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品牌:天铸
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分类 　　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。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。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。 4组织 　　铸铁属于铁基高碳多元合金，其常存元素，除铁以外，一般含w(C)为2％～4％①、w(S1)为1％～3％以及锰、磷、硫。碳在铸铁中通常以三种状态存在：形成石墨晶体单独存在；与铁形成二元或多元化合物以化合状态存在；溶入a—Fc或Y—Fe中以固溶状态存在。 　　由于化学成分和结晶条件不同，铸铁液—固相变有二重性，凝固后产生不同的高碳相，即渗碳体或石墨。渗碳体组织在高温下不稳定，发生分解，分解出来的碳，大部分转变为石墨晶体，因而渗碳体属于可分解的亚稳定相，石墨晶体则称为稳定相。不同的高碳相赋予铸铁以截然不同的性能。高碳相为渗碳体的铸铁断面呈银白色，硬而脆，称为白口铸铁。高碳相为石墨的铸铁断面呈灰黑色，硬度低，称为灰口铸铁。铸铁组织中高碳相类型、形态、数量、分布状态都影响铸铁性能。 　　铸铁组织的形成经历两个阶段。第一阶段为凝固过程，形成凝固组织；第二阶段为固态相变过程，由凝固组织转变为室温组织。 　　了解铸铁组织及其形成过程和转变规律通常需要借助铁碳合金相图。相图上的相区、相变临界点数据来自实验或热力学计算，这些数据符合热力学平衡条件。也就是说，合金温度发生变化时，其组分原子有充分时间迁移而达到该温度下的浓度平衡。平衡状态虽然难以在铸件实际相变过程中出现，但要认识合金组织形成过程和组织转变规律，首先需依靠合金相图。 　　碳和硅都是铸铁中主要常存元素。硅的存在使铁碳相图发生 明显变化，有助于提高铁碳合金按稳定系转变倾向。因此，硅是影响铸铁组织的重要元素。为了进一步掌握铸铁组织的变化规律，人们构建了铁碳硅三元相图。三元相图比铁碳二元相图更加接近工业铸铁实际情况。 5力学性能 　　铸铁中含有强度和硬度都很低的石墨。石墨破坏了材料的连续性和整体性，使其断裂和变形的性质不同于钢，并导致力学性能出现一些特有变化规律。 　　铸铁力学性能受到一系列因素的影响。最显著的影响是石墨的形态、数量和分布状态，其他组成相的类型、化学成分、分布状态以及铸件成形和处理过程也有一定影响。本章将从铸铁断裂特征及机制开始讨论各项力学性能及其影响因素，内容侧重常温及低温力学性能。 　　1灰铸铁的断裂 　　材料在外力作用下产生的应力超过自身断裂强度后发生断裂。断裂是机械零件失效的重要因素之一。 　　材料断裂过程比较复杂。但是总体上看，都要经历内部裂口萌主(裂口形核)、裂口扩展、断裂三个阶段。断裂前不发生明显塑拦王形的断裂属于脆性断裂。在正应力作用下，脆性断裂是材料原子间结合力最弱的晶体学平面(解埋面)分离而形成的断裂，也称解瑚断裂。出现明显塑性变形后发生的断裂称为延性断裂。廷生断裂是在切应力作用下沿滑移面发生滑移而导致的断裂，也称剪切断裂。 　　亏关脆性断裂的裂口形核机制，位错塞积理论认为，材料受力后运动位错受到晶界和杂质相阻挡产生位错塞积。塞积群所构成回应中集中超过材料强度时，塞积群前端萌牛裂u，脆性断裂前裂口以极决速度扩展。根据应力关系分析，材料屈服应力同时大于口形核应力和断裂应力时，一旦有裂口萌生，将在无塑变情况下断裂 。 　　下面以拉伸断裂为例说明铸铁断裂过程。实验观察证实，灰铸铁拉伸断裂开始于石墨片断裂。石墨内部存在许多晶体缺陷，如旋转晶界、刃型位错与螺位错、孪晶界、小角度倾斜晶界等。低应力下，石墨可能沿旋转晶界撕裂成小段，也可能因孪晶或倾斜晶界上的位错塞积而沿六方晶格的(0001)面滑移导致劈裂。大多数微裂口发生于孪晶界，可认为孪晶界位错塞积应力是裂口产生的主要根源。 6工艺性能 　　铸铁的工艺性能主要有铸造性能、焊接性能和切削性能。 7特点 　　1.成分与组织特点 　　铸铁与碳钢相比较，其化学成分中除了有较高的C、Si含量外(C2.5%～4，0%、Si1.0%一3.0%)，还含有较高的杂质元素Mn、P，S，在特殊性能的合金铸铁中，还含有某些合金元素。所有这些元素的存在及其含量，都将直接影响铸铁的组织和性能。 　　由于铸铁中的碳主要是以石墨(G)形式存在的，所以铸铁的组织是由金属基体和石墨所组成的。铸铁的金属基体有珠光体、铁素体和珠光 体加铁素体三类，它们相当于钢的组织。因此，铸铁的组织特点，可以看成是在钢的基体上分布着不同形状的石墨。 　　2.铸铁的性能特点 　　铸铁的抗拉强度、塑性和韧性要比碳钢低。虽然铸铁的机械性能不如钢，但由于石墨的存在，却赋予铸铁许多为钢所不及的性能。如良好的耐磨性、高消振性、低缺口敏感性以及优良的切削加工性能。此外 ，铸铁的碳含量高，其成分接近于共晶成分，因此铸铁的熔点低，约为1200℃左右，铁水流动性好，由于石墨结晶时体积膨胀，所以传送收缩率小，其铸造性能优于钢，因而通常采用铸造方法制成铸件使用，故称之为铸铁。 8性能 　　1.优良的铸造性能 　　由于友铸铁的化学成分接近共晶点，所以铁水流动性好，可以铸造非常复杂的零件。另外，由于石墨比容较大，使铸件凝固时的收缩量减少，可简化工艺，减轻铸件的应力并可得到致密的组织。 　　2.优良的耐磨性和消震性 　　石墨本身具有润滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性。此外，由于铸件中带有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力进一步提高，这对于制备活塞环、气缸套等受摩擦零件具有重要意义。 　　石墨可以阻止后动的传播，灰铸铁的消夸大能力是钢的10倍，常用来制作承受振动的机床底座。 　　3.较低的缺口敏感性和良好的切削加工性能 　　灰铸铁中由于石墨的存在，相当于存在很多小的缺口时表面的缺陷、缺口等几乎没有敏感性，因此，表面的缺陷对铸铁的疲劳强度影响较小 ，但其疲劳强度比钢要低。由于发铸铁中的石墨可以起断屑作用和对刀具的润滑起减障作用，所以其可切削加工性是优良的。 　　4.灰铸铁的机械性能 　　铸铁的抗拉强度、塑性、韧性及弹性模量都低于碳素锈钢，如表所示。灰铸铁的抗压强度和硬度主要取决于基体组织。灰铸铁的抗压强度一般比抗拉强度高出三四倍 ，这是灰铸铁的一种特性。因此，与其把灰铸铁用作抗拉零件还不如做耐压零件更适合。这就是广泛用作机床床身和支柱受耐压零件的原因。