✬定义:根据Fe-Fe3C合金相图,C>2.11%的铁碳合金。铸铁产量占全部铸件产量的75-80%。
✬特点:含较高的C和Si元素,和一定量的Mn、P、S等杂质元素。
✬成分:2.5-4.0%C, 1.0-3.0%Si, 0.5-1.4%Mn, 0.01-0.5%P, 0.02-0.20%S。
✬组织:C,Si含量较高,C大部分、甚至全部以游离状态石墨(G)形式存在。
✬缺点:强度、塑性以及韧性较差,不能锻造。
✬优点:具有良好的铸造性,高的减摩性,切削加工性和低的缺口敏感性,价廉。
✬分类:按铸铁的断口特征分类为:灰口铸铁、白口铸铁、麻口铸铁。
按铸铁的石墨形态分类为:灰铸铁(石墨呈片状)、蠕墨铸铁(石墨呈蠕虫状)、球墨铸铁(石墨呈球状)、可锻铸铁(石墨呈团絮状)。
✬定义:铸铁中的C以石墨的形式析出的过程。石墨是C的一种结晶形态,具有六方晶格。
✬影响石墨化因素:
化学成分:促进石墨化的元素,Al,C,Si,Ti,Ni,P,Co,Zr,主要是C,Si,碳当量控制在4%左右,接近共晶点;中性元素,Nb;阻碍石墨化的元素,W,Mn,S,Cr,V,Fe,Mg,Ce,B,主要是S,需严格控制S含量。
冷却速度:缓慢冷却利于石墨化进行。
①灰口铸铁
✭石墨形态:石墨呈片状分布
✭分类:分为普通灰口铸铁与孕育铸铁
✭牌号:HT(灰铁)+三位数字(抗拉强度)。HT100为铁素体;HT150为铁素体+珠光体;HT200、HT250为珠光体;HT250、HT300、HT350为孕育铸铁。
✭成分:2.5-3.6%C, 1.1-2.5%Si, 0.6-1.2%Mn, 少量P、S。
✭组织:石墨呈片状。按基体分为铁素体、铁素体+珠光体、珠光体,分别使用低、中、高载荷。
✭缺点:片状石墨存在,缝隙大空洞多,抗拉强度、塑性及韧性低。
✭优点:铁水流动性好;凝固收缩小;缺口敏感小;切削加工性好;有减摩及消震作用。
✭热处理:只能改变基体,不能改变石墨的形态和分布,强化效果不如钢和球墨铸铁。
✭用途:常用于动载荷较小,静力强度要求较高的重要铸件,如机床床身、发动机缸体等。
②可锻铸铁。俗称玛钢、马铁。
✭石墨形态:由白口铸铁经石墨化退火使渗碳体分解为团絮状石墨。
✭分类:黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁、白心可锻铸铁。
✭注意:可锻铸铁不能进行锻造处理。
✭牌号:KT(可铁)+H、Z、B(黑心、珠光体、白心)+三位数字(抗拉强度)+两位数字(伸长率)
✭成分:2.4-2.8%C, 0.8-1.4%Si, 0.3-0.6%Mn。
✭组织:石墨呈团絮状,基体分为铁素体、珠光体。
✭用途:强度高于灰铸铁,韧性接近铸钢,铸造性能又优于铸钢,广泛用于汽车、拖拉机、农业机具及铁道零件,还用于电力线路工具、管路连接件、五金工具及家庭用具等。
③球墨铸铁
✭石墨形态:球状石墨。
✭优点:石墨的圆整度好,球径小,分布均匀,机械性能优良,广泛应用“以铸代锻,以铁代钢”。
✭球化处理:将球化剂(纯镁、稀土镁合金、硅铁)加入铁水。镁和稀土是强烈阻碍石墨化元素,需同时进行孕育处理,孕育剂选用硅铁。
✭牌号:QT(球铁)+三位数字(抗拉强度)+两位数字(伸长率)
✭成分:C, Si含量较高, Mn较低,P、S严格控制。碳当量4.5-4.7%,含碳过低球化不良,含碳过高石墨漂浮,采取高碳低硅原则。 Mn有利于形成珠光体基体。
✭热处理:石墨形态很好了,球墨铸铁的性能主要取决于基体。热处理可以调整铁素体与珠光体的比例。
✭用途:用于生产受力复杂,强度、韧性、耐磨性等要求较高的零件,如汽车、拖拉机、内燃机等的曲轴、凸轮轴,还有通用机械的中压阀门等。
④特殊性能铸铁。加入某些合金元素。
耐磨铸铁:抗磨铸铁、减摩铸铁
耐热铸铁:硅系耐热铸铁、铝系耐热铸铁、硅铝系耐热铸铁、铬系耐热铸铁
耐蚀铸铁:高硅耐蚀铸铁、高铝耐蚀铸铁、高铬耐蚀铸铁