1、1第 7 章 铸 铁教学基本内容：1、铸铁的石墨化过程；2、铸铁的分类与组织；3、常用铸铁的编号、性能、热处理工艺与应用。教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、掌握铸铁的编号、性能、热处理工艺与应用；2、熟悉石墨的形态与铸铁性能的关系；3、了解铸铁的石墨化过程。教学重点及难点：1、重点：1）铸铁的编号与性能；2）铸铁的热处理工艺与应用。2、难点：1）铸铁的石墨化过程；2）石墨的形态与铸铁性能的关系。教学方法及手段：1、 PPT 讲解；2、课堂讨论。作业、讨论题、思考题： 1、分析与讨论石墨的形态与铸铁性能的关系？2、分析与讨论铸铁与钢的性能特点与应用范围？3、分析与讨论壳体、座体、
2、箱体类零件的工作条件与选材的原则？2第七章 铸铁铸铁：是碳含量大于 211的铁碳合金，并且还含有较多量的硅、锰、硫、磷等元素。铸铁成分:C(2.5-4.0)% 、Si(1.0-3.0)% 、 Mn(0.5-1.4)%、P(0.01-0.5)%、S(0.02-0.20)%等，还可以加入一定量的合金元素以改善和提高铸铁的力学及物理化学性能。应用：1） 农业机械中铸铁件占 4060；2） 汽车拖拉机中约占5070； 3） 机床制造中约占 6090。铸铁特点：1） 生产设备和工艺简单、价格便宜；2） 有良好的铸造性、切削加工性及减震性等优良的使用性能和工艺性能。 第一节 铸铁的石墨化一、石墨化1、定义
3、：就是铸铁中碳原子析出和形成石墨的过程。Fe3C（亚稳定相） 3Fe C（稳定相）2、石墨化条件：冷却速度极缓慢。3、Fe-Fe 3C 和 Fe-C 双重相图34、石墨（G）的力学性能与作用1） b=20Mpa 、HBS3-5 、= 0 、a k = 0 。2）割裂作用：减振、机械性能降低；断屑性能好。3）尖端效应：应力集中；4）润滑作用（自润滑和储油）：减摩和减磨、切削性能好。5、石墨（G）的形态片状 球状 絮状6、铸铁的组织钢的基体（ F、P、F+P ） + 石墨（G ） 。二、铸铁的分类1、按碳存在的形式：灰铸铁、白口铸铁、麻口铸铁。2、按石墨的形态：灰口铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁。4第二
4、节 灰口铸铁一、定义石墨呈片状分布的灰口铸铁称为灰口铸铁, 其断口的外貌呈浅灰色，故称为灰口铸铁（灰铁） 。具有价格便宜、应用最广泛的铸铁材料,灰口铸铁占铸铁的总产量80%以上。二、灰口铸铁的牌号HT（灰铁） + 数字（表示最低抗拉强度） ，如 HT150三、灰口铸铁的组织 钢的基体（F、P 、F+P） + 片状的石墨（G 片 ）基体连续性只有 60%左右，石墨的割裂和尖锐缺口作用较大。 四、灰口铸铁的性能(与钢比较)1、灰口铸铁力学性能低 ：其抗拉强度、塑性和韧性比钢低得多；但抗压强度和硬度与钢相当；2、具有良好铸造性能 ；3、具有较好的减摩性能 和自润滑性能；4、具有良好的减震性能 和吸收
5、震动的作用；5、具有较好切削性能 （切屑易脆断） 。5五、灰口铸铁的热处理1、消除内应力退火（人工时效）加热至(500-550)随炉缓慢冷却；防止开裂和稳定尺寸。2、消除铸件白口退火缓慢加热至(850-950) 保温(2-3)h ，炉冷至 400-500出炉空冷；降低表面硬度，改善切削加工。3、表面淬火提高某些铸件的表面硬度。例如，机床导轨用高（中）频淬火时，表面基体淬硬层深度约为1.1-2.5（3-4）mm，硬度为 HRC50。六、灰口铸铁的应用机床床身、底坐、电器壳体、缸体、泵体、盖、手轮等受力不大、耐磨、减震零件。6第三节 球墨铸铁一、定义石墨呈球状分布的灰口铸铁称为球墨铸铁，是本世纪
6、50 年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合机械性能接近于钢。 二、球墨化球铁是液体铁水经球化处理及孕育处理后结晶而获得。常用球化剂有镁、稀土或稀土镁；孕育剂常用的是硅铁和硅钙。三、球墨铸铁的牌号QT（球铁）+ 数字（最低抗拉强度）-数字（最小伸长率）如、QT400-15 -表示：球墨铸铁、 b400Mpa 、15%。四、球墨铸铁的组织钢的基体（F、P 、F+P） + 球状的石墨（G 球 ） 基体连续性达 90%以上，石墨的割裂和尖锐缺口作用大大减小。 五、球墨铸铁的性能1、球墨铸铁的抗拉强度远远超过灰口铸铁，而与钢相当。2、提高了抗疲劳的性能。3、具有良好铸造性能、耐磨性能、减震性能和切削
7、性能，但不于灰口铸铁。六、球墨铸铁的热处理（与钢相同）退火、正火、淬火及回火、等温淬火和表面热处理。 7七、球墨铸铁的应用1）代替钢制造某些重要零件，如曲轴、齿轮、连杆、凸轮轴等；2）代替灰口铸铁制造强度要求高的箱体类零件和压力容器。例 1、铁素体球铁常用于制造受压阀门、机器底座、减速器壳等；例 2、珠光体球铁常用于制作汽车、拖拉机的曲轴、连杆、凸轮轴及机床主轴、蜗轮蜗杆、轧钢机辊、缸套、活塞等重要零件；例 3、下贝氏体球铁可制造汽车拖拉机的蜗轮、伞齿轮等。第四节 可锻铸铁一、定义是由一定成分的白口铁经过可锻化（石墨化）退火而获得的具有团絮状石墨的铸铁。二、可锻铸铁的牌号KTH（ Z） （可铁
8、）+ 数字（最低抗拉强度）-数字（最小伸长率）“H” 表示铁素体基体；“Z” 表示珠光体基体。如、KTH330-08，表示铁素体基体可锻铸铁、 b330Mpa 、8%。三、可锻铸铁的组织钢的基体（F、P 、F+P） + 絮状的石墨（G 絮 ） 8基体连续性达 80%左右，石墨的割裂和尖锐缺口作用减小。 四、可锻铸铁的性能1、可锻铸铁的强度、塑性和韧性比灰口铸铁高。2、也具有良好铸造性能、耐磨性能、减震性能、和切削性能。五、可锻铸铁的应用1、铁素体可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，且铸造性能好，它常用于制造形状复杂的薄截面零件，其工作时易受冲击和振动。如汽车、拖拉机的后桥壳、轮壳、转向机构及管接头等；2、珠光体可锻铸铁强度和耐磨性较好，可用于制造曲轴、连杆、凸轮、活塞等强度和耐磨性要求较高的零件。第 4 节 其它铸铁1、蠕墨铸铁广泛用来制造柴油机缸盖、气缸套、机座、电机壳、机床床身、钢锭模、液压阀等零件。2、耐热铸铁3、耐蚀铸铁9
