1、实验报告讲评,名师山东李云铸此狮，以镇海啸，名曰镇海吼 铸造于公元953年，距今已有1千余年的历史，狮高5.3 m，长6.5 m，宽3 m，重约40 t。,河北沧州的铁狮子,位于沧州市东南20公里的沧州旧城内(今沧县旧州镇东关),是国务院公布的全国第一批重点文物。铁狮子是我国文化遗产中的瑰宝,居过去广为流传的“河北四大古迹“(沧州铁狮子、定州开元寺塔、正定隆兴寺大菩萨、赵县赵州桥)之首。狮身长6.1米、高5.48米、宽3米,重40吨,身披障泥(防尘土的垫子),背负巨盆,毛发作波浪状,昂首怒目,巨口大张,仰天长吼,又称“镇海吼“。其躯体矫健，仿佛疾走乍停。据记载,铁狮子铸于五代后周广顺三年(公元
2、953年),铸造工艺采用“泥范明浇法“,以整块泥模为心,分节叠铸。至今历逾千载,虽饱经风雨剥蚀,颈下仍有清晰的“狮子王“字样,其制模、冶炼、浇铸水平都显示出当时工匠的卓越智慧和高超技术。关于铁狮子的确切来历,众说纷纭。一种说法是,周世宗北征契丹罚罪人铸铁狮,以镇州城。另一种说法是,沧州近海常受海啸危害,山东李云倡铸铁狮,以镇水患,取名“镇海吼”。 还有一种说法,铁狮子是沧州开元寺中一个佛座,铁狮腹内原铸有金刚经文,狮背巨盆为莲花座,佛教取莲之洁净意,又因文殊菩萨骑狮,故此推测,铁狮子是文殊菩萨的坐骑。,铁狮子的铸造是采用“泥范明浇法”,以整块泥模为芯,分节叠铸。凭一千多年前手工冶铸技术,造此庞
3、然大物,其制模、冶炼,浇铸工程的规模,都显示出当时工匠的卓越智慧和高超的技术。铁狮子是我国文化遗产中的瑰宝,具河北四大名胜(沧州铁狮子,定州开元寺塔,正定隆兴寺大菩萨,赵县安济桥)之首。,1989年，在山西省永济市挖掘出土了蒲津渡遗址，同时出土的还有震惊中外的唐开元年间铸造的四尊铁牛、铁人以及七星铁柱、铁山等文物。出土文物中的大铁牛是唐开元年间黄河蒲津渡铁浮桥东岸的“固地锚”。著名桥梁学家唐寰澄盛赞它是中国古代实用技术与雕塑艺术有机结合的典范，是世界桥梁史上无双的国宝。,铁牛、铁 人,由于这些文物具有极高的研究价值，很快被列入国家级保护单位。但由于该遗址临近黄河，地势低洼，空气潮湿，地下渗水不
4、断，导致出土后的铁牛等文物腐蚀严重，锈迹斑斑。 2004年6月，政府投资1000多万元，开始实施“蒲津渡遗址文物重点保护工程”。保护工程日前正式竣工，用缓释剂配方材料解决了铁制文物表面的锈蚀问题，采用电化学保护措施，用电流量的调节增强了铁牛的自身保护。 竣工后的铁牛在原址上被提升了12.2米，同时撤掉原来的保护铁栅栏，经过防腐蚀处理的铁牛也恢复了刚出土时的原貌。现在游人可以登上高台，亲手触摸这些1300年前的古文物。,在我国的传统文化观念中，一直把牛视作力大无穷、刻苦耐劳、身负重任、甘于奉献的化身。我们的祖先在铸造8尊黄河大铁牛时，肯定是有明确象征意义的，应该是象征着一种 开天辟地、坚忍不拔
5、的民族精神！,球墨铸铁（汉代）,可锻铸铁（东汉）,不断的考古新发现，有力地证明了历史上中国冶铁技术成熟而趋于完备，远远领先于世界各国。白心（珠光体基）和黑心（铁素体基）可锻铸铁比西方早近2000年，白心可铁法国人在1722年发明，又成为欧洲式可锻铸铁。黑心可铁美国人在1826年发明，又称美国式可锻铸铁。尤其令人惊奇的是在河南巩县发现的约2000年前西汉铁钁具有球状石墨的组织。现代球墨铸铁是对铁水进行球化处理后直接获得铸态球状石墨的。这项技术于l947年由英国莫洛研制成功。它大大提高了铸铁的机械性能和生产成本。但中国的铸造匠师早在公元前1世纪就已经创造了类似现代球铁的铸件。由此可见，中国不仅是最
6、先发明和使用金属型铸造的国家，而且也是最先发明和掌握铸铁强韧化技术的国家。,学习重点,1了解铸铁的组织性能特点、石墨化及其影响因素和石墨的形态，大小对铸铁性能的影响。 2掌握各类铸铁牌号的识别、组织、性能、热处理特点及用途。,第七章 铸铁,铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁基合金。 铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉等优点，因而是应用最广泛的材料之一。,例如，机床床身、内燃机的汽缸体、缸套、活塞环及轴瓦、曲轴等都可用铸铁制造.,铸铁曲轴,一、铸铁的石墨化过程 1、Fe-Fe3C 和 Fe-G (石墨)双重相图 Fe3C是亚稳相，在一定条件下将发生分解： F
7、e3C3Fe+C（石墨）,第一节 概述,石墨是碳的单质之一，其强度、塑性、韧性几乎为零。 铸铁中的碳除少量固溶于基体中外, 主要以化合态的渗,碳体(Fe3C)和游离态的石墨(G)两种形式存在。,存在两个铁碳相图： Fe-Fe3C和Fe-G双重相图,2、铸铁的石墨化过程 铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程称为石墨化。 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。,台车式石墨化退火炉,石墨化分两个阶段： 在PSK线以上发生的石墨化称为第一阶段石墨化。 包括结晶时一次石墨、二次石墨、共晶石墨析出和加热时一次渗碳体、二次渗碳体及共晶渗碳体的分解.,在PSK线以下发生的石墨化称为第
8、二阶段石墨化。包括冷却时共析石墨的析出和加热时共析渗碳体的分解。 石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。,铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系 （以共晶铸铁为例）,3、影响石墨化的因素 化学成分的影响 碳和硅是强烈促进石墨化的元素。 碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造性能变差。,碳、硅含量过高,会使石墨数量多且粗大，基体内铁素体量增多，降低铸件的性能.,碳、硅量控制范围：2.54.0%C，1.03.0%Si。 Al、Cu、Ni、Co等元素对石墨化有促进作用。 S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素阻碍石墨化。 FeS+Fe低熔点985 C共晶体分布在晶界上阻碍碳原子 的扩散。,铸
9、铁中的磷共晶,磷虽然可促进石墨化,但其含量高时易在晶界上形成硬而脆的磷共晶Fe3P+Fe，降低铸铁的强度，只有耐磨铸铁中磷含量偏高 (达0.3%以上)。, 冷却速度的影响 铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分扩散，结晶将按Fe - G相图进行，因而促进石墨化。,快冷时由于过冷度大，结晶将按 Fe-Fe3C相图进行, 不利于石墨化.,二、铸铁的特点及分类,工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。 1、铸铁的组织特点 钢的基体+G（石墨） 基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。, 耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。 铸造性能好。由于铸铁硅含量高, 成分接近于共
10、晶. 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。,2、铸铁的性能特点 力学性能低。由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，且易导致应力集中。,铸铁与铸钢的强度比较,（6）塑性低，焊接性很差。高碳锰淬透性好，易形成硬而脆的M+Fe3C造成焊缝脆断。,3、铸铁的分类与牌号表示方法,铸铁的分类与牌号表示方法（续）,铸铁的分类,工业铸铁的成分范围与组织,第二节 常用铸铁,一、灰铸铁 灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约占铸铁总产量的80%以上。 1、组织,灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过程形成的，其基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。,灰铸铁齿轮箱,灰
11、 铸铁 的显 微组 织,常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片状石墨。 常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。 经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。,2、热处理 热处理只改变基体组织，不改变石墨形态。 灰铸铁强度只有碳钢的3050%，热处理强化效果不大。 灰铸铁常用的热处理有： 消除内应力退火(又称人工时效) 消除白口组织退火 表面淬火,3、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。,可锻铸铁石墨化退火工艺曲线,二、可锻铸铁 石墨呈团絮状的灰口铸铁， 是由白口铸铁装箱 密封经石墨化退火获得的。 1、组织：基体(F、P)团絮状G 铁素体基体可锻铸铁又称黑心可锻铸铁。 2、性能：强度为
12、碳钢的00%，接近于铸钢。 名为可锻，实不可锻,A+Fe3C,可锻铸铁的显微组织,3、用途 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、扳手等。,三、 球墨铸铁 我国1950试制成功1956研制出稀土镁QT 石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到. 1、组织：基体（F、F+P、P）+ 球状G 球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。 球化剂为镁、稀土和稀土镁。,为避免白口，并使石墨细小均匀，在球化处理同时还进行孕育处理。 常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。,球墨铸铁的显微组织,2、性能与热处理 强度是碳钢的7090%。球墨铸铁的突出特点是屈强比(0.2
13、/b)高, 约为0.70.8, 而钢一般只有0.30.5。,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。,球墨铸铁的热处理特点是： 奥氏体化温度比碳钢高，由于硅含量高; 淬透性比碳钢高; 奥氏体中碳含量可控。,3、用途 承受震动、载荷大的零件，如机床主轴、曲轴、连杆、凸轮轴、传动齿轮、冷冻机的缸体、缸套等。,四、蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是20世纪60年代发展起来的一种新型铸铁. 蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的. 蠕化剂为稀土硅铁镁合金、,稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等。 蠕墨铸铁的组织：基体（F、F+P、P）+ 蠕虫状G,蠕墨铸铁中的石墨,蠕墨铸铁的显微组织,蠕墨铸
14、铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁，其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。,蠕墨铸铁常用于制造承受热循环载荷的零件和结构复杂、强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。,九华山地藏菩萨， 普陀山的观音菩萨， 五台山的文殊菩萨， 峨嵋山的普贤菩萨， 这四大名山是四大菩萨有相道场的代表,四大菩萨智、悲、行、愿是大乘佛教四大菩萨之标征，这就是文殊、观音、普贤、地藏。中国四大菩萨信仰之盛形成了四大名山道场。文殊表智慧、观音表慈悲、普贤表行践、地藏表愿力，大乘佛教理念人格化凝聚在四大菩萨之中，使至理成为有血有肉的形象事迹；在智、悲、行、愿之中，观世音菩萨是慈悲的代表。大慈予人乐，大悲拔人苦，观音菩萨在现实娑婆世界救苦救难的品格，使其成为慈悲的化身。“天有不测风云，人有旦夕祸福”，在自然界的灾变与人间社会祸难不可能消除的情况下，观世音菩萨就是人们永远的信仰希冀。,
