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铸铁概述 【】 【点】 【】【教学过程】 铸铁是含碳大于2.1%的铁碳合金①渗碳体（Fe3C），金属化合物。 ②石墨（G）：碳元素的单质，质软，黑灰色，润滑性好。举例：铅笔芯。 2、根据碳在铸铁中存在形式的不同，铸铁可分为如下几类： 1、白口铸铁：碳分主要以游离碳化铁形式出现的铸铁，断口呈银白色，故得名为白口铸铁。白口铸铁中存有大量的渗碳体，性硬而脆，难于进行切削加工，故很少用它来制造机器零件。通常白口铸铁用来制造一些要求高耐磨件，如轧钢机的轧辊、球磨机的磨球，以及农村用的犁铧等。目前，白口铸铁主要用来做为炼钢生铁和生产可锻铸铁的毛坯。 2、灰口铸铁：碳全部或大部以自由态—石墨（G）的形式存在于铸铁中，其断口呈暗灰色，故称灰口铸铁。在机器制造业中所应用的铸铁基本上是灰口铸铁。工业上应用最广的是灰口铸铁，其碳大部分或全部以石墨形式存在。根据石墨的形态不同，灰口铸铁亦可分为如下几类： ①、普通灰口铸铁，亦称灰铸铁：碳分主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色，代号HT。此类铸铁的机械性能不高，但生产工艺简单，价格低廉，工业上应用最广，在各类铸铁的产量中其可占80%以上。 ②、球墨铸铁：铁液经过球化处理而不是在凝固后经过热处理，使石墨大部分或全部呈球状，有时少量为团絮状的石墨。此类铸铁的机械性能较好，且可通过热处理进一步提高性能，其应用日趋广泛。其代号QT。 ③、可锻铸铁：白口铸铁通过石墨化或氧化脱碳可锻化处理，改变其金相组织或成分而获得的有较高韧性的铸铁。可锻铸铁中的石墨以团絮状形式存在，它具有一定的塑性和韧性，但并非真正可锻。其代号KT。 ④、蠕墨铸铁：大部分石墨为蠕虫状石墨的铸铁，其代号为RuT。这种铸铁是七十年代发展起来的一种新型铸铁，它廉有灰铸铁的良好铸造性能和机械性能，又有较高的强度，它的应用越来越受到人们的重视。 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 蠕墨铸铁 四种铸铁示意图 3、麻口铸铁：碳分部分以游离碳化铁形式出现，部分以石墨形式出现的铸铁，断口灰白色相间，尤如麻点，故称麻口铸铁。此类铸铁有较大的硬脆性，工业上也很少使用。 从以上介绍我们不难看出，为了改善铸铁的性能，人们在铸铁的石墨形态上大做文章。那么，铸铁中的石墨又是如何得到的呢？ 三、铸铁的石墨化：铸铁中碳以石墨形态析出的过程。 实践证明，当铁水中的碳、硅含量较高，而其冷却速度缓慢时，将从铁水中直接析出石墨，当渗碳体在高温下长时间的停留也能分解出石墨。可见，渗碳体是一个亚稳定相，石墨才是一个稳定相。因此，描述铁碳合金的相图应有两个，即Fe-Fe3C相图和Fe-G相图。 铁碳双重相图 （二）石墨化过程 石墨化过程是指铸铁中析出碳原子形成石墨的过程，亦即按Fe—G相图结晶的过程。 铸铁中析出石墨的途径有三条： 1、第一阶段石墨化：高于共析转变温度的石墨化过程，它包括从液态中直接结晶出石墨（过共晶铁水析出一次石墨，共晶转变中形成的共晶石墨），从奥氏体中析出的石墨以及由一次渗碳体、共晶渗碳体和二次渗碳体分解析出的石墨。 2、第二阶段石墨化：低于共析转变温度的石墨化过程，它包括共析转变过程形成的石墨，共析渗碳体分解而形成的石墨以及由铁素体中析出的石墨。 （三）铸铁石墨化的影响因素 1、化学成分的影响： 碳和硅是强烈促进石墨化的元素，C↑Si↑G↑，只有碳而没有硅，则难于进行石墨化，灰铸铁中碳含量为3.2～4%，硅含量为1～3%； S是强烈阻止石墨化的元素，硫的增加将导致白口倾向增加、流动性下降、热脆性增加，故应严格限制，铁水中硫的含量应小于0.15%。通常冲天炉铁水硫在0.1%左右，电炉铁水硫量在0.04%； Mn阻止石墨化，但Mn与S化合形成MnS，减弱硫的有害作用，故能间接地促进石墨化，所以铸铁中的锰量要适当，通常锰量在0.6～1.3%之间； P对石墨化的影响不大，但磷的存在造成铸铁的冷脆性，故一般铸铁中视为有害元素，应加以限制，磷含量小于0.3%。 2、冷却速度的影响： 在生产中往往发现，同一包铁水浇厚件是灰口，而浇小件则可能得到白口，甚至浇注同一铸件，厚处是灰口，而薄处或飞边处则可能是白口。铸件厚薄不同，其冷却速度不同，石墨化程度就不一样。即铸件厚度增加，冷却速度下降，石墨化程度增加。工业生产中，为获得不同程度的石墨化组织，不能调整铸件的壁厚，但可调整铁水的碳、硅含量。 【板书设计】 一、什么是铸铁？ 1、概念：铸铁是含碳大于2.1%的铁碳合金①渗碳体（Fe3C），金属化合物。 ②石墨（G）：碳元素的单质，质软，黑灰色，润滑性好。 2、分类： 铸铁 铸铁的石墨化 1、铸铁的石墨化过程 2、影响铸铁石墨化的因素：①化学成分；②冷却速度 【课堂小结】：