第十二章 鑄鐵

1、第第1212章章 鑄鐵鑄鐵教學(xué)要求：教學(xué)要求：1、介紹鑄鐵的分類及其組織特征；2、介紹鑄鐵的石墨化過程及其影響因素；3、介紹鑄鐵的熱處理特點(diǎn)、性能及用途。重點(diǎn)：重點(diǎn)：鑄鐵的組織特征；鑄鐵的石墨化過程及其影響因素。難點(diǎn)：難點(diǎn)：鑄鐵的石墨化；鑄鐵的熱處理。l鑄鐵是含碳量大于鑄鐵是含碳量大于2.11%并含并含有較多硅、錳、硫、磷等元素有較多硅、錳、硫、磷等元素的多元鐵基合金。的多元鐵基合金。l碳、硅碳、硅是影響鑄鐵顯微組織和是影響鑄鐵顯微組織和性能的主要元素。性能的主要元素。l鑄鐵具有許多優(yōu)良的性能及生鑄鐵具有許多優(yōu)良的性能及生產(chǎn)簡(jiǎn)便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因產(chǎn)簡(jiǎn)便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而是應(yīng)用最廣泛的材料

2、之一。而是應(yīng)用最廣泛的材料之一。 l例如，機(jī)床例如，機(jī)床床身、內(nèi)燃床身、內(nèi)燃機(jī)的汽缸體機(jī)的汽缸體、缸套、活塞缸套、活塞環(huán)及軸瓦、環(huán)及軸瓦、曲軸等都可曲軸等都可用鑄鐵制造用鑄鐵制造.鑄鐵曲軸鑄鐵曲軸內(nèi)燃機(jī)汽缸內(nèi)燃機(jī)汽缸l一、鑄鐵的石墨化過程一、鑄鐵的石墨化過程l1、Fe-Fe3C 和和 Fe-G (石墨石墨)雙重相圖雙重相圖lFe3C是亞穩(wěn)相，在一定條是亞穩(wěn)相，在一定條件下將發(fā)生分解：件下將發(fā)生分解： Fe3C3Fe+C（石墨）（石墨）共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵F基體球墨鑄鐵基體球墨鑄鐵l石墨是碳的單質(zhì)之石墨是碳的單質(zhì)之一，其強(qiáng)度、塑性一，其強(qiáng)度、塑性、韌性幾乎為零。韌性幾乎為零。l鑄鐵中的碳除少

3、量鑄鐵中的碳除少量固溶于基體中外，固溶于基體中外，主要以化合態(tài)的滲主要以化合態(tài)的滲碳體碳體(Fe3C)和游離和游離態(tài)的石墨態(tài)的石墨(G)兩種兩種形式存在。形式存在。L+GL+Fe3Cl2、鑄鐵的石墨化過程、鑄鐵的石墨化過程l鑄鐵中的碳原子析出鑄鐵中的碳原子析出形成石墨的過程稱為形成石墨的過程稱為石墨化石墨化。l鑄鐵中的石墨可以在鑄鐵中的石墨可以在結(jié)晶過程中直接析出結(jié)晶過程中直接析出,也可以由滲碳體加熱也可以由滲碳體加熱時(shí)分解得到。時(shí)分解得到。l石墨化分兩個(gè)階段：石墨化分兩個(gè)階段：l在在PSK線以上發(fā)生線以上發(fā)生的石墨化稱為的石墨化稱為第一階第一階段石墨化段石墨化。l包括包括結(jié)晶時(shí)結(jié)晶時(shí)一次石墨

4、一次石墨、二次石墨、共晶石墨二次石墨、共晶石墨的析出的析出和和加熱時(shí)加熱時(shí)一次一次滲碳體、二次滲碳體滲碳體、二次滲碳體及共晶滲碳體的分解及共晶滲碳體的分解.Pl在在PSK線以下發(fā)線以下發(fā)生的石墨化稱為生的石墨化稱為第第二階段石墨化二階段石墨化。包包括冷卻時(shí)共析石墨括冷卻時(shí)共析石墨的析出和加熱時(shí)共的析出和加熱時(shí)共析滲碳體的分解。析滲碳體的分解。l石墨化程度不同，石墨化程度不同，所得到的鑄鐵類型所得到的鑄鐵類型和組織也不同。和組織也不同。P三、鑄鐵分類三、鑄鐵分類 按石墨的形態(tài)和形狀分按石墨的形態(tài)和形狀分1 1）白口鑄鐵）白口鑄鐵：碳全部以碳全部以FeFe3 3C C的形式存在，斷口呈銀色的形式存

5、在，斷口呈銀色。由于白口鑄鐵具有良好的耐磨性，所以有時(shí)也用來制由于白口鑄鐵具有良好的耐磨性，所以有時(shí)也用來制造一些耐磨件，如軋輥、粉碎機(jī)錘頭、襯板、球磨機(jī)造一些耐磨件，如軋輥、粉碎機(jī)錘頭、襯板、球磨機(jī)磨球和犁鏵等。磨球和犁鏵等。2 2）灰口鑄鐵：）灰口鑄鐵：碳除微量溶于鐵素體，大部分以片狀碳除微量溶于鐵素體，大部分以片狀石墨形狀存在斷口呈灰色存在。石墨形狀存在斷口呈灰色存在。3 3）麻口鑄鐵：）麻口鑄鐵： 組織中既存在石墨、又有萊氏體，是組織中既存在石墨、又有萊氏體，是白口和灰口之間的過渡組織，因斷口處有黑白相間的白口和灰口之間的過渡組織，因斷口處有黑白相間的點(diǎn)，故而得名。點(diǎn)，故而得名。4 4

6、蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵 ： 其石墨呈蠕蟲狀。如圖其石墨呈蠕蟲狀。如圖d d。 abcd根據(jù)鑄鐵中根據(jù)鑄鐵中石墨石墨形態(tài)的不同，灰口鑄鐵又可分為：形態(tài)的不同，灰口鑄鐵又可分為：1 1普通灰鑄鐵普通灰鑄鐵 ： 簡(jiǎn)稱灰鑄鐵，其石墨呈片狀。如圖簡(jiǎn)稱灰鑄鐵，其石墨呈片狀。如圖a.a.2 2可鍛鑄鐵：可鍛鑄鐵： 其石墨呈團(tuán)絮狀。如圖其石墨呈團(tuán)絮狀。如圖b b。3 3球墨鑄鐵：球墨鑄鐵： 其石墨呈球狀。如圖其石墨呈球狀。如圖c c。1.1.化學(xué)成分的影響化學(xué)成分的影響 1 1）碳和硅）碳和硅碳碳是形成石墨的元素，也是促進(jìn)石墨化是形成石墨的元素，也是促進(jìn)石墨化的素。含碳愈高，析出的石墨愈多、石的素。含碳愈高，析出的

7、石墨愈多、石墨片愈粗大。墨片愈粗大。 硅硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素，隨著含是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素，隨著含硅量的增加，石墨顯著增多。硅量的增加，石墨顯著增多。 所以：所以：當(dāng)鑄鐵中當(dāng)鑄鐵中碳、硅含量均高碳、硅含量均高 時(shí)，析出的石墨就愈時(shí)，析出的石墨就愈多、愈粗大，而金屬基體中鐵素體增多，珠光體減少。多、愈粗大，而金屬基體中鐵素體增多，珠光體減少。 3 3）錳）錳所以所以：硫含量限制在：硫含量限制在0.1-0.15%0.1-0.15%以下，高強(qiáng)度鑄鐵則應(yīng)更低。以下，高強(qiáng)度鑄鐵則應(yīng)更低。 使鑄鐵鑄造性能惡化（如降低流動(dòng)性，增大收縮率）。使鑄鐵鑄造性能惡化（如降低流動(dòng)性，增大收縮率）。錳錳是弱阻礙石墨

8、化元素，具有穩(wěn)定珠光體，提是弱阻礙石墨化元素，具有穩(wěn)定珠光體，提高鑄鐵強(qiáng)度和硬度的作用。高鑄鐵強(qiáng)度和硬度的作用。一般控制在一般控制在0.61.2%0.61.2%之間之間4 4）磷）磷磷磷對(duì)鑄鐵的石墨化影響對(duì)鑄鐵的石墨化影響不顯著。含磷過高將增不顯著。含磷過高將增加鑄鐵的冷脆性。加鑄鐵的冷脆性。限制在限制在0.5%0.5%以下，高強(qiáng)度鑄鐵以下，高強(qiáng)度鑄鐵則限制在則限制在0.20.3%0.20.3%以下。以下。2 2）硫）硫 硫硫是強(qiáng)烈阻礙石墨化元素。是強(qiáng)烈阻礙石墨化元素。硫量高易促使碳以硫量高易促使碳以FeFe3 3C C 白口組織；白口組織；硫量高硫量高 熱脆性；熱脆性； 鑄鐵中的磷共晶鑄鐵中

9、的磷共晶 在實(shí)際生產(chǎn)中，一般是根據(jù)鑄件在實(shí)際生產(chǎn)中，一般是根據(jù)鑄件的壁厚（主要部位的壁厚），選擇適的壁厚（主要部位的壁厚），選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分（主要指碳、硅），以當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分（主要指碳、硅），以獲得所需要的組織。獲得所需要的組織。1 1）鑄件壁厚）鑄件壁厚 鑄件壁愈厚，冷卻速度愈慢，則石鑄件壁愈厚，冷卻速度愈慢，則石墨化傾向愈大，愈易得到粗大的石墨片墨化傾向愈大，愈易得到粗大的石墨片和鐵素體基體。和鐵素體基體。鑄鐵壁厚（鑄鐵壁厚（mmmm）102030405060704.05.06.07.0（wC+wSi）%白口鑄鐵麻口鑄鐵灰口鑄鐵白口鑄鐵：白口鑄鐵：灰口鑄鐵：灰口鑄鐵：麻口鑄鐵：麻口鑄鐵：珠

10、光體灰口鑄鐵珠光體+鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵P+Fe3C+LeP+Fe3C+G+Le珠光體灰口鑄鐵：珠光體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：珠光體珠光體+ +鐵素體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：P+G片片P+F+G片片F(xiàn)+G片片l工業(yè)上使用的鑄鐵主要是灰口鑄鐵。工業(yè)上使用的鑄鐵主要是灰口鑄鐵。l1、鑄鐵的組織特點(diǎn)、鑄鐵的組織特點(diǎn)l鋼的基體鋼的基體+G（石墨）（石墨）l基體組織有基體組織有鐵素體、珠光體鐵素體、珠光體和和鐵素體加珠光體鐵素體加珠光體三種三種。F+GF+P+GP+Gl 耐磨性能好。耐磨性能好。由于石墨本身有潤滑作用。由于石墨本身有潤滑作用。l 消振性能好。消振性能好。由于石

11、墨可以吸收振動(dòng)能量。由于石墨可以吸收振動(dòng)能量。l 鑄造性能好。鑄造性能好。由于鑄鐵硅含量高由于鑄鐵硅含量高, 成分接近于共晶成分接近于共晶.l 切削性能好。切削性能好。由于石墨使車屑容易脆斷，不粘刀。由于石墨使車屑容易脆斷，不粘刀。l2、鑄鐵的性能特點(diǎn)、鑄鐵的性能特點(diǎn)l 力學(xué)性能低。力學(xué)性能低。由于由于石墨相當(dāng)于鋼基體中石墨相當(dāng)于鋼基體中的裂紋或空洞，破壞的裂紋或空洞，破壞了基體的連續(xù)性，且了基體的連續(xù)性，且易導(dǎo)致應(yīng)力集中。易導(dǎo)致應(yīng)力集中。鑄鐵與鑄鋼的強(qiáng)度比較鑄鐵與鑄鋼的強(qiáng)度比較鑄鐵鑄鐵名稱名稱 石墨石墨形態(tài)形態(tài) 基體基體組織組織 編編 號(hào)號(hào) 方方 法法 牌號(hào)實(shí)例牌號(hào)實(shí)例 灰灰 鑄鑄 鐵鐵 片

12、片狀狀FHT + 一組數(shù)字一組數(shù)字?jǐn)?shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值，數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值，單位單位MPa?！癏T”表示灰鑄鐵代號(hào)。表示灰鑄鐵代號(hào)。 HT100F+PHT150PHT200 可可 鍛鍛 鑄鑄 鐵鐵 團(tuán)團(tuán)絮絮狀狀FKTH + 兩組數(shù)字兩組數(shù)字KTB + 兩組數(shù)字兩組數(shù)字KTZ + 兩組數(shù)字兩組數(shù)字KTH300-06表表F心心PKTB350-04PKTZ450-06KTH、KTB、KTZ分別為黑心、白心、分別為黑心、白心、珠光體可鍛鑄鐵代號(hào)；珠光體可鍛鑄鐵代號(hào)；第一組數(shù)字表示最低第一組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值，抗拉強(qiáng)度值，MPa；第二組數(shù)字表示最低第二組數(shù)字表示最低伸長率值，伸長率值，% 鑄鐵

13、鑄鐵名稱名稱 石墨石墨形態(tài)形態(tài) 基體基體組織組織 編編 號(hào)號(hào) 方方 法法 牌號(hào)實(shí)例牌號(hào)實(shí)例 球球 墨墨 鑄鑄 鐵鐵 球球狀狀FQT + 兩組數(shù)字兩組數(shù)字 第一組數(shù)字表示最低抗拉第一組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值，強(qiáng)度值，MPa；第二組數(shù)字表示最低伸長率第二組數(shù)字表示最低伸長率值，值，%。 “QT”表示表示 球墨鑄鐵代號(hào)球墨鑄鐵代號(hào)QT400-15F+PQT600-3PQT700-2蠕蠕 墨墨鑄鑄 鐵鐵 蠕蠕蟲蟲狀狀FRuT + 一組數(shù)字一組數(shù)字?jǐn)?shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度值, MPa?！癛uT”表示蠕墨鑄鐵代號(hào)表示蠕墨鑄鐵代號(hào) RuT260F+PRuT300PRuT420l一、灰鑄鐵一

14、、灰鑄鐵l灰鑄鐵是指石墨呈片狀分布的灰口鑄鐵。其產(chǎn)量約灰鑄鐵是指石墨呈片狀分布的灰口鑄鐵。其產(chǎn)量約占鑄鐵總產(chǎn)量的占鑄鐵總產(chǎn)量的80%以上。以上。l1、組織、組織l灰鑄鐵的組織是由液態(tài)鐵水緩灰鑄鐵的組織是由液態(tài)鐵水緩慢冷卻時(shí)通過石墨化過程形成慢冷卻時(shí)通過石墨化過程形成的，其基體組織有的，其基體組織有鐵素體鐵素體、珠珠光體光體和和鐵素體加珠光體鐵素體加珠光體三種。三種。鐵素體灰鑄鐵鐵素體灰鑄鐵珠光體灰鑄鐵珠光體灰鑄鐵鐵素體加珠光體灰鑄鐵鐵素體加珠光體灰鑄鐵石墨片的三維形貌石墨片的三維形貌l常對(duì)灰鑄鐵進(jìn)行孕育處理，以細(xì)化片常對(duì)灰鑄鐵進(jìn)行孕育處理，以細(xì)化片狀石墨。狀石墨。l常用的孕育劑有硅鐵和硅鈣合金

15、。常用的孕育劑有硅鐵和硅鈣合金。 l經(jīng)孕育處理的灰鑄鐵稱為經(jīng)孕育處理的灰鑄鐵稱為孕育鑄鐵孕育鑄鐵。 孕育處理前孕育處理前孕育處理后孕育處理后硅鐵硅鐵硅鈣硅鈣l2、熱處理、熱處理l熱處理只改變基體組織，不改熱處理只改變基體組織，不改變石墨形態(tài)。變石墨形態(tài)。l灰鑄鐵強(qiáng)度只有碳鋼的灰鑄鐵強(qiáng)度只有碳鋼的3050%，熱處理強(qiáng)化效果不，熱處理強(qiáng)化效果不大。大?；诣T鐵件灰鑄鐵件汽缸套汽缸套活塞環(huán)活塞環(huán)1.1.消除內(nèi)應(yīng)力退火消除內(nèi)應(yīng)力退火( (又稱人工時(shí)效又稱人工時(shí)效) )加熱到加熱到500500600600，保溫一定時(shí)間，隨爐冷至，保溫一定時(shí)間，隨爐冷至200 200 以下出爐空冷。以下出爐空冷。2. 2.

16、 消除白口組織退火消除白口組織退火 加熱到加熱到850900 850900 ，保溫，保溫25h25h，然后隨爐冷至，然后隨爐冷至250400 250400 出爐空冷。出爐空冷。3.3.表面淬火表面淬火主要作用是提高鑄件的表面硬度和耐磨性。常用主要作用是提高鑄件的表面硬度和耐磨性。常用的方法是火焰淬火、感應(yīng)淬火、接觸電阻加熱淬的方法是火焰淬火、感應(yīng)淬火、接觸電阻加熱淬火等?；鸬?。 l3、用途、用途l制造制造承受壓力和震動(dòng)的零件承受壓力和震動(dòng)的零件,如如機(jī)床床身、各種箱體、殼機(jī)床床身、各種箱體、殼體、泵體、缸體體、泵體、缸體。大型船用柴油機(jī)汽缸體大型船用柴油機(jī)汽缸體(HT-300)重型機(jī)床床身重型

17、機(jī)床床身(HT-250)變速箱體變速箱體牌牌 號(hào)號(hào) 組織組織 用途舉例用途舉例 HT100HT100F+GF+G片片 蓋、外罩、油盤、手輪、支架、底板、鑲導(dǎo)軌蓋、外罩、油盤、手輪、支架、底板、鑲導(dǎo)軌的機(jī)床底座等對(duì)強(qiáng)度無要求的零件的機(jī)床底座等對(duì)強(qiáng)度無要求的零件 HT150HT150F+P+GF+P+G片片底座、床身、與底座、床身、與HT200HT200相配的溜板、工作臺(tái)；泵相配的溜板、工作臺(tái)；泵殼、容器、法蘭盤殼、容器、法蘭盤; ;工作壓力不太大的管件工作壓力不太大的管件 HT200HT200F+P+GF+P+G片片要求高的強(qiáng)度和一定耐蝕能力的泵殼、容器、塔要求高的強(qiáng)度和一定耐蝕能力的泵殼、容器

18、、塔器、法蘭、硝化塔器、法蘭、硝化塔 機(jī)床床身、立柱、平尺、劃線平板、汽缸、齒機(jī)床床身、立柱、平尺、劃線平板、汽缸、齒輪、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器盤、水平儀框架輪、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器盤、水平儀框架 壓力為壓力為80Mpa80Mpa以下的油缸、泵體、閥門以下的油缸、泵體、閥門 HT250HT250P+GP+G片片HT300HT300P P細(xì)細(xì)+G+G細(xì)片細(xì)片床身導(dǎo)軌、車床、沖床等受力較大的床身、機(jī)座、床身導(dǎo)軌、車床、沖床等受力較大的床身、機(jī)座、主軸箱、卡盤、齒輪、高壓油缸、水缸、泵體、主軸箱、卡盤、齒輪、高壓油缸、水缸、泵體、閥門、襯套、凸輪、大型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、氣缸體、閥門、襯套、凸輪、大型發(fā)動(dòng)機(jī)曲

19、軸、氣缸體、氣缸蓋；冷鐓模、冷沖模氣缸蓋；冷鐓模、冷沖模 HT350HT350P P細(xì)細(xì)+G+G細(xì)片細(xì)片可鍛鑄鐵石墨化退火工藝曲線可鍛鑄鐵石墨化退火工藝曲線 l石墨呈團(tuán)絮狀的灰口石墨呈團(tuán)絮狀的灰口 鑄鐵，是由白口鑄鐵鑄鐵，是由白口鑄鐵 經(jīng)石墨化退火獲得的。經(jīng)石墨化退火獲得的。l1、組織、組織： 基體基體(F、P)團(tuán)絮狀團(tuán)絮狀Gl鐵素體基體可鍛鑄鐵又稱鐵素體基體可鍛鑄鐵又稱黑心可鍛鑄鐵。黑心可鍛鑄鐵。l2、性能、性能：強(qiáng)度為碳鋼的強(qiáng)度為碳鋼的00%，接近于鑄鋼。，接近于鑄鋼。l名為可鍛，實(shí)不可鍛名為可鍛，實(shí)不可鍛黑心可鍛鑄鐵黑心可鍛鑄鐵 珠光體可鍛鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵 可鍛鑄鐵的石墨化退火可鍛鑄鐵

20、的石墨化退火l3、用途、用途l用于制造形狀復(fù)雜且承受振用于制造形狀復(fù)雜且承受振動(dòng)載荷的薄壁小型件，如動(dòng)載荷的薄壁小型件，如汽汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼車、拖拉機(jī)的前后輪殼、管管接頭、低壓閥門接頭、低壓閥門等。等?？慑戣T鐵管件可鍛鑄鐵管件 牌牌 號(hào)號(hào) 組織組織 用用 途途 舉舉 例例 KTH30006 KTH30006 F+GF+G團(tuán)團(tuán)三通、管件、中壓閥門三通、管件、中壓閥門 KTH33008KTH33008F+GF+G團(tuán)團(tuán) 輸電線路件、汽車、拖拉機(jī)的輸電線路件、汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼、差速器殼、轉(zhuǎn)向節(jié)殼、前后輪殼、差速器殼、轉(zhuǎn)向節(jié)殼、制動(dòng)器；農(nóng)機(jī)件及冷暖器接頭等。制動(dòng)器；農(nóng)機(jī)件及冷暖器接頭等。KT

21、H35010KTH35010F+GF+G團(tuán)團(tuán)KTH37012 KTH37012 F+GF+G團(tuán)團(tuán)KTZ45006 KTZ45006 P+ GP+ G團(tuán)團(tuán) 曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、犁片、耙搖臂、活塞環(huán)、軸套、犁片、耙片、閘、萬向接頭、棘輪、扳手、片、閘、萬向接頭、棘輪、扳手、傳動(dòng)鏈條、礦車輪傳動(dòng)鏈條、礦車輪 KTZ55004 KTZ55004 P+ GP+ G團(tuán)團(tuán)KTZ65002KTZ65002P+ GP+ G團(tuán)團(tuán)KTZ70002 KTZ70002 P+ GP+ G團(tuán)團(tuán)l三、三、 球墨鑄鐵球墨鑄鐵l石墨呈球形的灰口鑄鐵。由液態(tài)鐵水經(jīng)石墨化得到石墨呈

22、球形的灰口鑄鐵。由液態(tài)鐵水經(jīng)石墨化得到. l1、組織：、組織：基體（基體（F、F+P、P）+ 球狀球狀Gl球狀石墨是液態(tài)鐵水經(jīng)球化處理得到的。球狀石墨是液態(tài)鐵水經(jīng)球化處理得到的。l球化劑為鎂、稀土和稀土鎂。球化劑為鎂、稀土和稀土鎂。硅鐵硅鐵硅硅鈣鈣稀土鎂稀土鎂l為避免白口，并使石墨細(xì)小均為避免白口，并使石墨細(xì)小均勻，在球化處理同時(shí)還進(jìn)行孕勻，在球化處理同時(shí)還進(jìn)行孕育處理。育處理。 l常用孕育劑為硅鐵和硅鈣合金。常用孕育劑為硅鐵和硅鈣合金。鐵素體加珠光體球墨鑄鐵鐵素體加珠光體球墨鑄鐵 鐵素體球墨鑄鐵鐵素體球墨鑄鐵 珠光體球墨鑄鐵珠光體球墨鑄鐵 球墨鑄鐵中的石墨球球墨鑄鐵中的石墨球 l2、性能與熱

23、處理、性能與熱處理l強(qiáng)度是碳鋼的強(qiáng)度是碳鋼的7090%。球墨鑄鐵的突出特點(diǎn)是屈球墨鑄鐵的突出特點(diǎn)是屈強(qiáng)比強(qiáng)比( 0.2 / b)高高, 約為約為0.70.8, 而鋼一般只有而鋼一般只有0.30.5。 l球墨鑄鐵球墨鑄鐵可進(jìn)行各可進(jìn)行各種熱處理種熱處理,如如退火退火、正正火火、淬火加淬火加回火回火、等溫等溫淬火淬火等等。 l球墨鑄鐵的熱處理特點(diǎn)是：球墨鑄鐵的熱處理特點(diǎn)是：l 奧氏體化溫度比碳鋼高，由于硅含量高奧氏體化溫度比碳鋼高，由于硅含量高; l 淬透性比碳鋼高淬透性比碳鋼高; l 奧氏體中碳含量可控。奧氏體中碳含量可控。制品制品(軋輥與輥環(huán)軋輥與輥環(huán))貝氏體基球墨鑄鐵貝氏體基球墨鑄鐵退火退火

24、退火是為了獲得退火是為了獲得F F基體，提高塑性和韌性。基體，提高塑性和韌性。1 1）去應(yīng)力退火）去應(yīng)力退火 對(duì)不再進(jìn)行其他熱處理的鑄鐵件，將其加熱至對(duì)不再進(jìn)行其他熱處理的鑄鐵件，將其加熱至500600500600，保溫，保溫28h28h，然后緩冷。，然后緩冷。2 2）低溫退火）低溫退火 對(duì)鑄態(tài)組織是對(duì)鑄態(tài)組織是F-PF-P和石墨，而沒有自由滲碳體時(shí)，可進(jìn)行和石墨，而沒有自由滲碳體時(shí)，可進(jìn)行低溫退火，使低溫退火，使P P中的滲碳體分解為中的滲碳體分解為F F和石墨，最后得到和石墨，最后得到F F基體基體的球墨鑄鐵。工藝是加熱至的球墨鑄鐵。工藝是加熱至700760 700760 ，保溫，保溫36

25、h36h，然后，然后隨爐緩冷至隨爐緩冷至600 600 出爐空冷。出爐空冷。3 3）高溫退火）高溫退火 對(duì)鑄態(tài)組織不僅有石墨還有自由滲碳體時(shí)，可進(jìn)行高溫對(duì)鑄態(tài)組織不僅有石墨還有自由滲碳體時(shí)，可進(jìn)行高溫退火，使?jié)B碳體分解為退火，使?jié)B碳體分解為F F和石墨，最后得到和石墨，最后得到F F基體的球墨鑄基體的球墨鑄鐵。工藝是加熱至鐵。工藝是加熱至920980 920980 ，保溫，保溫25h ,25h ,然后隨爐緩冷然后隨爐緩冷至至600 600 出爐空冷。出爐空冷。正火正火正火是為了增加基體組織中正火是為了增加基體組織中P P的數(shù)量，細(xì)化的數(shù)量，細(xì)化組織，提高強(qiáng)度和耐磨性。組織，提高強(qiáng)度和耐磨性。1

26、 1）低溫正火）低溫正火 又稱不完全奧氏體正火，其工藝是將鑄件加熱到又稱不完全奧氏體正火，其工藝是將鑄件加熱到820860 820860 ，保溫，保溫13h13h然后出爐空冷，以得到然后出爐空冷，以得到P P和少和少量量F F基體的球墨鑄鐵，既提高強(qiáng)度又具有較好的塑性基體的球墨鑄鐵，既提高強(qiáng)度又具有較好的塑性和韌性。和韌性。2 2）高溫正火）高溫正火又稱完全奧氏體正火，其工藝是將鑄件加熱到又稱完全奧氏體正火，其工藝是將鑄件加熱到880950 880950 ，保溫，保溫13h13h然后出爐空冷，以得到然后出爐空冷，以得到P P基體基體的球墨鑄鐵，提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性。的球墨鑄鐵，提高強(qiáng)度、硬度

27、和耐磨性。調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理 為了得到回火為了得到回火S S基體，以獲得較高的綜合力學(xué)基體，以獲得較高的綜合力學(xué)性能。其工藝為，淬火加熱溫度性能。其工藝為，淬火加熱溫度860900860900，油冷，油冷，550600.550600.等溫淬火等溫淬火 為了得到下為了得到下B B基體，使其具有高硬度、高強(qiáng)基體，使其具有高硬度、高強(qiáng)度和較好的韌性。其工藝為，淬火加熱溫度度和較好的韌性。其工藝為，淬火加熱溫度850900850900，保溫后迅速放入，保溫后迅速放入250350250350的鹽浴中的鹽浴中等溫等溫11.5h11.5h，然后取出空冷。，然后取出空冷。l3、用途、用途l承受震動(dòng)、載承受震動(dòng)、

28、載荷大的零件，荷大的零件，如如曲軸、傳動(dòng)曲軸、傳動(dòng)齒輪齒輪等。等。核燃料貯存運(yùn)輸核燃料貯存運(yùn)輸容器容器(QT350-22)鑄鐵曲軸鑄鐵曲軸 牌牌 號(hào)號(hào) 組織組織 用用 途途 舉舉 例例 QT400QT40017 17 F+GF+G球球汽車、拖拉機(jī)底盤類零件，輪轂、驅(qū)動(dòng)橋汽車、拖拉機(jī)底盤類零件，輪轂、驅(qū)動(dòng)橋殼、差速器殼、撥叉、中低壓閥門、管道。殼、差速器殼、撥叉、中低壓閥門、管道。QT420QT4201010 F+GF+G球球QT500QT5000505 F+P+GF+P+G球球機(jī)座、傳動(dòng)軸、機(jī)車護(hù)瓦等。機(jī)座、傳動(dòng)軸、機(jī)車護(hù)瓦等。QT600QT60002 02 P+GP+G球球曲軸、凸輪軸、連桿

29、、齒曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、汽缸套、機(jī)床輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、汽缸套、機(jī)床蝸輪、蝸桿等蝸輪、蝸桿等 QT700QT70002 02 P+ GP+ G球球QT800QT80002 02 P+ G P+ G球球QT1200QT12000101 B B下下+ G+ G球球汽車后橋螺旋錐齒輪、大減速器齒輪、曲汽車后橋螺旋錐齒輪、大減速器齒輪、曲軸、凸輪等軸、凸輪等l四、蠕墨鑄鐵四、蠕墨鑄鐵l蠕墨鑄鐵是蠕墨鑄鐵是20世紀(jì)世紀(jì)60年代年代發(fā)展起來的一種新型鑄鐵發(fā)展起來的一種新型鑄鐵.l蠕墨鑄鐵是液態(tài)鐵水經(jīng)蠕蠕墨鑄鐵是液態(tài)鐵水經(jīng)蠕化處理和孕育處理得到的化處理和孕育處理得到的.l蠕化劑

30、為稀土硅鐵鎂合金蠕化劑為稀土硅鐵鎂合金、 稀土硅鐵合金稀土硅鐵合金、稀土硅鐵鈣合金等。稀土硅鐵鈣合金等。l蠕墨鑄鐵的組織：蠕墨鑄鐵的組織： 基體（基體（F、F+P、P）+ 蠕蟲狀蠕蟲狀G 蠕墨鑄鐵中的石墨蠕墨鑄鐵中的石墨蠕墨鑄鐵中的石墨蠕墨鑄鐵中的石墨珠光體基體珠光體基體鐵素體基體鐵素體基體l蠕墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑性和抗疲勞性能優(yōu)于灰鑄鐵，蠕墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑性和抗疲勞性能優(yōu)于灰鑄鐵，其力學(xué)性能介于灰鑄鐵與球墨鑄鐵之間。其力學(xué)性能介于灰鑄鐵與球墨鑄鐵之間?；诣T鐵灰鑄鐵灰鑄鐵灰鑄鐵蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵灰鑄鐵灰鑄鐵蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵l蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵常用于制造承受