课题三 铸铁

课题三铸铁学习任务：理解铸铁的分类、牌号、性能及选用方法内燃机汽缸导学：带着下列问题看书与讨论，5分钟后小组展示1、什么是铸铁？2、铸铁中碳的存在形式有哪两种？3、铸铁中石墨的存在形式有哪几种？4、灰口铸铁的牌号表示方法。5、各种铸铁的应用场合。铸铁含义铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金。实际应用的铸铁中还会含有较多的Si、Mn和其他一些杂质元素。为了提高铸铁的性能，还可以加入一定量的合金元素，组成合金铸铁。同钢相比，虽然强度、塑性和韧性较低，但是铸铁熔炼简便，成本低廉，具有优良的铸造性能、很高的耐磨性、良好的减振性和切削加工性能等一系列的优点，因此而获得较为广泛的应用。返回碳存在的形式及断口的颜色白口铸铁灰口铸铁麻口铸铁渗碳体游离的石墨渗碳体游离的石墨根据碳在铸铁中的存在形式，铸铁可分为：返回白口铸铁耐磨性要求不高的抗磨铸件可锻铸铁白口胚件普通白口铸铁中国早在春秋时代就制成了抗磨性良好的白口铸铁，用作一些抗磨零件。这种铸铁具有高碳低硅的特点，有较高的硬度，但很脆，适用于制造冲击载荷小的零件，一般用在犁铧、磨片、导板等方面。牌号表示方法：BT加合金元素返回麻口铸铁麻口铸铁，又称麻口铁、班铸铁，是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状。麻口铸铁中的碳既以渗碳体形式存在，又以石墨状态存在，断口来杂着白亮的游离渗碳体和暗灰色的石墨。由于麻口铸铁性能不好，故极少应用。返回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。命名HT+三位数字，表示最低的抗拉强度。如：HT100，HT150、HT200、HT250、HT300、HT350。一、灰铸铁组织石墨片的三维形貌①铁素体灰铸铁（F+G）②珠光体灰铸铁（P+G）③铁素体加珠光体灰铸铁(F+P+G)分类牌号显微组织基体G普通灰铸铁HT100F粗片HT150F+P较粗片HT200P中等片孕育铸铁HT250P较细片HT300细P细片HT350S或T牌号抗拉强度值，MPa耐磨性好——石墨有利于润滑、储油。抗压强度高——抗拉强度、塑韧性比钢低。消震性好（是钢的十倍）——G组织松软铸造性好——接近共晶成分、熔点低、流动性好、凝固收缩小。切削加工性好——G使切屑易断，还可润滑刀具抗拉强度低、塑韧性很差——基体强度不能充分发挥，其强度利用率仅30~50%，表现为σb很低，塑性和韧性几乎为零性能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。大型船用柴油机汽缸体(HT300)重型机床床身(HT250)变速箱体应用石墨呈团絮状的灰口铸铁，是由白口铸铁经石墨化退火获得的。石墨呈团絮状，对基体破坏作用较小，所以比灰铸铁具有较高的强度强度为碳钢的４0-７0%，接近于铸钢、塑性和冲击韧度，但不能锻造。二、可锻铸铁命名KT+种类+三位数字-两位数字，种类：H：黑心铸铁，Z珠光体铸铁，三位数字：最低抗拉强度，两位数字：最低的伸长率。如KTH300-06，KTZ450-06强度为碳钢的40~70%，接近于铸钢。名为可锻，实不可锻可锻铸铁的石墨化退火性能黑心可锻铸铁（F＋G）珠光体可锻铸铁（P＋G）可锻铸铁石墨化退火工艺曲线组织基体(F、P)＋团絮状G种类牌号力学性能σbMPaσsMPaδ%硬度HBS不小于黑心可锻铸铁KTH300-06300—6≤150KTH330-08330—8KTH350-1035020010KTH370-12370—12珠光体可锻铸铁KTZ450-064502706150~200KTZ550-045503404180~230KTZ650-026504302210~260KTZ700-027005302240~290牌号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、低压阀门等。可锻铸铁管件生产周期长，工艺复杂，成本较高，已部分地被球墨铸铁所代替。典型用途石墨呈球形的灰口铸铁。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。硅铁硅钙稀土镁为避免白口，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。三、球墨铸铁牌号意义例如QT400-15，QT为球铁代号，400表示抗拉强度不低于400MPa，15表示伸长率不低于15%。牌号基体组织力学性能σb（MPa）σs（MPa）δ（%）硬度HBS不小于QT400-18F40025018130~180QT400-15F40025015130~180QT450-10F45031010160~210QT500-7F+P5003207170~230QT600-3P+F6003703190~270QT700-2P7004202225~305QT800-2P或回火组织8004802245~335QT900-2B或回火马氏体9006002280~360铁素体球墨铸铁(F+G)珠光体球墨铸铁(P+G)铁素体加珠光体球墨铸铁(F+P+G)组织球状G+金属基体（F，F+P，P，S回，B下等）。球状G孤立分布，理想的是“小、匀、圆、适量”。强度是碳钢的70~90%。具有灰铸铁的优点：良好的铸造性、耐磨性、可切削加工性及低的缺口敏感性等，又具有与中碳钢相媲美的力学性能。球状石墨对基体的割裂作用小！性能球墨铸铁的热处理特点共析转变不是在恒定的温度下进行，而是在一个较宽的温度范围内进行改变热处理T和t不同比例的F和P基体组织较大幅度地调整铸铁的力学性能奥氏体含C量可在较宽范围内变化石墨是C的“仓库”，既可在高温时输出给奥氏体，也可在冷却时容纳奥氏体中析出的CG参与相变，但一般不能改变G形状与分布一般热处理工艺方法基本上可采用典型用途铸铁曲轴连杆替代部分铸钢、锻钢件承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等。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蠕墨铸铁中的石墨珠光体基体铁素体基体蠕墨铸铁的组织蠕墨铸铁的力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。并且具有优良的抗热疲劳性能。它的铸造性能和减振性能都比球铁为优。灰铸铁灰铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁的性能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。玻璃模具制动鼓蠕墨铸铁用途探究总结分类（碳存在形式）含义牌号用途渗碳体白口铸铁石墨灰铸铁可锻铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁渗碳体+石墨麻口铸铁作业完成习题册