1.2.1黑色金属材料（课件）-《金属加工与实训》同步教学（汕头大学出版社）

模块一 金属材料与热处理基础 目录 01 02 03 金属材料的机械性能 钢的热处理 常用金属材料 02 常用金属材料 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 　　金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称；合金常指两种或两种以上的金属或金属与非金属结合而成，且具有金属特性的材料。金属材料具有许多优良的综合性能，如物理性能、化学性能、力学性能、工艺性能等。 　　金属材料种类繁多，习惯分成黑色金属、有色金属两大类。 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 　　黑色金属根据其元素组成和性能特点分为三大类，即铸铁、碳素钢及合金钢 铸铁 　　铸铁是在凝固过程中经历共晶转变，用于生产铸件的含碳质量分数大于2.11%的铁碳合金 　　铸铁的主要成分是Fe、C、Si，一般铸铁的含碳质量分数为2.5%～4.0%，含硅质量分数为0.8%～3.0% 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 　　碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素 　　碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在 　　铸铁有良好的铸造性、耐磨性、减摩性、减振性、切削加工性等性能，且制造容易、价格便宜，在工业生产上应用广泛。但铸铁的塑性、韧性差，只能用铸造工艺方法成形零件，而不能用压力加工方法成形零件。 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 铸铁的分类 白口铸铁 　　组织中完全没有或几乎没有石墨的一种铁碳合金，碳是以渗碳体的形式存在，其断口呈白亮色，硬而脆，不能进行切削加工，很少在工业上直接用来制作机械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又称激冷铸铁或冷硬铸铁。 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 灰口铸铁 　　碳大部分或全部以自由状态的石墨形式存在，其断口呈暗灰色，有一定的力学性能和良好的被切削性能； 　　根据石墨状态，又分为灰铸铁（片状石墨）、球墨铸铁（球状石墨）、可锻铸铁（团絮状石墨）、蠕墨铸铁（蠕虫状石墨）等 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 麻口铸铁 　　介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，碳同时以渗碳体、石墨的形式存在，其断口呈灰白相间的麻点状，性能不好 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 铸铁的分类 普通铸铁 　　不含任何合金元素的铸铁，如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等。 合金铸铁 　　在普通铸铁内加入一些合金元素，如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、钛、锑、锡等，用以提高某些特殊性能而配制的一种高级铸铁 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 　　根据合金元素的加入量，分为低合金铸铁（合金元素含量<3%）、中合金铸铁（合金元素含量为>10%）。 　　常用的合金铸铁有耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 铸铁的分类 　　普通灰铸铁 　　普通生产方法得到 　　孕育铸铁 　　在生产铸铁的过程中加入孕育剂，以使石墨以特殊的形态存在 　　有球墨铸铁（球状石墨）、可锻铸铁（团絮状石墨）、蠕墨铸铁（蠕虫状石墨） 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 灰铸铁 组织 　　由碳钢基体（铁素体、铁素体-珠光体、珠光体）和片状石墨组成； 性能 　　取决于基体组织以及石墨的形态、数量、大小和分布 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 　　灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性比钢低很多；灰铸铁的抗压强度和硬度与相同基体的钢相似 　　灰铸铁具有良好的减振性、减摩性，低的缺口敏感性，优良的铸造性和切削加工性 牌号 　　HT+数字（最低抗拉强度），如HT300 　　灰铸铁划分为八个牌号 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 灰铸铁 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 球墨铸铁 组织 　　由碳钢基体（铁素体、铁素体-珠光体、珠光体、贝氏体）和球状石墨组成的 性能 　　强度与钢接近，屈强比比钢高，塑性、韧性比灰铸铁强，比钢差； 　　较好的减振性、减摩性，低的缺口敏感性，优良的铸造性、切削加工性等； 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 　　但球墨铸铁存在收缩率较大、白口倾向大、流动性稍差等缺陷，故它对原材料和熔炼、铸造工艺的要求比灰铸铁高 牌号 　　QT+数字（最低抗拉强度）+最低伸长率，如QT600-3 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 球墨铸铁划分为十四个牌号 热处理 　　球墨铸铁热处理时，要求加热温度略高，保温时间稍长，加热及冷却速度相应减慢 项目二 2.1 黑色金属材料 2.2 有色金属 材料 热处理 　　只能改变灰铸铁的基体组织，而不能改变石墨的形状、数量、大小和分布 　　目的是消除应