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7.2常用铸铁 铸铁中的石墨形态、尺寸以及分布状况对性能影响很大。铸铁中石墨状况主要受铸铁的化学成分及工艺过程的影响。通常，铸铁中石墨形态（片状或球状）在铸造后即形成；也可将白口铸铁通过退火，让其中部分或全部的碳化物转化为团絮状形态的石墨。 工业上使用的铸铁很多，按石墨的形态和组织性能，可分为: 普通灰口铸铁、 蠕墨铸铁、 球墨铸铁、 可锻铸铁 特殊性能铸铁等。 一、灰口铸铁 灰口铸铁是价格最便宜、应用最广泛的一种铸铁，在各类铸铁的总产量中，灰口铸铁占80%以上。 1．灰口铸铁的化学成分和组织特征　　在生产中，为浇注出合格的灰铸铁件，一般应根据所生产的铸铁牌号、铸铁壁厚、造型材料等因素来调节铸铁的化学成分，这是控制铸铁组织的基本方法。 灰口铸铁的成分大致范围为：2.5～4.0%C，1.0～3.0%Si，0.25～1.0%Mn，0.02～0.20%S，0.05～0.50%P。具有上述成分范围的液体　　 2．灰口铸铁的牌号、性能及用途 　　灰口铸铁灰口铸铁的牌号、性能及用途如表8-2所示。牌号中“HT”表示“灰铁”二字汉语拼音的大写字头，在“HT”后面的数字表示最低抗拉强度值。 灰口铸铁与普通碳钢相比，具有如下特点： （1）机械性能低，其抗拉强度和塑性韧性都远远低于钢。这是由于灰口铸铁中片状石墨（相当于微裂纹）的存在，不仅在其尖端处引起应力集中，而且破坏了基体的连续性，这是灰口铸铁抗拉强度很差，塑性和韧性几乎为零的根本原因。但是，灰口铸铁在受压时石墨片破坏基体连续性的影响则大为减轻，其抗压强度是抗拉强度的2.5～4倍。所以常用灰口铸铁制造机床床身、底座等耐压零部件。 （2）耐磨性与消震性好。由于铸铁中石墨有利于润滑及贮油，所以耐磨性好。同样，由于石墨的存在，灰口铸铁的消震性优于钢。 （3）工艺性能好。由于灰口铸铁含碳量高，接近于共晶成分，故熔点比较低，流动性良好，收缩率小，因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外，由于石墨使切削加工时易于形成断屑，所以灰口铸铁的可切削加工性优于钢。 二、球墨铸铁 灰口铸铁经孕育处理后虽然细化了石墨片，但未能改变石墨的形态。 改变石墨形态是大幅度提高铸铁机械性能的根本途径，而球状石墨则是最为理想的一种石墨形态。 为此，在浇注前向铁水中加入球化剂和孕育剂进行球化处理和孕育处理，则可获得石墨呈球状分布的铸铁，称为球墨铸铁，简称“球铁”。 1．球墨铸铁的化学成分和组织特征 　　球墨铸铁常用的球化剂有镁、稀土或稀土镁，孕育剂常用的是硅铁和硅钙。球墨铸铁的大致化学成分范围是：3.6～3.9%C，2.0～3.2%Si，0.3～0.8%Mn，0.1%P，0.07%S，0.03～0.08%Mg残。　球墨铸铁的显微组织由球形石墨和金属基体两部分组成。随着成分和冷却速度的不同，球铁在铸态下的金属基体可分为铁素体、铁素体加珠光体、珠光体三种，见图8-3。 2．球墨铸铁的牌号、性能特点及用途 球墨铸铁的牌号、机械性能及用途如表8-3所示。牌号中的“QT”表示“球铁” 二字汉语拼音的大写字头，在“QT”后面两组的数字分别表示最低抗拉强度和最低延伸率。 球墨铸铁与灰口铸铁相比 1)球墨铸铁具有较高的抗拉强度和弯曲疲劳极限，也具有相当良好的塑性及韧性。这是由于球形石墨对金属基体截面削弱作用较小，使得基体比较连续，且在拉伸时引起应力集中的效应明显减弱，从而使基体的作用可以从灰口铸铁的30～50%提高到70～90%。 2)球铁的刚性也比灰口铸铁好，但球铁的消震能力比灰口铸铁低很多。　　3)由于球铁中金属基体是决定球铁机械性能的主要因素，所以球铁可通过合金化和热处理强化的方法进一步提高它的机械性能。 因此，球铁可以在一定条件下代替铸钢、锻钢等，用以制造受力复杂、负荷较大和要求耐磨的铸件。如具有高强度与耐磨性的珠光体球铁常用来制造内燃机曲轴、凸轮轴、轧钢机轧辊等；具有高韧性和塑性的铁素体球铁常用来制造阀门、汽车后桥壳、犁铧、收割机导架等。 三、可锻铸铁 　　可锻铸铁是由白口铸铁经长时间石墨化退火而获得的一种高强度铸铁，又叫玛钢。 白口铸铁中的渗碳体在退火过程中分解出团絮状石墨，所以明显减轻了石墨对基体的割裂。与灰口铸铁相比，可锻铸铁的强度和韧性有明显提高。 1．可锻铸铁的化学成分和组织特征 可锻铸铁的制作过程是：先铸造成白口铸铁，再进行“可锻化”退火,将渗碳体分解为团絮状石墨，得到铁素体基体加团絮状石墨,或珠光体（亦或珠光体及少量铁素体）基体加团絮状石墨。 铁素体基体＋团絮状石墨的可锻铸铁断口呈黑灰色，俗称黑心可锻铸铁，这种铸铁件的强度与延性均较灰口铸铁的高，非常适合铸造薄壁零件，是最为常用的一种可锻铸铁。 珠光体基体或珠光体与少量铁素体共存的基体加团絮状石墨的可锻铸铁件断口呈白色俗称白心可锻铸铁，这种可锻铸