机械工程材料第十章铸钢和第十一章铸铁.pptVIP

机械工程材料 铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉、减震性好、耐磨、易切削、流动性好等优点，因而是应用最广泛的材料之一。 塑性差，不能锻造。 铸铁中的石墨可以在结晶过程中直接析出，也可以由渗碳体加热时分解得到。 铸铁石墨化的条件： 1、极其缓慢的冷却速度 2、具有促进石墨形成的元素 灰口铁一般时结晶过程得到的铸铁 结晶过程中，形成石墨的阶段有哪些？ 石墨化分三个阶段： 在1153oC左右通过共晶反应形成石墨(G)； 1153-738oC范围自奥氏体中析出二次石墨(GII)； 738oC时，共析反应形成石墨。 ⑵ 耐磨性能好。 石墨本身有润滑作用。 ⑶ 消振性能好。 由于组织疏松，可以吸收振动能量。 ⑷ 铸造性能好。 由于铸铁硅含量高, 成分接近于共晶。 ⑸ 切削性能好。 由于石墨使切屑容易脆断脱离工件，因此不粘刀。 工业铸铁的成分范围与组织 五、灰口铸铁的变质处理 石墨含量和尺寸越大，灰口铸铁性能越差。 可通过减少硅、碳量来限制石墨含量，但应防止 白口铁出现； 措施：一般通过向浇注铁水中加入变质剂(硅铁和 硅钙合金)，促进异质形核，增加形核数量，可获 得高强度变质铸铁，这一过程称变质处理或孕育处 理。 孕育处理前 孕育处理后 经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。 石墨得到细化，强度得到大幅提高，塑性和 韧性亦有改善。 灰铸铁件 汽缸套 活塞环 2、热处理 热处理只改变基体组织， 不改变石墨形态。 且只能用来消除铸件内应 力、稳定尺寸、改善切削 加工性和提高铸件表面耐 磨性。 1、消除应力的退火（低温退火或时效） 防止变形开裂，保证尺寸稳定。 退火工艺：加热速度50~100oC/h，加热温度500~600oC，保温4~8h，缓冷。 2、 改善切削加工性的退火（高温退火 ） 降低硬度，防止产生白口组织 退火工艺：加热到850~900 oC，保温2~5h， 缓冷至400~500 oC，出炉空冷。 3、表面淬火 提高表面硬度和耐磨性，如机床导轨表面。 感应加热表面淬火 火焰加热表面淬火 点接触电加热表面淬火 大型船用柴油机汽缸体(HT-300) 重型机床床身(HT-250) 变速箱体 用途 制造承受压力和震动的零 件，如机床床身、各种箱 体、壳体、泵体、缸体。 性能：强度优于灰口铸铁，塑性、韧性较好。 制造分为两步： (1)先浇注成白口铸铁； (2)石墨化退火 可锻铸铁：白口铸铁在固态下经长时间石墨 化退火而得到的团絮状石墨的铸铁。石墨化 过程是渗碳体在固态下分解而形成。 第二节 可锻铸铁 可锻铸铁石墨化退火工艺曲线 退火工艺：白口铸铁加热至 900-980oC，保温15h， 渗碳体分解获得奥氏体和团 絮状石墨组织；随后缓冷， 奥氏体沿团絮石墨再析出二 次石墨；直至共析温度 750-720oC，奥氏体分解 为铁素体和石墨。 可锻铸铁的石墨化退火 铁素体可锻铸铁 珠光体可锻铸铁 可锻铸铁分为： 铁素体可锻铸铁 和珠光体可锻铸铁。 可锻铸铁石墨化退火工艺曲线 可锻铸铁管件 用途 由于具有相对较高的塑性、 韧性，可用于制造形状复杂 且承受振动载荷的薄壁小型 件，如汽车、拖拉机的前后 轮壳、管接头、低压阀门等。 硅铁 硅钙 稀土镁 由液态铁水中加入球化剂和孕育 剂，经石墨化得到。 球化剂为镁、稀土和稀土镁。 常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。 第三节 球墨铸铁 球墨铸铁：石墨呈球形的灰口铸铁。 一、球铁的化学成分、组织与性能 成分：与灰口铸铁比，C、Si含量较高，Mn较 低，S、P限制较严。 组织：基体（F、F+P、P）+ 球状G C、Si含量较高目的：得到共晶成分，增加流动 性，细化石墨，提高石墨圆整度。 限制S目的：S可消耗球化元素。 铁素体球墨铸铁 组织：基体F+ 球状G 球墨铸铁中的石墨球 切口作用减弱， 因此球铁拉伸、 弯曲强度和塑性 比灰口铸铁和可 锻铸铁高。 珠光体球墨铸铁 组织：基体P+ 球状G 铁素体加珠光体球墨铸铁 组织：基体F+P+ 球状G QT700-2 P QT600-3 F+P QT400-15 QT + 两组数字 第一组数字表示最低抗拉强度值，MPa； 第二组数字表示最低伸长率值，%。 “QT”表示 球墨铸铁代号 F 球 状 球 墨 铸 铁 牌号实例 编 号 方 法 基体 组织 石墨 形态 铸铁 名称 二、球铁的牌号及用途 三、球铁的热处理 球墨铸铁可进 行各种热处 理，如退火、 正火、淬火加 回火、等温 淬火等。 消除应力退火： 加热到550~600 oC ，保温后空冷。 可消除90-95%内应力，提高塑性和韧性。 一、球铁的 退火 目的：消除铸造应力和白口组织 消除白口退火： 只完成石墨化第一、二阶段，得到珠光体+G组织； 完成前两阶段石墨化，并进行了第