铸铁（课件）-高二《汽车机械基础》同步教学（北理工版）

2023-06-28

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内容正文：

《汽车机械基础》铸铁铸铁是含碳量大于2.11%（一般为2.5%～ 4%）的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主要组成元素，并比碳钢含有更多的锰、硫、磷等杂质的多元合金。有时为了提高铸铁的力学性能或物理、化学性能，还可加入一定量的合金元素，得到合金铸铁。下一页返回铸铁具有良好的铸造性能、切削加工性、耐磨性、减震性，且价格低廉。因此，在汽车制造业中，铸铁应用广泛。虽然铸铁的强度、塑性比钢差，但仍然是工业生产中最重要的金属材料之一，特别是经过球化和孕育处理后，铸铁的力学性能不亚于结构钢，可取代碳钢、合金钢制造一些重要的结构零件，如曲轴、连杆、齿轮等。一些力学性能要求不高、形状复杂、锻造困难的零件如缸体、缸盖、后桥壳等可全部由铸铁制造。下一页返回下一页返回上一页铸铁的含碳量很高，碳在铸铁中有两种存在状态：一种是化合状态—渗碳体Ｆｅ3C ；一种是游离状态—石墨。根据碳在铸铁中的存在形式和形态的不同，铸铁一般分为白口铸铁、麻口铸铁、灰口铸铁三类，下文重点介绍灰口铸铁。根据石墨形态不同，铸铁可分为可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁等；根据铸铁中加入的不同合金元素，可分为不同性能的合金铸铁，如耐热铸铁、耐蚀铸铁、耐磨铸铁等。一、灰口铸铁 1.灰口铸铁的性能灰口铸铁的组织是由片状石墨和金属基体组成。由于石墨的强度和塑性几乎为零，因此，石墨的存在就像在钢的基体上分布着许多细小的裂缝，破坏了基体组织的连续性。由于片状石墨对金属基体的割裂作用和应力集中现象，灰口铸铁抗拉强度、塑性和韧性很差。片状石墨虽然降低了灰口铸铁的力学性能，但却使灰口铸铁获得了许多优良性能。如良好的铸造性能和切削加工性、良好的减震性、较低的缺口敏感性、较高的耐磨性和良好的抗压性能。下一页返回上一页下一页返回上一页 2.灰口铸铁的孕育处理所谓孕育处理（或称变质处理）就是在浇铸前往铁水中投入少量硅铁、硅钙合金等作孕育剂，使铁水内产生大量均匀分布的晶核，使石墨和基体组织得到细化。经孕育处理后的灰口铸铁叫作孕育铸铁。孕育铸铁具有较高的强度和硬度，可用来制造机械性能要求较高的铸件，如汽缸、曲轴、凸轮、机床床身等，尤其是截面尺寸变化较大的铸件。 3.灰口铸铁的牌号和应用灰口铸铁的牌号用“ 灰铁” 二字汉语拼音的第一个大写字母“ ＨＴ ” 和一组数字表示，数字表示最低抗拉强度数值（单位为ＭＰａ）。如ＨＴ１５０表示最小抗拉强度为１５０ＭＰａ的灰口铸铁。其应用见表４。二、可锻铸铁 1.可锻铸铁的性能可锻铸铁中石墨呈团絮状存在，由于可锻铸铁中的石墨呈团絮状，对基体组织的割裂作用较小，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，其中铁素体可锻铸铁（又称黑心可锻铸铁）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。下一页返回上一页下一页返回上一页 2.可锻铸铁的牌号和应用可锻铸铁的牌号由三个字母加两组数字组成。前两个字母“ ＫＴ ” 为“ 可铁” 两字汉语拼音的第一个字母，第三个字母代表可锻铸铁的类别。后面两组数字分别表示最低抗拉强度和最低伸长率。如ＫＴＨ３００－０６表示黑心可锻铸铁，其最低抗拉强度为３００ＭＰａ，最低伸长率为６％。ＫＴＺ４５０－０６表示珠光体可锻铸铁，其最低抗拉强度为４５０ＭＰａ，最低伸长率为６％。其应用见表５. 下一页返回上一页三、球墨铸铁球墨铸铁是在铁水浇注前加入球化剂（如镁或稀土镁合金）和孕育剂（硅铁、硅钙合金），使石墨呈球状分布。 1.球墨铸铁的性能球墨铸铁的化学成分一般为：ＷＣ３. ６％~3.9% ，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，球墨铸铁与灰口铸铁相比，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，它还具有灰口铸铁的减震性、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。下一页返回上一页下一页返回上一页 2.球墨铸铁的牌号和应用球墨铸铁牌号由“ 球铁” 两字的汉语拼音的第一个字母“ ＱＴ ” 及两组数值组成

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