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            圖片名稱
        

      
 
          
      
            
      

      
    
      
    鑄鐵知識(shí)簡(jiǎn)介

      
    
      鑄鐵通常是指含碳量2%~4%的Fe-C-Si三元合金，且含有較多的Mn、S和P等元素。鑄鐵有良好的減振、減磨作用，良好的鑄造性能和切削加工性能，且價(jià)格低。接下來(lái)將從鑄鐵石墨化、常用鑄鐵和合金鑄鐵三個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
      


      一、鑄鐵的石墨化
      


      鑄鐵的石墨化就是鑄鐵中的碳原子析出和形成石墨的過(guò)程。一般認(rèn)為石墨可以由液體鐵水中析出，或自?shī)W氏體中析出，也可以由滲碳體分解得到。
      


      影響鑄鐵組織和性能的關(guān)鍵是碳在鑄鐵中存在的形態(tài)、大小及分布。鑄鐵的發(fā)展主要是圍繞如何改變石墨的數(shù)量、大小、形狀和分布進(jìn)行的。
      


      實(shí)驗(yàn)表明，滲碳體是一個(gè)亞穩(wěn)定相，石墨才是穩(wěn)定相。因此，描述鐵碳合金組織轉(zhuǎn)變的相圖實(shí)際有兩個(gè)，一個(gè)是Fe-Fe3C系相圖，按其結(jié)晶就得到白口鑄鐵；一個(gè)是Fe-C系相圖，按其進(jìn)行結(jié)晶就析出和形成石墨。
      


      影響鑄鐵石墨化的因素主要有兩個(gè)：
      


      1、化學(xué)成分的影響：C、Si、P可促進(jìn)石墨化，Mn和S會(huì)阻礙石墨化。
      


      2、冷卻速度的影響：鑄件冷卻速度越慢，越有利于石墨化過(guò)程的充分進(jìn)行。
      


      二、常用鑄鐵
      


      根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式及石墨的形態(tài)，可將鑄鐵分為灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和可鍛鑄鐵。前三個(gè)中的石墨都是自液體鐵水在結(jié)晶過(guò)程中得到，可鍛鑄鐵中的石墨是由白口鑄鐵加熱過(guò)程中石墨化得到。
      


      1、灰鑄鐵
      


      國(guó)標(biāo)規(guī)定，灰鑄鐵牌號(hào)由“HT”加一組數(shù)字（最低抗拉強(qiáng)度）組成。
      


      其組織是由片狀石墨和鋼的基體兩部分組成。鋼的基體包括鐵素體、鐵素體+珠光體、珠光體三種；片狀石墨對(duì)基體的割裂程度較嚴(yán)重，使基體強(qiáng)度的利用率僅有30%~50%。
      


      與普通碳鋼相比，灰鑄鐵力學(xué)性能低、耐磨性與減震性好、工藝性能好。熱處理只能改變基體組織，不能消除片狀石墨的有害作用。
      


      常用的牌號(hào)是HT150、HT200。
      


      2、球墨鑄鐵
      


      球鐵牌號(hào)由“QT”加兩組數(shù)字組成，前一組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度，后一組數(shù)字表示最低斷后伸長(zhǎng)率。
      


      球墨鑄鐵中石墨呈球狀，其對(duì)基體組織的割裂程度較灰鑄鐵進(jìn)一步減弱，基體的強(qiáng)度利用率可達(dá)70%~90%。
      


      球鐵的力學(xué)性能除與基體組織類型有關(guān)外，還決定于球狀石墨的形狀、大小和分布。石墨球越細(xì)、球的直徑越小、分布越均勻，則球鐵的力學(xué)性能越好。鐵素體為基體的球鐵強(qiáng)度較低，塑性、韌性較高；珠光體基體的球鐵強(qiáng)度高、耐磨性好，但塑性和韌性較差。
      


      球鐵兼有鋼的高強(qiáng)度和灰鑄鐵的優(yōu)良鑄造性能，常用的牌號(hào)有QT400-15、QT600-3等。
      


      3、蠕墨鑄鐵
      


      蠕鐵牌號(hào)由“RuT”加一組數(shù)字組成，數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。
      


      蠕鐵中的碳主要以蠕蟲(chóng)狀形態(tài)存在，其石墨形狀介于片狀和球狀之間，片短而厚、頭部較圓，似蠕蟲(chóng)。
      


      蠕鐵保留了灰鐵的工藝性能優(yōu)良和球鐵的力學(xué)性能優(yōu)良的共同特點(diǎn)，同時(shí)克服了灰鐵力學(xué)性能低和球鐵工藝性能差的缺點(diǎn)。其主要不足是生產(chǎn)技術(shù)不成熟和成本偏高。
      


      4、可鍛鑄鐵
      


      其牌號(hào)由“KT”及其后的H（表示黑心可鍛鑄鐵）或Z（珠光體可鍛鑄鐵），再加分別表示其最低抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的兩組數(shù)字組成。
      


      其石墨呈團(tuán)絮狀，對(duì)基體的割裂程度較灰鐵輕，因此，其性能優(yōu)于灰鑄鐵；在鐵液處理和質(zhì)量控制等方面優(yōu)于球鐵。
      


      三、合金鑄鐵
      


      與合金鋼相比，合金鑄鐵熔煉簡(jiǎn)單、成本低，能滿足特殊性能的要求，但力學(xué)性能差、脆性較大。常用的有耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵和耐蝕鑄鐵。
      


      1、耐磨鑄鐵
      


      在干摩擦條件下工作的零件應(yīng)具有均勻的高硬度組織。白口鑄鐵是較好的耐磨鑄鐵，但脆性大，不能承受沖擊載荷。因此，生產(chǎn)中常采用冷硬鑄鐵，即用金屬型鑄鐵作耐磨的表面，其他部位用砂型，同時(shí)適當(dāng)調(diào)整鐵液化學(xué)成分（如減少含硅量），保證白口層的深度。心部為灰口組織，從而使整個(gè)鑄件有較高的強(qiáng)度和耐磨性，又能承受一定的沖擊。
      


      在潤(rùn)滑條件下工作的耐磨鑄鐵，其組織為軟基體上分布有硬的組織組成物，使軟基體磨損后形成溝槽，保持油膜。珠光體灰鑄鐵基本上能滿足這樣的要求，其中鐵素體為軟基體，滲碳體層片為硬的組織組成物。同時(shí)石墨片起儲(chǔ)油和潤(rùn)滑作用。
      


      2、耐熱鑄鐵
      


      鑄鐵的耐熱性主要指在高溫下的抗氧化和抗熱生長(zhǎng)能力。高溫下工作的鑄件，要求有良好的耐熱性。
      


      在鑄鐵中加入硅、鋁、鉻等合金元素，可以使表面形成一層致密的氧化保護(hù)膜，同時(shí)也可以提高鑄鐵的臨界點(diǎn)，使其基體組織為單相鐵素體，提高了耐熱性。
      


      耐熱鑄鐵按其成分可分為硅系、鋁系、硅鋁系和鉻系，但鋁系脆性較大、鉻系價(jià)格較高，所以常用的是硅系和硅鋁系。
      


      3、耐蝕鑄鐵
      


      是指在腐蝕性介質(zhì)中工作時(shí)具有耐蝕能力的鑄鐵。普通鑄鐵耐蝕性差，因?yàn)榻M織中的石墨或滲碳體促進(jìn)鐵素體腐蝕。
      


      加入Si、Al、Cr、Mo后，可在鑄件表面形成保護(hù)膜或使基體電極電位升高，提高鑄鐵的耐蝕性能。應(yīng)用較廣的是高硅耐蝕鑄鐵。
      


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