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1、第八章 铸铁本讲稿第一页，共五十九页b、含硅量、含硅量铸铁是以铁铸铁是以铁-碳碳-硅为主的多元铁基合金：硅为主的多元铁基合金：Si：1.003.00%c、其它元素、其它元素含有较多的硫、磷杂质：含有较多的硫、磷杂质：P：0.010.50%，S：0.020.20%为了提高铸铁的性能，添加少量为了提高铸铁的性能，添加少量Cr、Ni、Cu、Al、Mo、V等等本讲稿第二页，共五十九页2、铸铁的组织特点、铸铁的组织特点 铸铁组织与钢相比，最大的不同就是含铸铁组织与钢相比，最大的不同就是含有有石墨石墨，决定了铸铁与钢不同的性能（石墨：，决定了铸铁与钢不同的性能（石墨：简单六方晶格，两底面间距较大，结合力弱
2、，简单六方晶格，两底面间距较大，结合力弱，易形成片状碎片强度，塑性极低接近于零）。易形成片状碎片强度，塑性极低接近于零）。本讲稿第三页，共五十九页3、铸铁的性能特点、铸铁的性能特点碳当量：碳当量：C%+1/3Si%（3%Si可使共晶成分含可使共晶成分含C量降低量降低1%）a、含、含c量高，接近共晶合金成分，使得铸铁具量高，接近共晶合金成分，使得铸铁具有熔点低、流动性好等优点，具有有熔点低、流动性好等优点，具有良好的铸良好的铸造性造性。b、较低的强度及塑、韧性，良好的减摩性、减、较低的强度及塑、韧性，良好的减摩性、减震性、切削加工性及对裂纹不敏感（组织中震性、切削加工性及对裂纹不敏感（组织中含有
3、石墨）。含有石墨）。本讲稿第四页，共五十九页 c、不能进行变形加工、不能进行变形加工较高的较高的S：FeS（989），不能热变形。，不能热变形。较高的较高的P：溶入：溶入F，塑、韧性低，冷脆转变，塑、韧性低，冷脆转变温度高，不能冷变形。温度高，不能冷变形。d、价格低廉，生产工艺简单，成品率高，在机、价格低廉，生产工艺简单，成品率高，在机械工业中应用广泛。尤其近年来，由于稀土械工业中应用广泛。尤其近年来，由于稀土镁球墨铸铁的发展，使铸铁的应用范围大大镁球墨铸铁的发展，使铸铁的应用范围大大拓宽，以铁代钢，以铸代锻的领域越来越拓宽，以铁代钢，以铸代锻的领域越来越多。多。本讲稿第五页，共五十九页二、铸
4、铁中的石墨化过程二、铸铁中的石墨化过程1、石墨化过程、石墨化过程 石墨组织的形成，称为铸铁石墨组织的形成，称为铸铁的石墨化过程。的石墨化过程。本讲稿第六页，共五十九页Fe-C合金中，合金中，C的存在方式有两种：的存在方式有两种：Fe3C和和G（graphite）Fe3C是一种亚稳定相，是一种亚稳定相，G是一种稳定的相。是一种稳定的相。Fe3C3Fe+C（高温）（高温）Fe-Fe3C亚稳系状态图亚稳系状态图，Fe-G稳定系状态图稳定系状态图本讲稿第七页，共五十九页Fe-C合金结晶过程中为什么一般形成合金结晶过程中为什么一般形成Fe-Fe3C而不是而不是Fe-G？因为因为Fe3C：6.69%C，比
5、，比G：100%C更接更接近于合金成分的含近于合金成分的含C 量（量（6.69%C），因此形），因此形成成Fe3C 时所需的原子扩散量较少，晶核更容时所需的原子扩散量较少，晶核更容易形成。易形成。本讲稿第八页，共五十九页如果如果Fe-C合金在极其缓慢的冷却条件下合金在极其缓慢的冷却条件下（使原子有足够的扩散时间），或合金中有（使原子有足够的扩散时间），或合金中有可以促进石墨化的元素（可以促进石墨化的元素（Si），则会直接析出），则会直接析出稳定的稳定的G相。相。本讲稿第九页，共五十九页2、石墨化的元素、石墨化的元素Si的作用机理的作用机理Si在在Fe C合金中不与合金中不与C化合，而是溶入化合
6、，而是溶入铁素体（奥氏体）中，形成固溶体。这样就铁素体（奥氏体）中，形成固溶体。这样就排挤出一部分排挤出一部分C，使之呈游离状态，从而形，使之呈游离状态，从而形成石墨。成石墨。本讲稿第十页，共五十九页3、铸铁石墨化过程的三个阶段、铸铁石墨化过程的三个阶段第一阶段：在第一阶段：在1154通过共晶反应，形成石墨：通过共晶反应，形成石墨：L A+G第二阶段：在第二阶段：在1154738范围冷却过程中，范围冷却过程中，由于随温度的降低由于随温度的降低C在奥氏体中的溶解度下降，在奥氏体中的溶解度下降，多余的碳以石墨方式析出多余的碳以石墨方式析出G。本讲稿第十一页，共五十九页第三阶段：在第三阶段：在738
7、，通过共析反应，形成石墨：，通过共析反应，形成石墨：A F+G铸铁结晶过程中，铸铁结晶过程中，第一、二阶段由于温度第一、二阶段由于温度较高，原子具有较高的扩散能力。石墨化容易较高，原子具有较高的扩散能力。石墨化容易实现，即结晶按实现，即结晶按Fe-G进行，得到进行，得到A+G组织组织。而而第三阶段由于温度较低，石墨化过程可能被部第三阶段由于温度较低，石墨化过程可能被部分或完全抑制分或完全抑制，结果可获得三种不同的组织：，结果可获得三种不同的组织：本讲稿第十二页，共五十九页F+G（第三阶段完全进行）（第三阶段完全进行）F+P+G（第三阶段部分抑制）（第三阶段部分抑制）P+G（第三阶段完全抑制）（
8、第三阶段完全抑制）本讲稿第十三页，共五十九页4、影响铸铁的石墨化因素、影响铸铁的石墨化因素a、化学成分、化学成分b、冷却速度、冷却速度三、铸铁的分类三、铸铁的分类1、根据铸铁在结晶过程中石墨化程度不同，、根据铸铁在结晶过程中石墨化程度不同，可分为三种：可分为三种：本讲稿第十四页，共五十九页a、灰口铸铁（普通铸铁）、灰口铸铁（普通铸铁）第一、二阶段石墨化过程充分进行的铸第一、二阶段石墨化过程充分进行的铸铁，其断口为暗灰色，工业上所用铸铁几乎铁，其断口为暗灰色，工业上所用铸铁几乎全部属于这类铸铁。灰口铸铁又根据全部属于这类铸铁。灰口铸铁又根据第三阶第三阶段石墨化段石墨化程度的不同分为：程度的不同分
9、为：铁素体灰铁、铁素体灰铁、F+P灰铁、珠光体灰铁灰铁、珠光体灰铁本讲稿第十五页，共五十九页b、白口铸铁（炼钢生铁）、白口铸铁（炼钢生铁）第一、二、三阶段石墨化过程完全被抑第一、二、三阶段石墨化过程完全被抑制，制，Fe-C合金完全按照合金完全按照Fe-Fe3C结晶而得到结晶而得到的铸铁，的铸铁，C以以Fe3C形式存在组织中存在莱氏形式存在组织中存在莱氏体组织，其断口呈白亮色，故得名体组织，其断口呈白亮色，故得名白口铸铁白口铸铁。白口铸铁硬脆，主要作为炼钢原料。白口铸铁硬脆，主要作为炼钢原料。本讲稿第十六页，共五十九页c、麻口铸铁、麻口铸铁第一阶段石墨化过程未充分进行的铸第一阶段石墨化过程未充分
10、进行的铸铁，其组织介于白口与灰口之间，含有不铁，其组织介于白口与灰口之间，含有不同程度的莱氏体，有较大的脆性，工业上同程度的莱氏体，有较大的脆性，工业上很少应用。很少应用。本讲稿第十七页，共五十九页 2、根据铸铁中石墨的形态铸铁分为、根据铸铁中石墨的形态铸铁分为：灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁a、灰口铸铁、灰口铸铁石墨呈片状石墨呈片状，典型灰口铸铁，这类铸，典型灰口铸铁，这类铸铁机械性能不高，但生产工艺简单，价格铁机械性能不高，但生产工艺简单，价格低廉，应用最广。低廉，应用最广。本讲稿第十八页，共五十九页b、可锻铸铁（韧性铸铁，玛钢）、可锻铸铁（韧性铸铁，玛钢）石墨呈
11、团絮状，用白口铸铁经石墨呈团絮状，用白口铸铁经长时间长时间高温退火高温退火后，后，Fe3C分解而得到团絮状石墨分解而得到团絮状石墨组织的铸铁组织的铸铁。由于石墨呈团絮状，对基体的割裂作由于石墨呈团絮状，对基体的割裂作用比片状石墨小一些，故机械性能（尤其用比片状石墨小一些，故机械性能（尤其冲击韧性）高于灰口铸铁。冲击韧性）高于灰口铸铁。可锻铸铁由于生产工艺复杂，成本较可锻铸铁由于生产工艺复杂，成本较高，应用很少高，应用很少。本讲稿第十九页，共五十九页c、球墨铸铁、球墨铸铁石墨组织呈球状这种铸铁强度高，生产工艺比可锻铸铁简这种铸铁强度高，生产工艺比可锻铸铁简单，且可通过热处理进一步提高强度。球墨铸
12、单，且可通过热处理进一步提高强度。球墨铸铁既保持了铸铁的特点，又具钢的高强度、高铁既保持了铸铁的特点，又具钢的高强度、高韧性，故应用越来越多。韧性，故应用越来越多。本讲稿第二十页，共五十九页第二节第二节 灰口铸铁灰口铸铁 在各类铸铁的总产量中，灰口铸铁占在各类铸铁的总产量中，灰口铸铁占80%以上以上按片状石墨的粗细，分为按片状石墨的粗细，分为8级：级：1级最粗，级最粗，8级级最细。最细。14级粗大片状，机械性能较低；级粗大片状，机械性能较低；58级细小蠕虫状石墨，机械性能较高。级细小蠕虫状石墨，机械性能较高。按石墨片的粗细分：按石墨片的粗细分：普通铸铁、孕育铸铁（变质铸铁）普通铸铁、孕育铸铁（
13、变质铸铁）本讲稿第二十一页，共五十九页一、灰口铸铁的组织与性能一、灰口铸铁的组织与性能 铁素体铁素体+片状石墨片状石墨组织组织 铁素体铁素体+珠光体珠光体+片状石墨片状石墨 珠光体珠光体+片状石墨片状石墨 本讲稿第二十二页，共五十九页本讲稿第二十三页，共五十九页 铁素体灰口铸铁，强度、硬度低，尽管铁素铁素体灰口铸铁，强度、硬度低，尽管铁素 体本身塑性、韧性高，但体本身塑性、韧性高，但由于片状石墨的割由于片状石墨的割 裂作用裂作用，引起应力集中，致使该类铸铁的延，引起应力集中，致使该类铸铁的延 伸率、冲击韧性均不高。伸率、冲击韧性均不高。珠光体灰口铸铁，强度、硬度较高，珠光体灰口铸铁，强度、硬度
14、较高，塑性、塑性、韧性与铁素体灰铁相差不大韧性与铁素体灰铁相差不大。本讲稿第二十四页，共五十九页 铁素体铁素体-珠光体灰口铸铁，机械性能介于二珠光体灰口铸铁，机械性能介于二 者之间。者之间。灰口铸铁抗拉强度、塑性、韧性较低，抗灰口铸铁抗拉强度、塑性、韧性较低，抗压强度较高，具有良好的铸造性能、切削加工压强度较高，具有良好的铸造性能、切削加工性能、减摩性能、消震性能。性能、减摩性能、消震性能。用途：机床、床身、机架、箱体、导轨、缸体等。用途：机床、床身、机架、箱体、导轨、缸体等。本讲稿第二十五页，共五十九页二、灰口铸铁的牌号二、灰口铸铁的牌号 最低抗弯强度的十分之一，最低抗弯强度的十分之一，MN
15、/m2最低抗拉强度值得十分之一，最低抗拉强度值得十分之一，MN/m2灰铁灰铁本讲稿第二十六页，共五十九页三、孕育铸铁（三、孕育铸铁（变质铸铁变质铸铁）为了细化片状石墨，提高铸铁的机械性为了细化片状石墨，提高铸铁的机械性能，铸铁时常进行变质处理。向铁水中加入能，铸铁时常进行变质处理。向铁水中加入少量变质剂（孕育剂），使铸铁结晶时产生少量变质剂（孕育剂），使铸铁结晶时产生大量人工晶核，以促进石墨的成核和结晶，大量人工晶核，以促进石墨的成核和结晶，使石墨片显著细化。使石墨片显著细化。常用的变质剂常用的变质剂：硅铁合金、硅钙合金：硅铁合金、硅钙合金本讲稿第二十七页，共五十九页为了防止石墨化程度过大，石
16、墨片长为了防止石墨化程度过大，石墨片长大（获得珠光体基体），应控制原铁水中大（获得珠光体基体），应控制原铁水中的的C、Si含量含量。壁厚敏感性：冷速越慢，石墨片越粗大，壁厚敏感性：冷速越慢，石墨片越粗大，基体组织粗化。基体组织粗化。经变质处理的铸铁，具有较高的强度，经变质处理的铸铁，具有较高的强度，塑、韧性显著改善。对冷却速度不敏感塑、韧性显著改善。对冷却速度不敏感（壁厚敏感性壁厚敏感性），铸件各部位都得到均匀），铸件各部位都得到均匀组织。组织。本讲稿第二十八页，共五十九页四、灰口铸铁的热处理四、灰口铸铁的热处理 石墨是稳定相石墨是稳定相，热处理只能改变基体组热处理只能改变基体组织织，不能改变
17、石墨不能改变石墨。1、消除内应力退火、消除内应力退火铸造时，壁厚不同，冷却速度不同，产铸造时，壁厚不同，冷却速度不同，产生内应力。铸造气缸，内应力可达生内应力。铸造气缸，内应力可达130MN/m2，足以使铸件翘曲，甚至开裂。足以使铸件翘曲，甚至开裂。本讲稿第二十九页，共五十九页将铸件以将铸件以60100/h加热到加热到500550，经经48小时保温，缓冷（小时保温，缓冷（20/h）至）至200以以下，出炉（下，出炉（人工时效人工时效）。）。自然时效自然时效：将铸件在室温下放置半年至一年。：将铸件在室温下放置半年至一年。缺点：内应力消除不完全，周期长，适用缺点：内应力消除不完全，周期长，适用于大
18、型铸件。于大型铸件。本讲稿第三十页，共五十九页2、改善切削加工性退火、改善切削加工性退火铸造过程中，铸件表层以及薄壁处，冷铸造过程中，铸件表层以及薄壁处，冷却速度快，易产生白口组织，难以切削加工。却速度快，易产生白口组织，难以切削加工。须经须经高温退火：高温退火：850900，25小时，炉冷，小时，炉冷，400500，出炉。，出炉。本讲稿第三十一页，共五十九页3、正火、正火增加铸件铁基体的珠光体含量，提高强增加铸件铁基体的珠光体含量，提高强度、硬度、耐磨性。度、硬度、耐磨性。加热加热850900，900960（存在（存在Fe3C）保温保温13小时，空冷或喷雾，小时，空冷或喷雾，冷速越快冷速越快
19、，珠光珠光体越多体越多。本讲稿第三十二页，共五十九页4、表面淬火、表面淬火提高硬度、耐磨性，组织为提高硬度、耐磨性，组织为“马氏体马氏体+石墨石墨”。表面淬火的铸件，应采用表面淬火的铸件，应采用变质铸铁变质铸铁，其原始，其原始组织中珠光体含量必须大于组织中珠光体含量必须大于65%，一般表面，一般表面淬火前应安排淬火前应安排正火预热处理正火预热处理。为什么？为什么？本讲稿第三十三页，共五十九页第三节第三节 可锻铸铁可锻铸铁可锻铸铁是先将铁水浇铸成白口铸铁，可锻铸铁是先将铁水浇铸成白口铸铁，然后经石墨化退火，使渗碳体发生分解形然后经石墨化退火，使渗碳体发生分解形成团絮状石墨的一种韧性铸铁。可锻铸铁
20、成团絮状石墨的一种韧性铸铁。可锻铸铁的延伸率可达的延伸率可达=12%，故名，故名可锻可锻。本讲稿第三十四页，共五十九页本讲稿第三十五页，共五十九页一、可锻铸铁的组织一、可锻铸铁的组织组织为金属基体加组织为金属基体加团絮状石墨团絮状石墨组织。组织。可锻铸铁的生产工艺由两个相矛盾的过程组成可锻铸铁的生产工艺由两个相矛盾的过程组成：首先将铁水浇铸成纯白口铸铁，然后经石墨化退火，首先将铁水浇铸成纯白口铸铁，然后经石墨化退火，使之成为使之成为团絮状石墨团絮状石墨。为了保证获得纯白口组织，要求。为了保证获得纯白口组织，要求C、Si 含量不能太高，否则石墨化倾向大，得不到纯白含量不能太高，否则石墨化倾向大，
21、得不到纯白口组织，而成为麻口或灰口组织。这样在随后的石墨化口组织，而成为麻口或灰口组织。这样在随后的石墨化退火中，片状石墨会长大，而得不到团絮状石墨；而退火中，片状石墨会长大，而得不到团絮状石墨；而C、Si含量太低，则石墨化退火的周期很长，生产率降低。含量太低，则石墨化退火的周期很长，生产率降低。本讲稿第三十六页，共五十九页第四节第四节 球墨铸铁球墨铸铁一、球化处理与孕育处理一、球化处理与孕育处理1、球化处理、球化处理铁水浇铸前，加入一定量的球化剂铁水浇铸前，加入一定量的球化剂（Mg，稀土铈、镧、钇，硅铁，稀土铈、镧、钇，硅铁-镁，铜镁，铜-镁镁系），以促使石墨结晶时生长成为球状的系），以促使
22、石墨结晶时生长成为球状的工艺，称为工艺，称为球化处理球化处理。本讲稿第三十七页，共五十九页2、孕育处理（变质处理）、孕育处理（变质处理）球化处理只能在铁水中有球化处理只能在铁水中有石墨核心石墨核心产生产生时，才能促使石墨生长成球状，而球化剂都时，才能促使石墨生长成球状，而球化剂都是阻碍石墨化的元素，所以必须进行孕育处是阻碍石墨化的元素，所以必须进行孕育处理（理（变质处理变质处理），即往铁水中加入变质剂），即往铁水中加入变质剂（75%Si-Fe）。）。本讲稿第三十八页，共五十九页二、球墨铸铁的成分、组织和性能特点二、球墨铸铁的成分、组织和性能特点1、成分特点、成分特点珠光体球墨铸铁：珠光体球墨铸
23、铁：3.63.8%C，2.02.8%Si，0.620.8%Mn，0.030.05%Mg，0.020.04%RE本讲稿第三十九页，共五十九页a、碳当量高、碳当量高C%+1/3Si%=4.34.6%共晶成分共晶成分b、含硫量较低、含硫量较低S0.07%(P0.1%)硫与球化剂有很强的亲和力，消耗球化剂，硫与球化剂有很强的亲和力，消耗球化剂，造成球化不良造成球化不良。2、组织特点、组织特点 石墨组织形态圆整，对基体强度、塑、石墨组织形态圆整，对基体强度、塑、韧性影响小，球墨的数量越少、越细，分韧性影响小，球墨的数量越少、越细，分布越均匀，机械性能越高。布越均匀，机械性能越高。本讲稿第四十页，共五十九
24、页铁素体球墨铸铁铁素体球墨铸铁珠光体球墨铸铁珠光体球墨铸铁本讲稿第四十一页，共五十九页3、性能特点、性能特点 既有既有良好的机械性能良好的机械性能，又有，又有良好的良好的铸造铸造性性、减摩性减摩性、切削加工性切削加工性，低的缺口低的缺口（裂纹）（裂纹）敏感性敏感性。疲劳强度与中碳钢相近疲劳强度与中碳钢相近，耐磨性耐磨性（润（润滑、储油）滑、储油）优于表面淬火钢优于表面淬火钢。Cu和和Mo的加入，不仅能固溶强化铁素体，的加入，不仅能固溶强化铁素体，细化珠光体，增加珠光体的量，并使石墨的结细化珠光体，增加珠光体的量，并使石墨的结晶又细又圆晶又细又圆高强铸铁高强铸铁。本讲稿第四十二页，共五十九页缺点
25、：缺点：凝固收缩率较大，对原铁水成分要求严格，凝固收缩率较大，对原铁水成分要求严格，减震性不如灰口铸铁减震性不如灰口铸铁。三、球墨铸铁的表示方法三、球墨铸铁的表示方法 QT4017 最低延伸率最低延伸率17%最低抗拉强度的十分之一最低抗拉强度的十分之一MN/m2 球墨铸铁球墨铸铁本讲稿第四十三页，共五十九页四、球墨铸铁的热处理四、球墨铸铁的热处理1、特点、特点球墨铸铁中含有较多的硅及其它合金球墨铸铁中含有较多的硅及其它合金元素，使其具有以下特点：元素，使其具有以下特点：a、共析转变温度显著提高共析转变温度显著提高，且变成很宽的，且变成很宽的温度范围温度范围（Ac1sAc1z）本讲稿第四十四页，
26、共五十九页b、C曲线显著右移，且珠光体与贝氏体的转变曲线显著右移，且珠光体与贝氏体的转变曲线明显分离，故球墨铸铁的淬透性很高。曲线明显分离，故球墨铸铁的淬透性很高。2、常用热处理工艺、常用热处理工艺a、退火、退火目的：获得铁素体球墨铸铁，改善切削加目的：获得铁素体球墨铸铁，改善切削加工性，消除铸造应力。铸件浇铸后，工性，消除铸造应力。铸件浇铸后，常出现不同程度的珠光体和自由渗常出现不同程度的珠光体和自由渗碳体、铸造应力。碳体、铸造应力。本讲稿第四十五页，共五十九页高温退火高温退火：（：（组织中含组织中含有有Fe3C）900950，25h，炉冷，炉冷600，空冷。，空冷。Fe3C3Fe+C低温退
27、火：低温退火：（无无Fe3C）720760，36h，炉冷，炉冷600，空冷。，空冷。本讲稿第四十六页，共五十九页b、正火、正火低温正火：低温正火：加热到加热到共析转变温度范围的上限以下共析转变温度范围的上限以下，840880，保温，保温12h空冷，获得空冷，获得铁素体铁素体+珠光体珠光体球墨铸铁，强度较低，韧性较好。球墨铸铁，强度较低，韧性较好。本讲稿第四十七页，共五十九页高温正火：高温正火：加热到加热到共析转变温度范围共析转变温度范围以上以上5070，880920，保温，保温12h，空冷，空冷，获得高强度，获得高强度的的珠光体球墨铸铁珠光体球墨铸铁。高温正火后，组织应是。高温正火后，组织应是
28、细珠光体细珠光体+球状石墨组织球状石墨组织。本讲稿第四十八页，共五十九页冷速较低时（冷速较低时（壁厚处壁厚处），球状石墨周围往），球状石墨周围往往分布少量铁素体，往分布少量铁素体，呈牛眼状呈牛眼状。本讲稿第四十九页，共五十九页铁素体的存在会降低强度（铁素体的存在会降低强度（15%）；提高）；提高冷速（冷速（风冷、喷雾风冷、喷雾），可减少铁素体含量，但产），可减少铁素体含量，但产生内应力，可正火后进行消除内应力退火处理，生内应力，可正火后进行消除内应力退火处理，550600，12h，空冷。，空冷。本讲稿第五十页，共五十九页c、调质处理、调质处理 对于一些承受复杂应力的零件，为了提对于一些承受复杂
29、应力的零件，为了提高综合机械性能，可采用高综合机械性能，可采用调质处理调质处理。淬火：淬火：加热到共析温度范围以上加热到共析温度范围以上3050（860900），油淬。），油淬。高温回火：高温回火：550620，回火，回火24h组织：组织：“S回回+球状石墨球状石墨”。本讲稿第五十一页，共五十九页d、等温淬火、等温淬火 对于一些要求综合机械性能较高，且外形对于一些要求综合机械性能较高，且外形复杂的零件，淬火易变形、开裂，可采用复杂的零件，淬火易变形、开裂，可采用等温等温淬火淬火。加热到加热到860900，保温，保温12h，迅速移至，迅速移至250300的盐浴中等温处理的盐浴中等温处理3090m
30、in，取出空，取出空冷，不再回火。冷，不再回火。组织为：组织为：“下贝氏体下贝氏体+球状石墨球状石墨”HRC3850；Ak=1648，b=12001500MN/m2本讲稿第五十二页，共五十九页第五节第五节 特殊性能铸铁特殊性能铸铁一、耐磨铸铁一、耐磨铸铁1、激冷铸铁（干摩擦条件下）、激冷铸铁（干摩擦条件下）激冷方法：激冷方法：制作浇铸模型时，在制作浇铸模型时，在要求耐磨的部位要求耐磨的部位 做成金属型做成金属型（冷速高），而（冷速高），而其余部位用砂其余部位用砂 型型（冷速慢），浇铸后，耐磨部位获得（冷速慢），浇铸后，耐磨部位获得白白 口组织口组织，其余部位仍为，其余部位仍为灰口组织灰口组织。
31、本讲稿第五十三页，共五十九页2、中锰球墨铸铁（干摩或润滑）、中锰球墨铸铁（干摩或润滑）稀土稀土镁球墨铸铁中添加镁球墨铸铁中添加59.5%Mn，含，含Si控制在控制在3.33.5%，经球化孕育处理，浇铸后，经球化孕育处理，浇铸后得到得到“M+A（塑、韧）（塑、韧）+碳化物碳化物+球墨球墨（润滑（润滑或储油）或储油）”，具有高耐磨性，且冲击韧性较高。，具有高耐磨性，且冲击韧性较高。本讲稿第五十四页，共五十九页3、润滑条件下、润滑条件下高磷铸铁（高磷铸铁（0.40.6%P），钒钛铸铁，），钒钛铸铁，铬钼铜铸铁，硼耐磨铸铁。铬钼铜铸铁，硼耐磨铸铁。特点：特点：软基体（磨损后储油）软基体（磨损后储油）+
32、硬质点硬质点。本讲稿第五十五页，共五十九页二、耐热铸铁二、耐热铸铁1、要求：抗高温氧化，抗热生长。、要求：抗高温氧化，抗热生长。Fe3C3Fe+C体积膨胀和氧化性气体积膨胀和氧化性气体渗入，内部氧化、膨胀。体渗入，内部氧化、膨胀。2、原理：在铸铁中加入、原理：在铸铁中加入Si、Al、Cr等合金元素，等合金元素，使铸铁在高温时表面形成一层致密的使铸铁在高温时表面形成一层致密的氧化膜（氧化膜（SiO2、Al2O3、Cr2O3），），保护内层。保护内层。本讲稿第五十六页，共五十九页3、组织特点：、组织特点：单相铁素体单相铁素体+球状石墨球状石墨，无，无Fe3C；球墨呈孤立分布互不相连，氧化球墨呈孤立
33、分布互不相连，氧化性气体不能深入内部。性气体不能深入内部。4、应用：炉底、坩埚、换热器、钢锭模。、应用：炉底、坩埚、换热器、钢锭模。本讲稿第五十七页，共五十九页三、耐蚀铸铁三、耐蚀铸铁在铸铁中，加入较多的在铸铁中，加入较多的Al、Si、Cr、Ni、Cu等合金元素，提高铸铁的电极电位，并在等合金元素，提高铸铁的电极电位，并在表面形成一层致密的氧化膜。表面形成一层致密的氧化膜。组织：组织：单相基体单相基体+孤立分布的球状石墨孤立分布的球状石墨，尽量，尽量降低含降低含C量（量（0.8%）本讲稿第五十八页，共五十九页常用：高硅耐蚀铸铁常用：高硅耐蚀铸铁（Si=1418%）高铝耐蚀铸铁高铝耐蚀铸铁高铬耐蚀铸铁高铬耐蚀铸铁本讲稿第五十九页，共五十九页