铸铁材料.pptx

铸铁
%不能进行锻打的铁碳合金称为铸铁。
根据碳的存在形态铸铁可分为：
1、白口铸铁
碳全部以Fe3C形式存在，断口呈白色，硬而脆，不能进行切削加工。工业上很少用于制造机器零件，主要用于炼钢原料。但轧辊、犁铧等要求表面高硬度高耐磨性又在无润滑的干摩擦条件下工作的机器零件，常用急冷的方法在灰口铸铁表面获得一层白口铸铁层。
2、灰口铸铁
碳全部或大部分以单质状态的片状石墨形态存在，断口呈深灰色 。
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1）石墨化及影响因素
石墨化：碳以石墨形式析出的过程。其影响因素：
A、化学成分：碳和硅是促进石墨化元素。因为硅与铁的结合力强，削弱了铁与碳的结合，并使共晶点左移。锰与硫是阻碍石墨化元素。S是强烈阻碍石墨化元素。当锰较少时，S以（FeS+Fe）低熔点（985Cº）的共晶体出现，并常分布在晶界，使铸铁产生热脆，并阻碍碳原子的扩散，增加Fe与C的结合，因此S是有害元素。锰可抵消S的有害作用，因Mn与S亲合力大，形成MnS，可置换出FeS中的铁，因MnS 熔点高（1620 Cº）、比重小，易上浮进入渣中排除。磷对石墨化影响不明显，但P过多易使铸铁产生冷脆。
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B、冷却速度
冷却速度慢易形成石墨。所以厚件比薄件易石墨化、铸件的心部比表层易石墨化。
2）灰口铸铁的组织
钢的基体+石墨片。包括：F+G片，F+P+G片，P+G片
3 ）灰口铸铁的性能
A、机械性能：抗拉强度、弹性模量比钢低，塑性与韧性接近于零，属脆性材料。
机械性能低的原因是由于石墨片割裂了钢基体的结果。因为：石墨的b20MPa，0，HBS=3。因此，可将灰口铸铁视为布满裂纹的钢。减少了有效承载的截面积，同时，石墨片边缘处形成缺口，造成应力集中，在外力远小于材料的强度极限时，就在局部应力集中处破坏，形成脆性断裂。
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但是，灰口铸铁的抗压强度受石墨的影响较小，可达600~800MPa。所以铸铁常用来作承受压应力的零件（机床底座、床身等）。
B、工艺性能：不能锻压，焊接性很差，但铸造性能好，切削加工性能好。
C、减振性好：由于石墨割裂了基体，对机械振动起缓冲作用，阻止振动能量的传播，减振性好。所以灰口铸铁常用来作支架、机床床身等零件。
D、减摩性好：磨擦面上的石墨构成了大量的细小凹坑，能储存润滑油，使磨擦副内的油膜易于保持。同时，石墨本身是良好的固体润滑剂。适于做导轨等减摩件。
E、缺口敏感性小
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4）灰口铸铁的牌号
由于冷却速度对铸铁的性能影响很大，相同成分不同壁厚的强度差别很大，所以，灰口铸铁不像钢那样按成分编号，只能按强度编号。
按照GB9439-88《铸铁牌号表示方法》，灰口铸铁以“HT”加3位数字表示，“HT”表示灰铁，后面的数字表示最低抗拉强度（Mpa）。共有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350六个牌号。
3、球墨铸铁
碳全部或大部分以单质状态的球状石墨存在。
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1）球墨铸铁的组织
球墨铸铁是铁水浇注前加少量球化剂和墨化剂，经球化处理和孕育处理制成。球化剂（稀土镁）的作用是使石墨呈球状。墨化剂（硅铁合金）的作用是促使石墨化，防止出现白口。
组织：钢的基体+球状石墨：F+G球 F+P+G球 P+G球。
2）球墨铸铁的性能
由于石墨呈球状，对基体的