6.2球墨铸铁及其应用(课件）--2022-2023学年高二劳动版《金属材料及热处理（第三版）》

02 球墨铸铁及其应用 球墨铸铁的组织是在基体组织上分布着一些球状石墨。按其基体组织不同，球墨铸铁可分为铁素体球墨铸铁、铁素体—珠光体球墨铸铁和珠光体球墨铸铁三种，图6-5 所示为球墨铸铁的显微组织。 任务二　球墨铸铁及其应用 一、球墨铸铁的组织与性能 球墨铸铁的牌号是由“QT”（“球铁”两字的汉语拼音首字母）加两组数字组成，两组数字分别表示最低抗拉强度和最低断后伸长率。如QT400-18 表示最低抗拉强度为400 MPa、最低断后伸长率为18% 的球墨铸铁，QT700-2 表示最低抗拉强度为700 MPa、最低断后伸长率为2% 的球墨铸铁。 由于球墨铸铁具有良好的力学性能和工艺性能，并能通过热处理进一步提高其力学性能，因此可用于制造负荷较大、受力较复杂的零件，甚至能代替钢制造某些重要零件，如柴油机曲轴、连杆、齿轮、机床主轴等。 任务二　球墨铸铁及其应用 二、球墨铸铁的牌号及用途 球墨铸铁的牌号、力学性能及用途见表6-2。 任务二　球墨铸铁及其应用 由于球墨铸铁对基体的割裂作用小，所以通过热处理改变球墨铸铁的基体组织对提高其力学性能有重要作用。常用的热处理方法有以下几种： 1．退火 退火的主要目的是得到铁素体基体的球墨铸铁，以提高球墨铸铁的塑性和韧性，改善切削加工性能，消除内应力。 2．正火 正火的目的是得到珠光体基体的球墨铸铁，从而提高其强度和耐磨性。 任务二　球墨铸铁及其应用 三、球墨铸铁的热处理方法 3．调质 调质的目的是获得回火索氏体基体的球墨铸铁，从而获得良好的综合力学性能。 4．等温淬火 等温淬火是为了得到下贝氏体基体的球墨铸铁，从而获得高强度、高硬度、高韧性的 综合性能。一般用于要求综合力学性能较好，而外形又较复杂，热处理容易变形和开裂的零件，如凸轮轴、齿轮、滚动轴承套等。 此外，为提高球墨铸铁件的表面硬度和耐磨性，还可以采用表面淬火、氮化、渗硼等工艺。总之，钢的热处理工艺对于球墨铸铁基本上都适用。 任务二　球墨铸铁及其应用 可锻铸铁、蠕墨铸铁与合金铸铁 1．可锻铸铁 可锻铸铁是白口铸铁通过石墨化退火，使渗碳体分解而获得团絮状石墨的铸铁。由于石墨呈团絮状，减轻了对基体的割裂作用和应力集中，因而与灰铸铁相比，其强度、塑性和韧性也有明显的提高。因其具有一定的塑性变形能力故得名可锻铸铁，实际上可锻铸铁并不能锻造。 任务二　球墨铸铁及其应用 （1）可锻铸铁的组织与性能 可锻铸铁的生产过程包括两个步骤：首先铸造白口铸铁件，然后进行长时间的石墨化退火，使渗碳体在退火时发生分解，呈团絮状析出。根据白口铸铁件退火工艺的不同，可形成铁素体基体的可锻铸铁和珠光体基体的可锻铸铁，其中铁素体基体的可锻铸铁又称为黑心可锻铸铁。 任务二　球墨铸铁及其应用 （2）可锻铸铁的牌号及用途 可锻铸铁的牌号由“KT”（“可铁”两字的汉语拼音首字母）及其后的“H”（表示黑心可锻铸铁）或“Z”（表示珠光体可锻铸铁），再加上两组数字组成，两组数字分别表示最低抗拉强度和最低断后伸长率。 可锻铸铁具有铁液处理简单、质量稳定、容易组织流水生产、低温韧性好等优点，广泛应用于汽车、拖拉机制造等行业，常用来制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁、中（小）型零件，甚至可以用来铸造质量仅数十克或壁厚在2 mm 以下的铸件。黑心可锻铸铁可用于制造水管弯头、三通管件、低压阀门、扳手、农具（犁刀、犁柱等）、汽车后桥壳、轮壳等；珠光体可锻铸铁可用于制造载荷较高的耐磨零件，如曲轴、连杆、齿轮等。 任务二　球墨铸铁及其应用 2．蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是近代发展起来的一种新型铸铁。它是在高碳、低硫、低磷的铁液中加入蠕化剂（镁钛合金、稀土镁钛合金等），经蠕化处理后使石墨变为短蠕虫状的高强度铸铁。蠕虫状石墨介于片状石墨和球状石墨之间，其性能也介于优质灰铸铁和球墨铸铁之间。抗拉强度和疲劳强度相当于铁素体球墨铸铁，减振性、导热性、耐磨性、切削加工性和铸造性能近似于灰铸铁。 蠕墨铸铁的力学性能主要应用于制造承受循环载荷、要求组织致密、强度要求较高、形状复杂的零件，如气缸盖、进排气管、液压件和钢锭模等。 蠕墨铸铁的牌号由“RuT”（“蠕铁”两字的汉语拼音字母简写）加一组数字（最低抗拉强度）组成。例如，RuT 420 表示最低抗拉强度为420 MPa 的蠕墨铸铁。 任务二　球墨铸铁及其应用 3．合金铸铁 为满足不同要求，通过加入各种合金元素形成的具有特殊性能的铸铁称为合金铸铁。主要有加入Cu、Si、Mn、Mo、P、Ti、V、Cr 等元素的耐磨铸铁；加入Si、Al 或Cr 等元素，使铸铁表面形成一层SiO2、Al2O3 或Cr2O3 等氧化膜，防止高温氧化的耐热铸铁；加入Si、Al、Cr、Ni、Cu 等元素的耐蚀铸铁等。 任务二　球墨铸铁及其应用 任务二　球墨铸铁及其应用 1．为什么球墨铸铁的强度和韧性要比