铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。

含碳量在2%以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含碳量为2.5%~3.5%。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有1%~3%的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。铸铁可分为:

①灰口铸铁。含碳量较高(2.7%~4.0%)，碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。熔点低(1145~1250℃)，凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。由于片状石墨存在，故耐磨性好。铸造性能和切削加工较好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。其牌号以"HT"后面附两组数字。例如:HT20-40(***数字表示***抗拉强度，***组数字表示***抗弯强度)。

②白口铸铁。碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。

③可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧铁。其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。

④球墨铸铁。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。碳全部或大部分以自由状态的球状石墨存在，断口成银灰色。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。其牌号以"QT"后面附两组数字表示，例如:QT45-5(***组数字表示***抗拉强度，***组数字表示***延伸率)。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。

⑤蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的零部件。

⑥合金铸铁件。普通铸铁加入适量合金元素(如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等)获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。

结构分类

折叠分类

展开

折叠灰铸铁

灰铸铁的组织与性能

Wc=2.5%~3.6%

1、灰铸铁的组织

(1)铁素体灰铸铁--石墨化过程充分进行;

(2)铁素体珠光体灰铸铁--***、二阶段石墨化过程充分进行，第三阶段石墨化过程部分进行;

(3)珠光体灰珠铁--***、二阶段石墨化过程充分进行，第三阶段石墨化过程完全没有进行;

2、灰铸铁的性能

1)灰铸铁的性能主要取决于基体的性能和石墨的数量、形状、大小、分布状况。其中以细晶粒的珠光体基体和细片状石墨组成的灰铸铁的性能***，应用范围***。

2)灰铸铁的抗拉强度和塑性大大高于具有相同基体的钢，但石墨片对灰铸铁的抗压强度影响不大，所以灰铸铁广泛用作承受压载荷的零件，如机座、轴承座等。

3)灰铸铁具有良好的铸造性能、切削加工性能，而且石墨的存在可以起到减磨、减震作用。

变质处理(孕育处理)--孕育铸铁

1、变质处理:浇注前向铁液中加入变质剂，促进晶粒细化。

常用变质剂为含硅75%的硅铁，加入量一般为铁液重量的0.4%左右。

2、性能:孕育铸铁的强度有很大提高，并且塑性、韧性也有所提高。

灰铸铁的热处理

灰铸铁的热处理仅能改变其基体组织，改变不了石墨形态，因此，热处理不能明显改变灰铸铁的力学性能，并且灰铸铁的低塑性又使快速冷却的热处理方法难以实施，所以灰铸铁的热处理受大一定的局限性。其热处理主要用于消除应力和改善切削加工性能等。

1、消除内应力退火(时效处理)--低温退火。将铸件置于100~200℃的炉中，缓慢升温至500~600℃，保温4~8h缓冷。

2、改善切削性能的退火--高温退火，降低硬度将铸件加热至850~900℃，保温2~5h，缓冷至400~500℃出炉空冷。

3、表面淬火--提高硬度和耐磨性

灰铸铁的牌号及用途

1、共六个牌号:HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350

1、化学成分:Wc=2.4%~2.8%

2、制造方法:可锻铸铁是一定成分的白口铸铁经长时间石墨化退火而得到的具有团絮状结果的石墨的铸铁。

3、石墨化退火工艺:900~1000℃保温15 h后随炉缓慢冷却至650℃以下出炉空冷，可得到F基体的可锻铸铁。

折叠球墨铸铁

球墨铸铁的主要成分

--与灰铸铁相比，主要特点是高C、高Si、低S。

球墨铸铁的显微组织

--基体+球状石墨。基体有F、P、F+P、B下四种。

球墨铸铁组织示意图，如图所示:

球墨铸铁的生产方法

--对铁液进行球化处理和孕育处理而得到。

球墨铸铁的性能

--球状石墨对基体的割裂作用影响最小，因而具有很高的强度、良好的韧性、塑性和切削加工性。

球墨铸铁牌号的表示方法

球墨铸铁的热处理

(1)退火--目的是为了获得铁素体基体组织和 消除铸造应力;

(2)正火--目的是为了获得P或P+F基体，细化组织、提高强度和耐磨性;

(3)调质--为了得到良好的综合力学性能;

(4)等温淬火--为了获得B下基体的球墨铸铁。

折叠可锻铸铁

化学成分

Wc=2.4%~2.8%

制造方法

可锻铸铁是一定成分的白口铸铁经长时间石墨化退火而得到的具有团絮状石墨的铸铁。

石墨化退火工艺

900~1000℃保温15 h后随炉缓冷至650℃以下出炉空冷，可得到F基体的可锻铸铁。

可锻铸铁的种类

1)铁素体可锻铸铁(黑心可锻铸铁)--较高的塑性和韧性;

2)珠光体可锻铸铁--较高强度、硬度和耐磨性。

可锻铸铁的性能

团絮状石墨大大减轻了石墨对基体金属的割裂作用及应力集中现象，所以可锻铸铁的强度比灰铸铁高，塑性韧性也有很大提高。

应用范围

但由于退火周期长，工艺复杂，成本高，只适 用于大批量生产薄壁零件。

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