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8-1 概述 一、铸铁的成分和特性 1. 成分 —— C% = 2.5～4.0 % ， Si% = 1.0～3.0 % . 2. 组织 —— 钢基体 + 石墨（C） （ 石墨：σb≈20MPa ，δ≈0 ，HB = 3～5 ） 相当于布满空洞或微裂纹的钢，有分割基体作用及应力集中效应。 3. 性能特点 ⑴ 强度、塑韧性比钢低。 ⑵ 磨性好 —— 石墨有利于润滑、储油。 ⑶ 消震性好（是钢的十倍）—— 石墨密度小，能迅速吸收震动。 ⑷ 缺口敏感性低 —— 表面粗糙对疲劳极限的不利影响不明显。 ⑸ 铸造性好 —— 接近共晶成分、熔点低、流动性好、凝固收缩量小。 ⑹ 切削加工性好 —— 石墨使切屑易断，石墨的润滑作用可减轻刀具磨损。 4. 应用 —— 如机床床身、内燃机汽缸、齿轮、曲轴等。 在各部门所占重量比例 —— 汽车、拖拉机50～70% ，农机40～60%， 机床60～90% . 二、铸铁的石墨化 —— 石墨的形成过程 （一） Fe-Fe3C 和 Fe-C 双重相图 1.碳的同素异构体 —— 石墨（简单六方晶格，层状排列）、 金刚石。 2. Fe3C 是亚稳定的相，石墨才是稳定相。 3. 按 Fe-Fe3C 相图结晶得到白口铸铁； 按 Fe-C 相图结晶，则发生石墨化过程。 （二）石墨化过程 —— 按 Fe-C 相图进行结晶和转变 ● 过共晶成分L → L + GI ● 共晶成分L4.26 → A2.08 + G（共晶） （1154℃） ● A → A + GII （1154～738 ℃） ● 共析成分A0.68 → F + G（共析） （738℃） 化学成分 —— C、Si 促进石墨化 冷却速度 —— 冷速慢，有利于石墨化。 三、铸铁的分类 —— 白口铸铁 灰口（球墨、可锻、蠕墨、灰铸铁）、 麻口铸铁。 § 8-2 常用铸铁 一、灰铸铁 1. 牌号：如 HT100, 100表示Ф30mm试样的最小抗拉强度值为 100MPa 。 2. 组织 —— 钢的基体（F、F + P、P） + 片状石墨 G
3. 应用 —— 如机床床身（要求消震性好）、导轨及汽缸体（要求耐磨）。 4. 热处理 ⑴ 去应力退火 —— 切削加工前（及粗加工后） ⑵ 去白口退火—— 降低表面、棱角等白口处的硬度，改善切削加工性。 ⑶ 表面淬火 —— 提高导轨表面、汽缸体内壁等的耐磨性。 5.孕育铸铁 —— 浇注前在铁水中加入一定量的硅铁，硅钙等孕育剂，使P基体细化，石墨变细而均匀，经过这种孕育处理的铸铁，强度、塑韧性低得到明显提高 。 二、球墨铸铁 —— 在铁水浇注前加一定量球化剂（硅铁、镁等）使石墨球化。 1. 牌号 —— 如 QT700-02 , 700 和 02 分别表示 最低抗拉强度 和 最低延伸率。 2. 组织 —— 钢的基体（F 、F + P 、P、 S′、B下 ） + 球状石墨（G） 未腐蚀 未腐蚀 F基体 F+P基体 3. 性能 强度、塑韧性明显优于灰铸铁 —— 球状G 对基体的割裂作用明显减轻。 耐磨、减震、工艺性能好。 4.应用 —— 替代部分铸钢、锻钢件，如曲轴、连杆、轧辊、汽车后桥等。 5.热处理 退火 —— 去应力退火（类似于灰铸铁），低温退火。 低温退火 —— 700～760℃， Fe3C → F + G ，提高塑韧性。 正火 —— 得到 P + G 组织、细化均匀组织，从而提高强硬度、耐磨性。 调质处理 —— 组织为 S′+ 球状 G 等温淬火 —— 得到 B下 + G 组织，综合机械性能好，但仅适于小尺寸零件。 § 8-3 其它铸铁简介 一、 可锻铸铁 —— 铸造白口铸铁，经长时间石墨化退火（900－980℃ ）而得到。 1 .性能： 介于灰铸铁和球墨铸铁之间， 2. 牌号： 以KT开头。如:KTH350-10—黑心（F）可锻铸铁 如：KTZ550-04—珠光体可锻铸铁 3. 组织：石墨呈团絮状 二、合金铸铁 1.耐磨铸铁 减摩铸铁 —— P 灰铸铁（F + G 为软基体，Fe3C为硬质点） 抗磨铸铁 —— 合金白口铸铁（合金提高韧性、抗磨性） 2.耐热铸铁 和 耐蚀铸铁 |
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