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%~4%。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*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,*压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。
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*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*性能均匀,*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。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。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。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*发生变化,从而具有相应的耐热、*、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。
铸铁的分类:
分类方法分类名称说明
1.按断口颜色分:
(1)灰铸铁这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式在,其断口呈暗灰色,有一定的力学性能和良好的被切削性能,普遍应用于工业中
(2)白口铸铁白口铸铁是*中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金,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。于其具有很高的表面硬度和*性,又称激冷铸铁或冷硬铸铁
(3)麻口铸铁麻口铸铁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,性能不好,****少应用
2.按化学成分:
(1)普通铸铁是指不含任何合金元素的铸铁,如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等
(2)合金铸铁是在普通铸铁内加入一些合金元素,用以****某些特殊性能而配制的一种*铸铁。如各种耐蚀、耐热、*的特殊性能铸铁
3.按生产方法和*性能分:
(1)普通灰铸铁参见“灰铸铁”
(2)孕育铸铁这是在灰铸铁基础上,采用“变质处理”而成,又称变质铸铁。其强度、塑性和韧性均比一般灰铸铁好得多,*也较均匀。主要用于制造力学性能要求较高,而截面尺寸变化较大的大型铸件
(3)可锻铸铁可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成,比灰铸铁具有较高的韧性,又称韧性铸铁。它并不可以锻造,常用来制造承受冲击载荷的铸件
(4)球墨铸铁简称球铁。它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂,以****呈球状石墨结晶而获得的。它和钢相比,除塑性、韧性稍低外,其他性能均近,是兼有钢和铸铁优点的优良材料,在机械工程上应用广泛
(5)特殊性能铸铁这是一种有某些特性的铸铁,根据用途的不同,可分为*铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。大都属于合金铸铁,在机械制造上应用较广泛。
铸铁-热处理工艺:
1.消除应力退火由于铸件壁厚不均匀,在加热,冷却及相变过程中,会产生效应力和*应力:
另外大型零件在机加工之后其内部也易残存应力,所有这些内应力都必须消除。去应力退火通常的加热温度为500~550℃保温时间为2~8h,然后炉冷(灰口铁)或空冷(球铁)。采用这种工艺可消除铸件内应力的90~95%,但铸铁*不发生变化。若温度超过550℃或保温时间过长,反而会引起石墨化,使铸件强度和硬度降低。
2.消除铸铁白口的高温石墨化退火:
铸件冷却时,表层及薄截面处,往往产生白口。白口*硬而脆、加工性能差、易剥落。因此必须采用退火(或正火)的方法消除白口*。退火工艺为:加热到550-950℃保温2~5h,随后炉冷到500-550℃再出炉空冷。在高温保温期间,游高渗碳体和共晶渗碳体分解为石墨和A,在随后护冷过程中二次渗碳体和共析渗碳体也分解,发生石墨化过程。由于渗碳体的分解,导致硬度下降,从而****了切削加工性。
3.球铁的正火:
球铁正火的目的是为了获得珠光体基体*,并细化晶粒,均匀*,以****铸件的机械性能。有时正火也是球铁表面淬火在*上的准备、正火分高温正火和低温正火。高温正火温度一般不超过950~980℃,低温正火一般加热到共折温度区间820~860℃。正火之后一般还需进行四人处理,以消除正火时产生的内应力。
4.球铁的淬火及回火:
为了****球铁的机械性能,一般铸件加热到Afc1以上30~50℃(Afc1代表加热时A形成终了温度),保温后淬入油中,得到马氏体*。为了适当降低淬火后的残余应力,一般淬火后应进行回火,低温回火*为回火马氏作加残留贝氏体再加球状石墨。这种**性好,用于要求高*性,高强度的零件。中温回火温度为350-500℃回火后*为回火屈氏体加球状石墨,适用于要求*性好、具有一定效稳定性和弹性的厚件。国创公司-相关人才较多集中在钢铁英才网。高温回火温度为500-60D℃,回火后*为回火索氏作加球状石墨,具有韧性和强度结合良好的为500-60D℃,回火后*为回火索氏作加球状石墨,具有韧性和强度结合良好的综合性能,因此在生产中广泛应用。
5.球铁的多温淬火:
球铁经等温淬火后可以获得高强度,同时兼有较好的塑性和韧性。多温淬火加热温度的选择主要考虑使原始*全部A化、不残留F,同时也避免A晶粒长大。加热温度一般采用Afc1以上30~50℃,等温处理温度为0~350℃以保证获得具有综合机械性能的下贝氏体*。稀土镁铝球铁等温淬火后σb=1200~1400MPa,αk=3~3.6J/cm2,HR****7~51。但应注意等温淬火后再加一道回火工序。
6.表面淬火:
为了****某些铸件的表面硬度、*性及疲劳强度,可采用表面淬火。灰铸铁及球铁铸件均可进行表面淬火。一般采用高(中)频感应加热表面淬火和电接触表面淬火。
7.化学热处理:
对于要求表面*或****、耐腐蚀的铸件,可以采用类似于钢的化学热处理工艺,如气体软氯化、氯化、渗硼、渗硫等处理。
灰铸铁
GB中国HT100 HT150HT200 HT250 HT300 HT350
JIS日本FC100 FC150 FC200 FC250 FC300 FC350
KS韩国GC100 GC150 GC200 GC250 GC300 GC350
AWS美国NO.20NO.25NO.30 NO.35 NO.40 NO.45
NO.50 NO.55NO.60
UNS美国F11401F11701 F12101 F12801 F13101F14101
球墨铸铁
GB中国QT400-18QT400-15QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2QT800-2 QT900-2
JIS日本FCD350-22 FCD400-18 FCD400-15 FCD450-10
FCD500-7 FCD600-3 FCD700-2 FCD800-2
KS韩国GCD370 GCD400 GCD450 GCD500 GCD600 GCD700 GCD800
AWS美国60-40-18 65-45-12 80-55-06 100-70-03120-90-02
UNS美国F32800 F33100 F33800 F34800 F36200
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