中职高一高教版《机械基础》4.1铸铁课件

铸 铁 铸 铁 铸铁是历史上使用的较早的材料，也是最便宜的 金属之一，应用及其广泛。如：汽车发动机中， 铸铁材料达重量的80%左右。 兴隆双镰范 汽车发动机 铸 铁 铸铁：含碳量在2.11%以上的铁碳合金。 铸铁成形制成零件毛坯只能用铸造的方法，不能用锻造或轧制的方法。 种类：灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁 白口铸铁（断口呈现白色），碳的主要存在形式为化合物，如渗碳体；又称生铁。 灰口铸铁（断口呈现黑灰色），碳的主要存在形式是碳的单质，即游离态的石墨。 麻口铸铁，介于白口铸铁和灰口铸铁之间，其中的碳既有游离石墨又有渗碳体。 铸铁的分类 铸铁的分类 按照铸铁内石墨的形态和组织性能，可分为： 1）灰铸铁 碳主要以片状石墨形式出现的铸铁； 2）可锻铸铁：碳主要以团絮状石墨形式出现的铸铁； 3）球墨铸铁 碳主要以球状石墨形式出现的铸铁； 4）蠕墨铸铁 碳主要以蠕虫状石墨形式出现的铸铁。 铸铁的石墨化 铸铁中石墨的形成过程称为铸铁的石墨化。影响铸铁石墨化的因素较多，其中化学成分和冷却速度是影响石墨化的主要因素。 1．化学成分的影响 碳和硅都是强烈促进石墨化的元素碳和硅都是强烈促进石墨化的元素；磷也是促进石墨化的元素，但其作用较弱；硫是强烈阻碍石墨化的元素 2．冷却速度的影响 冷却速度快，铸铁容易产生白口铸铁组织； 冷却速度慢，碳原子扩散充分，有利于石墨化过程充分进行，铸铁容易获得灰口铸铁组织。 灰铸铁 灰铸铁的化学成分、组织和性能 (1)化学成分 灰铸铁的化学成分一般为：Wc=2.5%～ 4.0%，WSi=1.0%～ 2.5%，WMn=O.5%～1.4%，Ws≤O.15%，Wp≤0.3%。 (2)组织 由于石墨化程度的不同，灰铸铁的组织有三种类型：铁素体(F)+片状石墨(G)；铁素体(F)—珠光体(P)+片状石墨(G)；珠光体(P)+片状石墨(G)。 灰铸铁的性能 力学性能 石墨虽然降低了灰铸铁的力学性能，但却使灰铸铁获得了许多钢所不及的优良性能 优良的性能： ①良好的铸造性能 ②良好的减震性 ③较低的缺口敏感性 ④良好的切削加工性 ⑤良好的减摩性 ⑥良好的抗压性能 灰铸铁 类 别 牌号 用 途 举 例 铁素体 灰铸铁 HTl00 低载荷和不重要零件，如盖、外罩、手轮、支架等 铁索体—珠光体灰铸铁 HT150 承受中等应力的零件，如底座、床身、工作台、阀体、管路附件及一般工作条件要求的零件 珠光体 灰铸铁 HT200 承受较大应力和较重要的零件，如汽缸体、齿轮、机座、床身、活塞、齿轮箱、油缸等 HT250 孕育铸铁 HT300 床身导轨，车床、冲床等受力较大的床身、机座、主轴箱、卡盘、齿轮等，高压油缸、泵体、阀体、衬套、凸轮，大型发动机的曲轴、汽缸体、汽缸盖等 HT350 可锻铸铁 可锻铸铁俗称玛钢、马铁。蠕墨铸铁的生产过程是：首先浇注成白口铸铁件，然后经可锻化退火（可锻化退火使渗碳体分解为团絮状石墨）而获得可锻铸铁件。 可锻铸铁 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。 可锻铸铁 类 别 牌号 应用举例 黑心可 锻铸铁 KTH300-06 KTH330-08 KTH350—10 KTH370—12 汽车、拖拉机的后桥外壳、转向机构、弹簧钢板支座等，机床上用的扳手，低压阀门，管接头，铁道扣板和农具等 珠光体 可锻铸铁 KTZ550-04 KTZ700-02 曲轴，连杆，齿轮，凸轮轴，播臂，活塞环等 球墨铸铁 球墨铸铁 是20世纪50年代发展起来的一种新型铸铁，它是经过球化处理后得到的。球化处理的方法是在铁液出炉后、浇注前加入一定量的球化剂(稀土镁合金等)和孕育剂，使石墨呈球状析出。 铁素体球墨铸铁显微组织 球墨铸铁 性能 球墨铸铁的力学性能与基体的类型以及球状石墨的大小、形状及分布状况有关。由于球状石墨对基体的割裂作用最小，又无应力集中作用，球墨铸铁基体的强度、塑性和韧性可以充分发挥，所以，球墨铸铁与灰铸铁相比，有高的强度和良好的塑性与韧性。它的某些性能可以与钢相媲美，如屈服点比碳素结构钢高，疲劳强度接近中碳钢。同时，它还具有灰铸铁的减震性、减磨性和小的缺口敏感性等优良性能。球墨铸铁中的石墨球的圆整度越好，球径越小，分布越均匀，则球墨铸铁的力学性能就越好。 球墨铸铁 基体类型 牌号 用途举例 铁素体球墨铸铁 QT400-15 QT400-10 阀体，汽车、内燃机车零件，机床零件，减谴器壳 铁素体+珠光体球墨铸铁 QT500-7 机