3-2-2 铸铁（课件）《机械基础》同步精品课堂（高教版·第三版）

3-2-2 机械工程材料-钢铁材料-铸铁 机械基础 同步精品课堂 高等教育出版社（第三版） 1 铸铁概述 铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁基合金。 1）常用铸铁：Wc=2.5%-4.0%， Wsi=1.0%-3.0%，WMn=0.4%-1.4%， Wp=0.1%-0.5%，Ws=0.02%-0.20%。 2）合金铸铁：为了提高铸铁的力学性能或获得某种特殊性能而加入Cr、Mo、V、Cu、Al等元素。 铸铁概述 ⑵ 耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。 ⑶ 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。 ⑷ 铸造性能好。由于铸铁硅含量高, 成分接近于共晶. ⑸ 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。 铸铁的性能特点： ⑴力学性能低。由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，且易导致应力集中。 铸铁与铸钢的强度比较 铸铁概述 铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉等优点，因而是应用最广泛的材料之一。 例如，机床床身、内燃机的汽缸体、缸套、活塞环及轴瓦、曲轴等都可用铸铁制造.但强度、塑性及韧性较差，所以铸铁不能通过锻造、轧制、拉丝等方法加工成形。 铸铁曲轴 机床床身 铸铁概述 一、铸铁的种类 1、白口铸铁：碳主要以游离碳化铁形式出现的铸铁，断口呈银白色。 2、灰铸铁：碳主要以片状石墨形式析出的铸铁，断口呈灰色。 灰铸铁垫圈 抗磨白口铸铁 铸铁概述 3、可锻铸铁：白口铸铁通过石墨化或氧化脱碳退火处理，改变其金相组织或成分而获得的有较高韧性的铸铁。 4、球墨铸铁：铁液经过球化处理而不是在凝固后经过热处理，使石墨大部分或全部呈球状，有时少量为团絮状的铸铁。 球墨铸铁井盖 可锻铸铁石墨化退火 铸铁概述 5、蠕墨铸铁：金相组织中石墨形态主要为蠕虫状的铸铁。 蠕墨铸铁汽缸盖 6、麻口铸铁：又称麻口铁，碳部分以游离碳化铁形式析出，部分以石墨形式析出,是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状 。由于麻口铸铁性能不好，故极少应用。 铁素体灰铸铁 珠光体灰铸铁 铁素体加珠光体灰铸铁 石墨片的三维形貌 灰 铸铁 的显 微组 织 常用铸铁 常用铸铁 铸铁的性能 1、力学性能低：由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，且易导致应力集中，强度、塑性、韧性较差，不易锻造。当G存在的状态一定时，铁素体灰铸铁具有较高的塑性，但强度、硬度和耐磨性较低；珠光体灰铸铁的强度和耐磨性较高，但塑性较低；铁素体-珠光体灰铸铁的力学性能则介于上述两类灰铸铁之间。 2、优良的铸造性能：灰铸铁碳的质量分数高，熔点低，铁水流动性好，凝固收缩小。 3、良好的吸振性：铸铁中的石墨对振动可以起到缓冲作用。 常用铸铁 5、良好的减摩性：G本身有润滑作用，以及从铸铁表面脱落后留下的孔洞具有储存润滑油的能力 6、良好的切削加工性：G可起着润滑、减摩和断屑作用。 7、焊接性能差：易形成高碳M（硬，脆），造成裂纹。 4、较低的缺口敏感性（缺口敏感性，是指衡量金属性能的一个指标。表示金属材料由于存在缺口（切口、尖角、沟槽、横孔等截面急剧变化之处）所引起的局部应力集中导致其名义“强度”降低的程度）：几乎不具有敏感性。 注意：灰铸铁在承受压应力时，由于石墨不会缩小有效承载面积和不产生缺口应力集中现象，故灰铸铁的抗压强度与钢相似。 灰铸铁 （三）灰铸铁的牌号及用途         铸铁类别 牌号 力学性能 应用 σb /MPa ≥ HBW 铁素体 灰铸铁 HT100 100 143～229 适用于载荷小、对摩擦和磨损无特殊要求的不重要铸件，如防护罩、盖、油盘、手轮、支架、底板、重锤、小手柄等 铁素体—珠光体灰铸铁 HT150 150 163 ～229 承受中等载荷的铸件，如机座、支架、箱体、刀架、床身、轴承座、工作台、带轮、端盖、泵体、阀体、管路、飞轮、电机座等 珠光体 灰铸铁 HT200 200 147 ～ 241 承受较大应力和重要的零件，如气缸体、齿轮、机座、床身、活塞、齿轮箱、油缸等 HT250 250   150～225 孕育 铸铁 HT300 300 187 ～ 225 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、气缸体等 HT350 350 197 ～269 灰铸铁 大型柴油机汽缸体HT300 重型机床床身(HT250) 变速箱体 汽缸套 灰铸铁应用 球墨铸铁 （二）球墨铸铁的牌号及用途 球墨铸铁牌号用“QT”标明，其后两组数值表示最低抗拉强度极限和最低伸长率。 牌号 基体 应 用 举 例 QT400-15 铁素体 阀体，汽车、内燃机车零件，机床零件，减速器壳 QT450-10 QT500-7 铁素体+珠光体 机油泵齿轮、机车、车辆轴瓦 柴油机、汽油机曲轴；气缸体、气缸套，活塞环 QT700-2 珠光体 QT800-2 QT900-2 下贝氏体 汽车、拖拉机减速齿轮 蠕墨铸铁 一、蠕墨铸铁的化学成分、显微组织和性能 1、化学成分：其原铁液一般属于含高碳硅的共晶或过共晶化学成分。 2、显微组织：石墨呈短小的蠕虫状，其形状介于片状石墨和球状石墨之间。 蠕 墨 铸 铁 中 的 石 墨 蠕墨铸铁的组织特征： 基体（F、F+P、P） —蠕虫状G 蠕墨铸铁中的石墨 珠光体基体 铁素体基体 蠕墨铸铁的显微组织 蠕墨铸铁 蠕墨铸铁用途 蠕墨铸铁具有许多的力学性能以及优良的铸造性能，常用于制造承受热循环载荷的零件、要求组织致密、强度要求高、形状复杂的大型铸件。如机床的立柱、柴油机汽缸、汽缸盖、排气管、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。 气缸盖 机床立柱 可锻铸铁 (二）可锻铸铁的牌号及用途 KT X-Y KT：“可铁”两字汉语拼音的第一个字母； H：表示“黑心”(即铁素体基体）； Z ： 表示珠 光体基体。 X：最低抗拉强度（σb ） Y：最低伸长率（δ） 类 型   牌 号 抗拉 强度 b MPa 延伸率 % 硬度 HB   应用举例 铁 素 体 基体 KTH300-06 300 6 ≤150 汽车、拖拉机的后桥外壳、转向机构、弹簧钢板支座等，低压阀门，管接头，扳手，铁道扣板和农具等 KTH330-08 330 8 KTH350-10 350 10 KTH370-12 370 12 珠光体基 KTZ550-04 550 4 180-230 曲轴、连杆、齿轮、凸轮轴、摇臂、活塞环 KTZ700-02 700 3 240-290 可锻铸铁 可锻铸铁的牌号、力学性能及用途 感谢观看 $$