常用铸铁材料.ppt

第五章铸铁
铸铁石墨化过程及影响因素;
铸铁的分类、成分、组织、性能、用途
本章目的:
掌握铁碳双重相图
深入理解铸铁的石墨化过程与影响因素,石墨形态对铸铁性能的影响,铸铁的热处理特点,常用铸铁的牌号、组织和用途
本章重点:
第一节概述
第二节常用铸铁
第三节特殊性能铸铁
本章的主要内容
第一节概述
铸铁:%的铁碳合金。实际应用的铸铁中还会含有较多的Si、Mn和其他一些杂质元素。为了提高铸铁的性能,还可以加入一定量的合金元素,组成合金铸铁。
同钢相比,虽然强度、塑性和韧性较低,但是铸铁熔炼简便,成本低廉,具有优良的铸造性能、很高的耐磨性、良好的减振性和切削加工性能等一系列的优点,因此而获得较为广泛的应用。
在汽车上,重量约为50%~70%的金属材料为铸铁。如:汽缸体、变速箱体、后桥壳、曲轴等。随着科技的发展,新型铸铁的不断出现,为铸铁的广泛应用开辟更广泛的前景,目前有些零部件(曲轴、齿轮),形成了以铁代钢的趋势。
碳的存在形式:
①固溶于A和F中
②化合物渗碳体(Fe3C)
③游离态的石墨(G)
石墨特点:
C%≈100%
简单六方晶体结构
强度、塑性和韧性极低
松软相,相当于孔洞和裂缝
Fe3C→3Fe+G
亚稳相稳定相
graphite
一、铸铁组织的形成
碳存在的形式
及断口的颜色
白口铸铁
灰铸铁
麻口铸铁
渗碳体
游离的石墨
渗碳体
游离的石墨
根据碳在铸铁中的存在形式,铸铁可分为:
铁碳合金双重相图
Fe-Fe3C相图
Fe-G相图
渗碳体是亚稳定相,而石墨才是稳定相。
热力学条件:有利于石墨化的过程
动力学条件:主要有成分起伏、结构起伏和原子扩散。有利于渗碳体的形成
为了使G化进行,可人为地改变热力学和动力学条件。
铸铁的石墨化过程
成分起伏
L
%C
Fe3C(%C)+ A
G(100%C)+ A
结构起伏
L(或γ-Fe)
Fe、C并存(面心)
Fe3C
(复杂斜方结构)
G
(六角形层状结构)
比较接近
浓度差小
原子扩散
G长大,不但要C原子扩散集中,而且Fe原子要从G生长前沿逆向扩散。
而Fe3C长大只要C扩散,Fe原子局部移动即可。G长大较难。
有利于Fe3C长大