得到三種不同的組織：組織：F+G、P+G、F+P+G（三）影響石墨化的因素（三）影響石墨化的因素1.化學(xué)成分的影響化學(xué)成分的影響C、Si促進(jìn)石墨化促進(jìn)石墨化(通常通常WC 2.54.0%,WSi1%2.5%)；C%、Si%石墨片多、粗大。石墨片多、粗大。另外，另外，Al、Cu、Ni、Co等等促進(jìn)促進(jìn)石墨化。石墨化。S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素等元素阻止阻止石墨化。石墨化。2.冷卻速度的影響冷卻速度的影響冷卻速度慢，過(guò)冷冷卻速度慢，過(guò)冷度越小，有利于原度越小，有利于原子的擴(kuò)散，對(duì)石墨

5、子的擴(kuò)散，對(duì)石墨化有利?；欣?。砂型鑄造條件下鑄鐵壁厚砂型鑄造條件下鑄鐵壁厚化學(xué)成分與鑄鐵組織關(guān)系化學(xué)成分與鑄鐵組織關(guān)系三、鑄鐵的分類(lèi)三、鑄鐵的分類(lèi)1.白口鑄鐵：白口鑄鐵：、石墨化過(guò)程全部被抑制按石墨化過(guò)程全部被抑制按Fe-Fe3C相圖進(jìn)行結(jié)晶，碳以相圖進(jìn)行結(jié)晶，碳以Fe3C形式存在，斷口呈形式存在，斷口呈銀白色。銀白色。2.灰口鑄鐵：灰口鑄鐵：、石墨化過(guò)程充分進(jìn)行，碳主要石墨化過(guò)程充分進(jìn)行，碳主要以石墨形式存在，斷口呈灰暗色。以石墨形式存在，斷口呈灰暗色。3.麻口鑄鐵：麻口鑄鐵：石墨化過(guò)程部分進(jìn)行，碳以石墨和石墨化過(guò)程部分進(jìn)行，碳以石墨和Fe3C兩種形式存在，斷口黑白相間構(gòu)成麻點(diǎn)。兩種形式存

6、在，斷口黑白相間構(gòu)成麻點(diǎn)。（一）按石墨化程度分（一）按石墨化程度分1、灰口鑄鐵：、灰口鑄鐵：G呈片狀呈片狀2、可鍛鑄鐵：、可鍛鑄鐵：G呈團(tuán)絮狀呈團(tuán)絮狀3、球墨鑄鐵：、球墨鑄鐵：G呈球狀呈球狀4、蠕墨鑄鐵：、蠕墨鑄鐵：G呈短小的蠕蟲(chóng)狀呈短小的蠕蟲(chóng)狀（二）按石墨形態(tài)分（二）按石墨形態(tài)分2134第二節(jié)第二節(jié) 灰口鑄鐵灰口鑄鐵一一、灰口鑄鐵的組織、性能和用途、灰口鑄鐵的組織、性能和用途片狀石墨片狀石墨+金屬基體組成金屬基體組成依第三階段石墨化進(jìn)行的程度不同，可分為：依第三階段石墨化進(jìn)行的程度不同，可分為：鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵 鐵素體鐵素體+珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵 珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口

7、鑄鐵（一）灰口鑄鐵的組織（一）灰口鑄鐵的組織鐵素體為基體的灰口鑄鐵鐵素體為基體的灰口鑄鐵G呈片狀呈片狀 暗灰色暗灰色 鐵素體鐵素體 基體基體 白色白色 鐵素體鐵素體+珠光體為基體的灰口鑄鐵珠光體為基體的灰口鑄鐵鐵素體鐵素體珠光體珠光體G呈片狀呈片狀珠光體為基體的灰口鑄鐵珠光體為基體的灰口鑄鐵G呈片狀呈片狀珠光體珠光體（二（二）灰口鑄鐵的性能和用途）灰口鑄鐵的性能和用途1優(yōu)良的鑄造性能優(yōu)良的鑄造性能2優(yōu)良的耐磨性和消振性?xún)?yōu)良的耐磨性和消振性3較低的缺口敏感性和良好的切削加工性能較低的缺口敏感性和良好的切削加工性能44 力學(xué)性能力學(xué)性能（三）（三）灰口鑄鐵的牌號(hào)灰口鑄鐵的牌號(hào)HT100 HT150

8、 HT200 HT300用途：汽車(chē)、拖拉機(jī)的氣缸、氣缸套，機(jī)床床身及用途：汽車(chē)、拖拉機(jī)的氣缸、氣缸套，機(jī)床床身及 承受壓力、震動(dòng)的零件等。承受壓力、震動(dòng)的零件等。性能：性能：二、灰鑄鐵的孕育處理二、灰鑄鐵的孕育處理孕育鑄鐵：孕育鑄鐵：為了細(xì)化灰鑄鐵組織，提高鑄鐵的力為了細(xì)化灰鑄鐵組織，提高鑄鐵的力學(xué)性能，通常在碳、硅含量較低的灰鑄鐵液中加學(xué)性能，通常在碳、硅含量較低的灰鑄鐵液中加入孕育劑進(jìn)行孕育處理，經(jīng)過(guò)孕育處理的灰鑄鐵入孕育劑進(jìn)行孕育處理，經(jīng)過(guò)孕育處理的灰鑄鐵叫孕育鑄鐵或變質(zhì)鑄鐵。叫孕育鑄鐵或變質(zhì)鑄鐵。孕育鑄鐵的金相組織：孕育鑄鐵的金相組織：細(xì)密的珠光體基體上，均勻細(xì)密的珠光體基體上，均勻分

9、布細(xì)小的石墨片。故其強(qiáng)度高于普通的灰鑄鐵。分布細(xì)小的石墨片。故其強(qiáng)度高于普通的灰鑄鐵。應(yīng)用：應(yīng)用：孕育鑄鐵用來(lái)制造力學(xué)性能要求高，截面孕育鑄鐵用來(lái)制造力學(xué)性能要求高，截面尺寸變化較大的大型鑄件，如重型機(jī)床的機(jī)身、尺寸變化較大的大型鑄件，如重型機(jī)床的機(jī)身、液壓件、齒輪等。液壓件、齒輪等。大量人工晶核大量人工晶核結(jié)晶均勻結(jié)晶均勻截面上組織均勻截面上組織均勻性能性能均勻均勻斷面敏感性小斷面敏感性小三三 灰口鑄鐵的熱處理灰口鑄鐵的熱處理對(duì)灰口鑄鐵進(jìn)行處理只能改變其基體組織，不能改變對(duì)灰口鑄鐵進(jìn)行處理只能改變其基體組織，不能改變石墨的形態(tài)和分布。熱處理目的消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力、石墨的形態(tài)和分布。熱處理目的消

10、除鑄件的內(nèi)應(yīng)力、改善切削加工性和表面磨損性能。改善切削加工性和表面磨損性能。（一）（一）消除內(nèi)應(yīng)力的退火（人工時(shí)效）消除內(nèi)應(yīng)力的退火（人工時(shí)效）防止變形開(kāi)裂，保證尺寸穩(wěn)定防止變形開(kāi)裂，保證尺寸穩(wěn)定（二）（二）改善切削加工性的退火（高溫退火改善切削加工性的退火（高溫退火）消除白口組織，使局部消除白口組織，使局部Fe3CG，降低硬度，降低硬度退火工藝：退火工藝：加熱到加熱到850900 ，保溫，保溫25h，隨爐冷至，隨爐冷至 250400 ，出爐空冷。，出爐空冷。退火工藝：退火工藝：加熱速度加熱速度50100，加熱溫度，加熱溫度500600 保溫保溫28h，爐冷至，爐冷至150200 ，空冷。，空

11、冷。（三）表面淬火（三）表面淬火表面淬火工藝：表面淬火工藝：感應(yīng)加熱表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火 火焰加熱表面淬火火焰加熱表面淬火 點(diǎn)接觸電加熱表面淬火點(diǎn)接觸電加熱表面淬火淬火后表面組織：淬火后表面組織：細(xì)小馬氏體片狀石墨，細(xì)小馬氏體片狀石墨，硬度硬度:5961HRC。應(yīng)用：應(yīng)用：重要的鑄鐵件，如機(jī)床導(dǎo)軌、內(nèi)燃機(jī)缸套等重要的鑄鐵件，如機(jī)床導(dǎo)軌、內(nèi)燃機(jī)缸套等目的：目的：提高表面硬度和耐磨性提高表面硬度和耐磨性第三節(jié)第三節(jié) 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 可段鑄鐵是由鑄態(tài)白口鑄鐵經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間石墨化退可段鑄鐵是由鑄態(tài)白口鑄鐵經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間石墨化退火得到的一種高強(qiáng)度鑄鐵。（不可鍛造，可進(jìn)行微火得到的一種高強(qiáng)度鑄鐵。（不可鍛造，可

12、進(jìn)行微量的塑性變形）量的塑性變形）一一、可鍛鑄鐵的組織、性能和用途、可鍛鑄鐵的組織、性能和用途組織：組織：鐵素體基體可鍛鑄鐵鐵素體基體可鍛鑄鐵 珠光體基體可鍛鑄鐵珠光體基體可鍛鑄鐵 性能：性能：可鍛鑄鐵由于石墨呈團(tuán)絮狀，對(duì)基體的割裂作可鍛鑄鐵由于石墨呈團(tuán)絮狀，對(duì)基體的割裂作用比片狀石墨小，所以可鍛鑄鐵的強(qiáng)度比灰鑄鐵高，用比片狀石墨小，所以可鍛鑄鐵的強(qiáng)度比灰鑄鐵高，還具有一定的塑性和較高的韌性。還具有一定的塑性和較高的韌性?？慑戣T鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能和用途可鍛鑄鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能和用途P183表表7-2KTH300-06 等等 KTZ450-06等等用途：用途：形狀復(fù)雜、承受沖擊載荷的薄壁鑄件，如

13、汽形狀復(fù)雜、承受沖擊載荷的薄壁鑄件，如汽車(chē)、拖拉機(jī)的輪殼、減速器殼體等。車(chē)、拖拉機(jī)的輪殼、減速器殼體等。鐵素體為基體可鍛鑄鐵鐵素體為基體可鍛鑄鐵G呈團(tuán)絮狀呈團(tuán)絮狀 暗灰色暗灰色F 白色白色珠光體為基體可鍛鑄鐵珠光體為基體可鍛鑄鐵G呈團(tuán)絮狀呈團(tuán)絮狀 暗灰色暗灰色珠光體珠光體二、可鍛鑄鐵的生產(chǎn)二、可鍛鑄鐵的生產(chǎn)首先：首先：澆注成純白口鑄鐵澆注成純白口鑄鐵其次：其次：石墨化退火石墨化退火F+團(tuán)絮團(tuán)絮G900980Fe3CA+G770650AF+G720PF+GP+團(tuán)絮團(tuán)絮G溫溫度度時(shí)間時(shí)間AG第四節(jié)第四節(jié) 球墨鑄鐵球墨鑄鐵 球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，強(qiáng)度高，具有良好球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，強(qiáng)度高，具有

14、良好的塑性和韌性，鑄造性能好，成本低，生產(chǎn)方便。的塑性和韌性，鑄造性能好，成本低，生產(chǎn)方便。一、球墨鑄鐵的組織、性能和用途一、球墨鑄鐵的組織、性能和用途組織：組織：F+G球、球、F+P+G球、球、P+G球三種球三種性能：性能：1.球鐵的強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性高于灰鐵、可鐵；球鐵的強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性高于灰鐵、可鐵；2.球鐵的屈強(qiáng)比比鋼高；球鐵的屈強(qiáng)比比鋼高；3.優(yōu)良的鑄造性、切削加工性、低的缺口敏感性?xún)?yōu)良的鑄造性、切削加工性、低的缺口敏感性 4.對(duì)其進(jìn)行熱處理可改善其性能，以鐵代鋼用。對(duì)其進(jìn)行熱處理可改善其性能，以鐵代鋼用。用途：用途：用于承受重載荷、受力復(fù)雜、力學(xué)性能要求較用于承受重載荷、受力

15、復(fù)雜、力學(xué)性能要求較高的零件，如曲軸、連桿、軋輥、缸套、活塞、閥門(mén)高的零件，如曲軸、連桿、軋輥、缸套、活塞、閥門(mén)等。等。F+G球球C、Si促進(jìn)石墨化(通常WC 2.A G可鍛鑄鐵的牌號(hào)、力學(xué)性能和用途P183表7-2（三）灰口鑄鐵的牌號(hào)組織：下貝氏體+球狀石墨珠光體為基體的灰口鑄鐵第三節(jié) 可鍛鑄鐵防止變形開(kāi)裂，保證尺寸穩(wěn)定防止變形開(kāi)裂，保證尺寸穩(wěn)定珠光體為基體的灰口鑄鐵一、可鍛鑄鐵的組織、性能和用途片狀石墨+金屬基體組成目的：對(duì)要求綜合力學(xué)性能較高的零件，如連桿、曲軸等，可采用調(diào)質(zhì)處理。退火工藝：加熱到850900 ，保溫25h，隨爐冷至熱處理目的消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力、改善切削加工性和表面磨損性能

16、。應(yīng)用：孕育鑄鐵用來(lái)制造力學(xué)性能要求高，截面尺寸變化較大的大型鑄件，如重型機(jī)床的機(jī)身、液壓件、齒輪等。F+P+G球球P+G球球二、球墨鑄鐵的生產(chǎn)二、球墨鑄鐵的生產(chǎn)加球化劑（稀土鎂合金）加球化劑（稀土鎂合金）球化處理球化處理加孕育劑（硅鐵、硅鈣合金等）加孕育劑（硅鐵、硅鈣合金等）孕育處理孕育處理目的：目的：降低白口傾向，得到球狀石墨。降低白口傾向，得到球狀石墨。牌號(hào)：牌號(hào)：QT400-18 QT600-3 QT700-2 1、高溫退火：、高溫退火：當(dāng)鑄態(tài)組織為當(dāng)鑄態(tài)組織為F+P+Fe3C+G時(shí)采用。時(shí)采用。退火工藝：加熱到退火工藝：加熱到900950 ，保溫，保溫25h后，隨后，隨 爐緩冷至爐緩冷至600 出爐空冷。出爐空冷。2、低溫退火：、低溫退火：當(dāng)鑄態(tài)組織為當(dāng)鑄態(tài)組織為F+P+G采用采用 退火工藝：退火工藝：加熱到加熱到720760 ，保溫，保溫28h后，后，隨爐緩冷至隨爐緩冷至600 出爐空冷出爐空冷三、球墨鑄鐵的熱處理三、球墨鑄鐵的熱處理（一）（一）退火（為了獲得鐵素體基體球墨鑄鐵）退火（為了獲得鐵素體基體球墨鑄鐵）熱處理特點(diǎn)：熱處理特點(diǎn)：共析轉(zhuǎn)變溫度高，要在較高溫度實(shí)現(xiàn)奧氏體