机械工程材料沈莲章铸铁教程分析.pptVIP

蠕虫状石墨明显好于片状石墨，故蠕墨铸铁的抗拉强度、塑性、疲劳强度均优于灰铸铁，而接近球墨铸铁。 应用： 钢锭模、玻璃模具、柴油机汽缸、汽缸盖 牌号： 如：RuT380 性能： 导热性好，铸造性好 SCHOOL OF ELECTRONICAL AND INFORMATION ENGINEERING 电气信息工程学院 机械工程材料 第五章 铸铁CAST IRON 铸铁：碳的质量分数Wc大于2.11%（一般为2.5%~5.0%）的铁碳合金。详尽地说，铸铁中也含有Si（硅）、Mn（锰）、S（硫）、P（磷）等其他元素。 铸铁 白口铸铁 灰口铸铁 与钢相比，虽然抗拉强度、塑性、韧性较低，但却具有优良的铸造性、可切削加工性、减振性，而且生产成本也较低，因此在工业上得到了广泛的应用。特别是传统机床的床身一般都是铸铁材料。 随着热加工、压力加工、机械加工工艺水平的提高，以及电机制造水平的提高，即社会生产力的整体提高，铸铁的应用范围没有以前那么重要了。 铸铁的特点 使用性能不好 工艺性能很好 减振性好 第一节 灰口铸铁的石墨化 铸铁中的碳元素除了少部分固溶于铁素体和奥氏体，还可以以渗碳体（Fe3C）化合物和游离态的石墨（Graphite）两种形式存在。 铸铁中石墨的形成过程称为石墨化过程。 一、石墨化过程 1. 石墨的特性 简单六方晶格结构 低强度 低硬度 低塑性和高脆性 减摩性 减振性 铸铁中石墨犹如完整的铁基体（铁素体、珠光体、铁素体+珠光体）上出现的孔洞和裂缝一样。 同一层上的原子间距较小，其结合力较强，而层与层间的原子间距较大，其结合力较弱。在石墨化过程中，层的扩大速度较快，而层间方向的加厚较慢，使石墨易形成片状。 2. 石墨形成的三个阶段 铸铁中的石墨既可以在液体结晶时直接析出，也可以由Fe3C分解而来。这表明，铁碳合金的结晶过程和组织转变除了可按Fe-Fe3C相图进行，也可以按Fe-C(G)相图进行，因此铁碳合金具有双重相图。 图5-2中，实线表示Fe-Fe3C相图，虚线表示Fe-G相图。 若将含有铸铁成分的铁碳合金从液态以极其缓慢的平衡状态进行冷却时，则其组织转变将按照Fe-G相图进行，且石墨化过程可分为三个阶段。 第一阶段，液态石墨化阶段。从液体中直接析出的石墨和在1154℃时通过共晶转变而形成的共晶石墨。 第二阶段，中间石墨化阶段。是从1154℃~ 738℃的冷却过程中，自奥氏体中析出的石墨。 第三阶段，低温石墨化阶段。是在738℃通过共析转变形成的共析石墨。 第三阶段的石墨化温度较低，原子扩散条件差，有可能部分和全部不能形成石墨。 极慢冷： 慢冷： 快冷： 于是出现三种不同组织，即F+G、F+P+G、P+G。 铸铁的组织决定于石墨化三阶段进行的程度，而影响石墨化程度的因素有许多，而铸铁的化学成分和凝固时的冷却速度是两个最主要的因素。 铸铁中的C和Si是促进石墨化的元素，它们的含量越高，石墨化过程越易进行。 二、影响石墨化的因素 1. 化学成分的影响 此外，P、Al、Cu、Ni、Co等元素也会促进石墨化；而S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素则阻碍石墨化。 2. 冷却速度的影响 冷却速度越慢，越有利于石墨化过程的进行。从铁碳相图的双重相图可知，同一化学成分的液态铸铁，若缓冷到1154~1148℃温度范围，这时还不具备形成Fe3C的温度条件，所以只能形成石墨。 若快冷到1148℃以下时，其凝固过程既可以按照Fe-Fe3C相图进行，也可按照Fe-G相图进行，但渗碳体Fe3C的成分（Wc6.69%）比石墨成分（ Wc100% ）更接近液态成分，因此从液态中形成Fe3C比形成石墨容易。 并且渗碳体的成分和结构与石墨相比也更接近奥氏体，因此从奥氏体中析出Fe3C也比析出石墨容易。 总之，冷却速度越快，越不利于石墨化过程的进行。 第二节 各类铸铁的特点及应用 （1）灰口铸铁 是第一阶段和第二阶段石墨化过程充分进行而得到的铸铁，其中碳主要以石墨形式存在，断口呈灰暗色，因此得名为灰口铸铁。是工业上应用最多最广的铸铁。 一、铸铁的分类 1. 按石墨化程度分 （2）白口铸铁 是三个阶段石墨化过程都全部被抑制，完全按照Fe-Fe3C相图进行转变而得到的铸铁，断口呈银白色，由此得名为白口铸铁。 （1）普通灰口铸铁（简称灰铸铁） 在显微组织中，石墨呈片状的铸铁。灰铸铁生产工艺简单、价格低廉、工业应用最广