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第六章钢铁材料6.6铸铁铸铁是指含碳量大于2.14%或组织中具有共晶组织的铁碳合金。实际上是以铁-碳-硅为主的多元合金。如再加入铝、铬、锰、铜等元素,则是各种特殊性能铸铁.铸铁可分为以下几类：灰口铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁，可锻铸铁，白口铸铁等上图沧州铁狮子铸于953年，重40余吨。右图当阳铁塔铸于1061年，八棱13层，塔体分段铸造中国曾发现陨铁制兵器3件,2件被盗卖至美国6.6.2影响铸铁石墨化的因素化学成分CC促进石墨化进行，含碳量越高越易石墨化，但不能太高，使石墨数量增多、粗化、性能变差。故含碳量一般为2.5%~4.0%SiSi促进石墨化进行，每增加1%的Si共晶点的含碳量相应降低1/3，保证2.5%~4.0%C的铸铁具有好的铸造性能P含量0.3%后，出现硬脆Fe3P，呈孤立、细小、均匀分布时，可提高耐磨性。若粗大连续网状分布，将降低强度，提高铸件脆性。除在耐磨铸铁中可达0.5~1.0%外，在普通铸铁中都作为杂质，通常铸铁中P含量控制在＜0.3%。Mn阻碍石墨化；Mn能与S结合生成MnS，削弱硫的有害作用。铸铁中含锰量一般在0.5~1.4%范围内，如要获得铁素体基体，含锰量应取下限。S增加白口；降低铁水流动性，恶化铸造性；形成FeS，分布晶界，使铸铁变脆。S是有害元素，其含量应尽量低，一般将S限制在0.15%以下。促进石墨化元素阻碍石墨化元素+Al、C、Si、Ni、CuW、Mn、Mo、S、Cr、Fe、Mg—冷却速度化学成分选定后，改变铸铁各阶段冷却速度，可以在很大范围内改变铸态组织。V冷越缓慢，即过冷度越小，越有利于按Fe-C状态图进行结晶和转变。对石墨化越有利。在生产中，铸件冷却速度是一个综合因素，它与浇注温度、铸型条件以及铸件壁厚均有关系。同一铸件不同壁厚处具有不同组织和性能，称之为铸件壁厚敏感效应。铸件壁厚是设计的，难以改变，对已知壁厚铸件，可调整化学成分来保证获得所需组织.6.6.3灰口铸铁的分类及性能特点灰铸铁碳量较高（为2.7%~4.0%），可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁；珠光体-铁素体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。灰铸铁牌号表示：HT+最低抗拉强度如：HT100铁素体灰铸铁是在铁素体的基体上分布着多而粗大的石墨片，其强度、硬度差，很少应用；珠光体灰铸铁是在珠光体的基体上分布着均匀、细小的石墨片，其强度、硬度相对较高，常用于制造床身、机体等重要件；珠光体-铁素体灰铸铁是在珠光体和铁素体混合的基体上，分布着较为粗大的石墨片，此种铸铁的强度、硬度尽管比前者低，但仍可满足一般机体要求，其铸造性、减震性均佳，且便于熔炼，是应用最广的灰铸铁。力学性能①灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。②灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。③良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。析出的石墨呈球形的铸铁。球状石墨对金属基体的割裂作用比片状石墨小，使铸铁的强度达到基体组织强度的70～90%，抗拉强度可达120kgf/mm2，并且具有良好的韧性。球墨铸铁除铁外的化学成分通常为：含碳量3.6～3.8%，含硅量2.0～3.0%，含锰、磷、硫总量不超过1.5%和适量的稀土、镁等球化剂。球墨铸铁牌号表示：RuT+最低抗拉强度+最小延伸率如：QT400-18化学成分蠕墨铸铁的化学成分一般为：C%=3.4%~3.6%；Si%=2.4%~3.0%；Mn%=0.4%~0.6%；S%0.06%；P%0.07%。组织特征蠕墨铸铁的石墨形态介于片状和球状石墨之间。蠕墨铸铁的石墨形态在光学显微镜下看起来像片状，但不同于灰口铸铁的是其片较短而厚、头部较圆(形似蠕虫)。所以可以认为蠕虫状石墨是一种过渡型石墨。蠕墨铸铁牌号表示：QT+最低抗拉强度力学性能蠕虫状石墨的形态介于片状与球状之间，所以蠕墨铸铁的力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，其铸造性能、减振性和导热性都优于球墨铸铁，与灰铸铁相近。可锻铸铁牌号表示：KT+最低抗拉强度+最低伸长率如：KTH-黑心可锻铸铁、KTB-白心可锻铸铁、KTZ-珠光体可锻铸铁可锻铸铁由一定化学成分的铁液浇注成白口坯件，再经退火而成的铸铁，有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。力学性能由于可锻铸铁中的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小,因此它的力学性能比灰铸铁高，塑性和韧性好，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。可锻铸铁的基体组织不同，其性能也不一样，其中黑心可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，而珠光体可锻铸铁具有较高的强度，硬度和耐磨性。