第8章 铸 铁
教学提示：含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁。工业铸铁的机械性能(抗拉强度、
塑性、韧性)较低，但工业铸铁具有优良的铸造性能、可切削加工性、耐磨性、吸振性、生产工艺简单、成本低廉等特点，因此被广泛地应用于机械制造、冶金、矿山、石油化工、
交通运输、建筑和国防生产部门。根据碳的存在方式及石墨形态不同，工业铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁及特殊性能铸铁。
教学要求：本章让学生在学习了常用工业铸铁的分类、成分及组织特点的基础上，通过比较和综合分析各种铸铁的性能特点，深入了解各种工业铸铁的适用场合，并通过对铸铁材g2424在工g1105应用g3244g2376的分析和g2235g3446g3465g2530，g2089g4002g996g3299g3697和g4295g3652在不同工g2275g3496g2001g3882g4244铸铁材
g2424的g4002g846g4176g4245和方g1445。
8.1 概 述
含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁，工业上常用的铸铁的成分范围是：w
C
=2.5%～
4.0%，w
Si
=1.0%～3.0%，w
Mn
=0.5%～1.4%，w
P
=0.01%～0.50%，w
S
=0.02%～0.20%，有时还含有一些合金元素，如：Cr、Mo、V、Cu、Al等。铸铁与钢的主要区别是铸铁的含碳硅量较高，杂质元素S、P含量较多，在加工手段上铸铁制成零件毛坯只能用铸造方法，不能用锻造或轧制方法。铸铁的机械性能(抗拉强度、塑性、韧性)较低，但是由于铸铁具有优良的铸造性能、可切削加工性、耐磨性、吸振性、生产工艺简单、成本低廉等特点，因此被广泛地应用于机械制造、冶金、矿山、石油化工、交通运输、建筑和国防生产部门，典型的应用是制造机床的床身、内g10135机的g8785g13580、g8785g13580g3883、g7366g17736等。g2490g3818，通g17819在铸铁g1025g9167加合金元素或g4466g7057g2520g12193g9921g3800g10714，还可g14731g5483耐高g9213、耐g9921、耐g15444、耐磨、g7092g11925性等g2520g12879特g8542性能的铸铁。
8.1.1 铸铁的特点和分类
1,铸铁的特点
1) 成分与g13464g13467的特点
铸铁与碳钢g11468g8616较，g19512g1114有较高的碳、硅含量g3818，还有较高含量的杂质g11839和g11979。
由于铸铁g1025的碳主要是g1209石g3708的g5430g5589g4396在，g6164g1209铸铁的g13464g13467是由金g4658g3534g1319和石g3708g6164g13464
成的。铸铁的金g4658g3534g1319可g1209是铁素g1319、g10676g1821g1319或铁素g1319加g10676g1821g1319，g13475g9921g3800g10714g2530还可g1209是g20544
g8675g1319或g17137g8675g1319等g13464g13467，g4439g1216g11468g5415于钢的g13464g13467，因此可g1209g6238铸铁g10714g16311为在钢的g13464g13467g3534g1319上分
g5079有不g2528g5430g10378、大g4579、g6980量的石g3708。铸铁g1025石g3708的g5430g5589可分为6g12193：g10267g10378、g15821g10378、g5332g14469g10378、
g15849g15423g10378、g3254g13122g10378和g10711g10378，如g32828.1g6164g12046。
金属学与热处理
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图8.1 铸铁中的石墨形态
2) 铸铁的性能特点
铸铁的机械性能主要g2474g1927于铸铁g3534g1319g13464g13467g1209g2462石g3708的g6980量、g5430g10378、大g4579g2462分g5079特点。
石g3708机械性能g5468低，g11840度g1177为3HB～5HB，抗拉强度为20MPa，g5322g1292g10587g6521g17829零。石g3708与g3534
g1319g11468g8616，g1866强度和塑性g18129要g4579g5483多。石g3708g1955g4579铸铁的有g6940g6227g17745g6142g19766g12227，g2528时石g3708g4586g12483g7143g1363
铸件在g6227g17745时产生应g2159g19610g1025，g5430成g14042性g7041g16022。因此，铸铁的抗拉强度、塑性和韧性g18129要g8616
碳钢低。一g14336g16840g7481，石g3708的g6980量g17246g4581，分g5079g17246分g6967，g5430g10378g17246g6521g17829g10711g5430，g2029铸铁的强度、塑性和韧性g17246高。
g3282 8.2 为铸铁与钢的应g2159g16应g2476g7366g13459g8616较g12046g5859g3282。由g3282g1025可g1209g11487g1998，钢在g7041g16022g2081，有g7138
g7186的g4636g7393g19466段，g1866g5322g1292g10587较高，g13792铸铁g2029g8821有g7138g7186的g4636g7393g19466段，铁素g1319加g10711g10378石g3708铸铁的
g5322g1292g10587为 25%，g10267g10378石g3708的g7234通铸铁由于石g3708g17805g13548g4586g12483产生应g2159g19610g1025，g1186g13792g4493g7143造成g14042性
g7041g16022，g5322g1292g10587g13434在1%g1209下。
图8.2 铸铁与钢的应力-应变曲线的比较示意图
虽然铸铁的机械性能不如钢，但由于石g3708的g4396在，却赋予铸铁许多为钢g6164不g2462的特g8542
性能,
① 石g3708造成g14042性切削，铸铁的切削加工性能优异。
第8章 铸铁
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② 铸铁的铸造性能良好，铸件凝固时g5430成石g3708产生的膨胀，g1955g4581铸件g1319g12227的收缩，降低铸件g1025的内应g2159。
③ 石g3708有良好的润滑作用，并能储g4396润滑油，g1363铸件有g5468好的耐磨性能。
④ 石g3708对振动的传递起削弱作用，g1363铸铁有g5468好的抗振性能。
⑤ 大量石g3708的割g16022作用，g1363铸铁对缺口不敏感。
2,铸铁的分类
按照凝固g17819程g1025g9921g2159学g2462动g2159学条件的不g2528，碳能g1209化合g5589渗碳g1319的g5430式g4396在，或者
g1209游离g5589的石g3708g4396在。工业上广泛应用的铸铁g1025，碳主要是g1209游离g5589的石g3708g4396在。根据铸铁g1025的碳在结晶g17819程g1025的析g1998g10378g5589g1209g2462凝固g2530g7041g19766颜色的不g2528，铸铁可分为g1209下几g12879,
① 白口铸铁。凝固g2530g7041口呈现白亮色，g19512g4581量溶于铁素g1319g3818，碳的主要g4396在g5430式是化合物渗碳g1319，g8821有石g3708，因此白口铸铁g11840度高，性g14042，工业上g5468g4581应用，只有g4581g6980的部门采用，例如农业上用的犁，g19512此之g3818多作为炼钢用的原料和生产可锻铸铁，作为炼钢原料时，通常称g4439为生铁。
② 灰铸铁。凝固g2530g7041口呈现黑灰色，碳绝大部分g1209游离g5589的g10267g10378石g3708g5430式g4396在，根据石g3708g10267的粗细不g2528，又可g6238灰口铸铁分为g7234通灰口铸铁和孕育铸铁两g12879。
③ g10711g3708铸铁。铁液浇注g2081g13475g17819g10711化g3800g10714，碳大部分或全部g1209g10711g10378石g3708g5430g5589g4396在。
④ g15849g3708铸铁。铁液浇注g2081g13475g17819g15849化g3800g10714，碳g1209介于g10267g10378石g3708和g10711g10378石g3708之间的g15849g15423g5430
g5589g4396在。
⑤ 可锻铸铁。g1866由白口铸铁g13475石g3708化退火g2530制成，碳大部分或全部g1209g3254g13122g10378g5430g5589g4396在。
⑥ 特g8542性能铸铁。为g1114改善铸铁的某些特g8542性能如耐磨、耐g9921和耐g15444等，g13792加入一定的合金元素Cr、Ni、Mo、Si，g6164g1209又g6238这g12879铸铁叫合金铸铁。
8.1.2 铸铁的石墨化
1,铁碳合金的g3328g4407g3757g3533
铸铁g1025碳g1209石g3708和渗碳g1319两g12193g5430式g1998现，石g3708是稳定g11468，渗碳g1319是一个亚稳定g11468，g1866
在g9921g2159学上是不稳定的，在一定条件下g1866将分g16311为石g3708。因此描述铁碳合金结晶g17819程和g13464
g13467转g2476的g11468g3282g4466际上有两个，一个是 Fe-Fe
3
C 系g11468g3282(铁-碳合金亚稳定系g10378g5589g3282)，g2490一个是Fe-G(石g3708)系g11468g3282(铁－碳合金稳定系g10378g5589g3282)。研究铸铁时，通常g6238两者叠合在一起，就
g5483到铁碳合金的双重g11468g3282(见g32828.3)。g3282g1025的g4466g13459表g12046Fe-Fe
3
C系g11468g3282，部分g4466g13459再加上虚
g13459表g12046Fe-G系g11468g3282，虚g13459与g4466g13459重合的g13459条g1209g4466g13459表g12046。由g3282g1025可g1209g11487g1998：虚g13459g18129位于g4466
g13459的上方和左上方；在 Fe-G 系g1025，碳在液g5589合金、奥g8675g1319和铁素g1319g1025的溶g16311度g18129较在
Fe-Fe
3
C系g1025的溶g16311度g4579；发生石g3708转g2476的共晶g9213度和共析g9213度g18129g8616发生渗碳g1319转g2476的共晶
g9213度和共析g9213度高。铸铁自液g5589冷却到固g5589时，若按Fe-Fe
3
Cg11468g3282结晶，就g5483到白口铸铁，
若是按Fe-Gg11468g3282结晶，就析g1998石g3708，即发生石g3708化g17819程。若是铸铁自液g5589冷却到室g9213，g7094
按Fe-Fe
3
Cg11468g3282，g2528时又按Fe-Gg11468g3282g17839g15904，g2029固g5589由铁素g1319、渗碳g1319g2462石g3708g989g11468g13464成。
2,铸铁石墨化过g1105的g3075g2383学和g1358g2383学g3496g2001
1) g9921g2159学条件
g32828.4是铸铁g1025g2520g12193g13464g13467自由能g19555g9213度g13792g2476化的g7366g13459。由g3282g1025可g1209g11487g1998,
金属学与热处理
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图8.3 铁碳合金双重相图 图8.4 铸铁中各种组织自由能随温度而变化的曲线
① g5415g9213度高于1154g263时，由于共晶液g1319的自由能g1552F
L
g7380低，因此不g1262发生g1231g1321g11468g2476。
② g5415合金g17819冷到 1154g263～1148g263范围时，共晶液g1319自由能 F
L
高于(奥g8675g1319g711石g3708)共晶g1319的自由能F
γ
+G，因此发生液g1319g279奥g8675g1319+石g3708的共晶转g2476。
③ g5415合金g17819冷到 1148g263g9213度g1209下时，共晶液g1319的自由能 F
L
高于(奥g8675g1319g711石g3708)共晶
g1319的自由能F
γ
+G，g1075高于(奥g8675g1319+渗碳g1319)共晶g1319的自由能F
γ
+Fe
3
C，g13792g5430成奥g8675g1319g711石g3708，
自由能g5058g7368大，g9921g2159学条件对铸铁石g3708化有g2045。
由上述可g11705，g1186g9921g2159学上g16774碳在结晶g17819程g1025g1554g2533于g5430成石g3708，但凝固g17819程不g1177g1177g2474g1927
于g9921g2159学条件，还和动g2159学条件有g1863。
2) 动g2159学条件
铸铁能g2554g17839g15904石g3708化g19512g1114g2474g1927于g9921g2159学条件g3818，还g2474g1927于和石g3708化有g1863的动g2159学条件。共晶成分铸铁的液g11468含碳量为4.3%，渗碳g1319的含碳量为6.67%，g13792石g3708的含碳量g6521g17829
于100%，液g11468与渗碳g1319的含碳量g5058较g4579。g1186晶g1319结g7512的g11468g1296程度g7481分析，渗碳g1319的晶g1319结
g7512g8616石g3708g7368g11468g17829于液g11468。因g13792，液g11468结晶时有g2045于渗碳g1319晶g7692的g5430成。与此g11468g2465，石g3708的
g5430g7692和g19283大时，不g1177g19668要碳原g4388通g17819g6205g6967g13792g19610g1025，还要g8726铁原g4388g1186石g3708g19283大的g2081g8851作g11468g2465
方g2533g6205g6967，g6937石g3708较g19602g19283大。g13792渗碳g1319的结晶g19283大g17819程，主要g1393g17194于碳原g4388的g6205g6967，并不要g8726铁原g4388作g19283g17329离的g17813g12239，g6164g1209g19283大g17907度g5567。可见，结晶g5430g7692和g19283大g17819程的动g2159学条件
g18129是有g2045于渗碳g1319的g5430成。g5415结晶冷却g17907度(g17819冷度)g3698大时，动g2159学条件的g5445g2721表现g5483g7368
为强g9884。
3,铸铁的石墨化过g1105
铸铁g1025碳原g4388析g1998并g5430成石g3708的g17819程称为石g3708化。石g3708g7094可g1209g1186液g1319和奥g8675g1319g1025析g1998，
g1075可g1209通g17819渗碳g1319分g16311g7481g14731g5483。灰铸铁和g10711g3708铸铁g1025的石g3708主要是g1186液g1319g1025析g1998；可锻铸铁g1025的石g3708g2029g4448全由白口铸铁g13475g19283时间退火，由渗碳g1319分g16311g13792g5483到。灰铸铁的石g3708化g17819程按Fe-Gg3282g17839g15904(见g32828.5)。
第8章 铸铁
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(a)共晶灰铸铁(w
C
=4.26%)的石墨化过程 (b)亚共晶灰铸铁(w
C
=3.0%)的石墨化过程
(c)过共晶灰铸铁(w
C
=4.5%)的石墨化过程。
图8.5 不同成分灰铸铁的石墨化过程
g15849g3708铸铁和g10711g3708铸铁的石g3708化g17819程和灰铸铁的石g3708化g17819程g12879g1296，g6164不g2528的只是石g3708的
g5430g5589不g2528g13792g5062。
铸铁的石g3708化g17819程可g1209分为高g9213、g1025g9213、低g9213g989个g19466段。高g9213石g3708化g19466段g2265g6336低于液
g11468g13459CDg1209下g9213度冷却自液g1319g1025析g1998的g256一g8437石g3708g257G
1
和低于共晶g13459ECF(g9213度1154g263)的共晶成分(C点w
C
=4.26%)发生共晶g2465应结晶g1998共晶石g3708G；g1025g9213石g3708化g19466段g2265g6336低于共晶
g9213度ECFg1209下冷却g8851ESg13459g1186奥g8675g1319g1025析g1998g256g1120g8437石g3708g257GⅡ；低g9213石g3708化g19466段g2265g6336g11065低于共析g9213度(738g263)PSKg13459g1209下的共析成分(S点w
C
=0.68%)奥g8675g1319发生共析转g2476析g1998的G。g10714g16782
上，在PSKg9213度g1209下冷却g14279室g9213，还可能铁素g1319g1025析g1998g989g8437石g3708，因为g6980量g7509g5506，常g5585g11065。
在高g9213、g1025g9213g19466段，碳原g4388的g6205g6967能g2159强，石g3708化g17819程g8616较g4493g7143g17839g15904；在低g9213g19466段，
碳原g4388的g6205g6967能g2159较弱，石g3708化g17819程g17839g15904g3268g19602。在高g9213、g1025g9213和低g9213g19466段石g3708化g17819程g18129g8821
有g4466现，碳g1209Fe
3
Cg5430式g4396在g2029称为白口铸铁。在高g9213、g1025g9213g19466段，石g3708化g17819程g5483g1209g4466现，
碳主要g1209Gg5430式g4396在的铸铁，称为灰铸铁。在高g9213g19466段石g3708化g17819程g5483g1209g4466现，g13792g1025g9213、低
g9213g19466段石g3708化g17819程g8821有g4466现，碳g1209G和Fe
3
C两g12193g5430式g4396在的铸铁，称为g21647口铸铁。
如g7536按照g5191g15925g17819程转g2476，铸铁成g5430g2530由铁素g1319与石g3708(g2265g6336一g8437、共晶、g1120g8437、共析石
g3708)两g11468g13464成。在g4466际生产g1025，由于化学成分、冷却g17907度等g2520g12193工艺制度不g2528，g2520g19466段石g3708
化g17819程g17839g15904的程度g1075不g2528，g1186g13792可g14731g5483g2520g12193不g2528金g4658g3534g1319的铸g5589g13464g13467，铸铁石g3708化g17819程g17839
g15904的程度与铸铁g13464g13467的g1863系见表8g161。
表8-1 铸铁石墨化过程进行的程度与铸铁组织
石墨化进行的程度
铸铁名称
第一阶段石墨化 第二阶段石墨化
铸铁显微组织
灰口铸铁 完全进行
完全进行
部分进行
未进行
F+G片
F+P+G片
P+G片
金属学与热处理
·164·
·164·
(续)
石墨化进行的程度
铸铁名称
第一阶段石墨化 第二阶段石墨化
铸铁显微组织
球墨铸铁 完全进行
完全进行
部分进行
未进行
F+G球
F+P+G球
P+G球
蠕墨铸铁 完全进行
完全进行
部分进行
F+G蠕虫
F+P+G蠕虫
可锻铸铁 完全进行
完全进行
未进行
F+G团絮
P+G团絮
4,影响石墨化的因素
铸铁的g13464g13467g2474g1927于石g3708化g17839g15904的程度，为g1114g14731g5483g6164g19668的g13464g13467，就g5529g20047g5700g5415地g6523制铸铁的石g3708化。g4466g17353g16789g7138，铸铁的化学成分和结晶时的冷却g17907度是g5445g2721石g3708化和铸铁g7186g5506g13464g13467
的主要因素。
1) 化学成分的g5445g2721
① 碳和硅的g5445g2721：硅和碳g18129是强g9884g1431g17839石g3708化的元素，在铸铁生产g1025，g8503g11842g6523制含碳、
硅量是g14731g5483g6164g19668g13464g13467和性能的重要g6526g7057之一。石g3708g7481g9316于碳。g19555g11540含碳量的g6564高，铁液g1025
的含碳量和g7422溶g16311的石g3708g5506g12902g3698多，有g2045于石g3708g5430g7692，g1186g13792g1431g17839g1114石g3708化。但含碳量g17819高
g1262g1431g1363石g3708g6980量g3698多g13792降低铸铁的g2159学性能。
硅与铁原g4388的结合g2159大于碳与铁原g4388之间的结合g2159。硅溶于铁液和铁的固溶g1319g1025，由于削弱g1114铁和碳原g4388之间的结合g2159，g13792g1431g1363石g3708化。硅还降低铸铁的共晶成分和共析成分的含碳量，铸铁g1025加入硅可g1207g7379一部分碳，又不g14279于g5353起g17819多的石g3708，硅g1431g17839石g3708化的作用g13434g11468g5415于g989分之一碳的作用。
为g1114g13520合g13783g15397碳和硅的g5445g2721，常用碳g5415量(C
E
)和共晶度(S
C
)表g12046。碳g5415量是将含硅量g6252
合成g11468g5415的碳量与g4466际含碳量之和，即
C
E
=w
C
%+1/3w
Si
%
共晶度是g6363铸铁的含碳量与g1866共晶点含碳量的g8616g1552。在 Fe-C-Si g11468g3282g1025，共晶度g19555含硅量的g2476化g13792改g2476，即
S
C
= w
C
%/(4.3%g161/3w
Si
%)
共晶度表g12046铸铁的含碳量g6521g17829共晶点含碳量的程度，g5415 S
C
g7291 时，铸铁为共晶g13464g13467；
S
C
g7281时，铸铁为亚共晶g13464g13467；S
C
g7301时，铸铁为g17819共晶g13464g13467。铸铁的共晶度g17246g6521g17829于1，
铸造性能g17246好。但g19555共晶度S
C
g1552的g3698加，铸铁g13464g13467g1025的石g3708g6980量g3698多，g1866抗拉强度、抗g5379
强度、g11840度g11354呈g13459性下降g17247g2195。
碳、硅含量与铸铁g13464g13467g1863系如g3282 8.6 g6164g12046。g19555g11540碳、硅含量的g3698加，铸铁的g13464g13467由白口转g2476为g10676g1821g1319g10990g14279铁素g1319g3534g1319的灰铸铁。通常为g1114g14731g5483全部是g10676g1821g1319的g7234通灰铸铁，g1866
碳、硅含量应g16825g6523制在2.6%～3.5%C，1.0%～2.5%Si的范围内，g2414g3733g17892g9188g2474下g19492，g15192g3733铸件g2474上g19492。
第8章 铸铁
·165·
·165·
图8.6 碳、硅含量对铸铁组织的影响
I—白口铸铁 IIa—马口铸铁 II—珠光体铸铁
IIb—珠光体—铁素体铁 III—铁素体铁
② g19204的g5445g2721：g19204是一个g19471g11873石g3708化的元素。g19204能溶于铁素g1319和渗碳g1319，起固定碳的作用，g1186g13792g19471g11873石g3708化。g5415铸铁g1025含g19204量较低时，g4439主要是g19471g11873共析g19466段的石g3708化，有g2045于
g14731g5483g10676g1821g1319g3534g1319铸铁。g19204还能与g11839结合生成MnS，g9052g19512g11839的有g4487g5445g2721，g6164g1209是一个有g11422元素。g7234通灰铸铁的含g19204量一g14336在0.5%～1.4%范围内，若要g14731g5483铁素g1319g3534g1319，g2029g2474下g19492。若要g14731g5483g10676g1821g1319g3534g1319，g2029g2474上g19492。g17819高的含g19204量g7143产生游离渗碳g1319，g3698加铸铁的g14042性。
③ g11839的g5445g2721：g11839g19471g11873碳原g4388的g6205g6967，是一个g1431g17839g5430成白口铸铁的元素，g13792g1000降低铁液的g8981动性，g5706化铸造性能，g3698加铸件缩g7506缺g19531。因此，g11839是一个有g4487元素，g1866含量应g6523制在0.15%g1209下。
④ g11979的g5445g2721：g11979是一个g1431g17839石g3708化不g2325分强g9884的元素。g11979在奥g8675g1319和铁素g1319g1025的固溶度g5468g4579，g1000g19555铸铁g1025含碳量的g3698加g13792g1955g4579。g5415含P量大于0.2%g2530，就g1262g1998现化合物Fe
3
P，
g4439常g1209g1120元g11979共晶( α +Fe
3
P)或g989元g11979共晶( α +Fe
3
P+Fe
3
C)的g5430g5589g4396在。g11979共晶的性质g11840g13792
g14042，在铸铁g13464g13467g1025呈g4408g12447、细g4579、g3355g2260分g5079时，可g1209g6564高铸铁件的耐磨性。g2465之，若g1209粗大g17842g13505g13605g10378分g5079时，将降低铸件的强度，g3698加铸件的g14042性。通常灰口铸铁的含P量应g6523制在0.2%g1209下。
2) 冷却g17907度的g5445g2721
铸件的冷却g17907度对石g3708化g17819程g1075有g7138g7186的g5445g2721。一g14336g7481g16840，铸件冷却g17907度g17246g13543g5942，即
g17819冷度较g4579时，g17246有g2045于按照Fe-G系g10378g5589g3282g17839g15904结晶和转g2476，即g17246有g2045于石g3708化g17819程的g1817
分g17839g15904。g2465之，铸件冷却g17907度g5567，就不g2045于石g3708化的g17839g15904。在共析g19466段，由于g9213度低，冷却g17907度g3698大，原g4388g6205g6967g7368加g3268g19602，g6164g1209在通常g5785g1929下，共析g19466段的石g3708化(即第g1120g19466段的石
g3708化)g19602g1209g4448全g17839g15904。铸件冷却g17907度是一个g13520合的因素，g4439与浇注g9213度、造型材料、铸造方法和铸件g3733g2414g18129有g1863系。g32828.7g16840g7138铸铁的含碳、硅量和冷却g17907度对铸铁g13464g13467的g13520合g5445g2721。
可g1209g11487g1998，对于一些g3733g2414不g3355g2260的铸件要g8726g14731g5483g3355g2260一致的g13464g13467是g8616较g3268g19602的(见g32828.8)。
在铸铁的g15192g3733g3800，由于冷却g17907度较g5567，g17819冷度大，动g2159学条件有g2045于按照 Fe-Fe
3
C 亚稳系转g2476成白口铸铁。为g1114g14731g5483g13464g13467g3355g2260的铸件，往往通g17819孕育g3800g10714g7481防止白口或借助于g9921g3800
g10714g7481g9052g19512白口，g1209改善铸件性能。g19555g11540铸件g3733g2414的g3698加，石g3708g10267的g6980量和尺寸g18129g3698大，铸铁强度、g11840度g2465g13792下降。这一现象称为g3733g2414敏感性。在g4466际生产g1025，一g14336是根据铸件的g3733
g2414(主要部位的g3733g2414)，选择适g5415的化学成分(主要g6363碳、硅)，g1209g14731g5483g6164g19668要的g13464g13467。
金属学与热处理
·166·
·166·
图8.7 碳硅含量和冷却速度对铸件组织的影响 图8.8 壁厚不均匀的铸件的组织
8.2 常 用 铸 铁
铸铁g1025的石g3708g5430g5589、尺寸g1209g2462分g5079g10378g1929对性能g5445g2721g5468大。铸铁g1025石g3708g10378g1929主要受铸铁的化学成分g2462工艺g17819程的g5445g2721。通常铸铁g1025石g3708g5430g5589(g10267g10378或g10711g10378)在铸造g2530即g5430成，g1075可将白口铸铁通g17819退火，让g1866g1025部分或全部的碳化物转化为g3254g13122g10378g5430g5589的石g3708。
8.2.1 灰铸铁
灰铸铁是价格g7380便宜、应用g7380广泛的一g12193铸铁，在g2520g12879铸铁的总产量g1025，灰铸铁占80%
g1209上。
1,灰铸铁的片状石墨形态
石g3708的晶g1319结g7512为六方点阵和层g10378结晶，如g3282 8.9(a)、(b)g6164g12046，是一个由低g6363g6980g19766g2265
围的g4579g19766晶g1319，由铁碳溶液g1025析g1998的石g3708，g1866可能的g19283大方g2533为A和C，如g32828.9(c)g6164g12046。
在铸铁凝固g17819程g1025，石g3708g7092g16782g1209g1321g12193方式生g19283，g1866g7380终g5430貌首先g2474g1927于石g3708g6164g3800溶g1319的g9921
g2159学条件。在不g4396在g11839等表g19766活性元素g1209g2462g1866他杂质的g5785g1929下，石g3708的g8503常生g19283g5430g5589应g16825
是g10711g10378的，g1866生g19283方g2533是g8851g11540垂直于g3534g19766A方g2533g17839g15904的。但是，g5415铁液g1025g4396在g11839和g1866他表
g19766活性元素时，铁液与石g3708的界g19766能在石g3708的两个晶g19766上g18129g1955g4579，但在棱g19766上g1955g4579的较大，
结g7536g1363棱g19766界g19766低于g3534g19766界g19766能，石g3708g8851棱g19766的方g2533C生g19283成g10267g10378石g3708。
g3534g19766上碳原g4388间靠共价键结合，g1866结合g2159为4.19×10
5
～5×10
5
J/mol，结合g2159强；g13792g3534g19766
层与层之间g2029靠分g4388键结合，结合g2159只有 4.19×10
3
～8.35×10
3
J/mol，结合g2159较弱，g6937石g3708
的强度g5468低。由铁液g1025析g1998的石g3708g7143g5430成g10267g10378，主要g2474g1927于石g3708的晶g1319结g7512。g3534g19766上密排的碳原g4388间键g2159g5062g13475饱和，g13792侧g19766上碳原g4388密度g4579，原g4388键g2159g7422饱和，g4493g7143吸收碳原g4388，
因g13792石g3708g8851侧g2533生g19283g5567，这g1075是石g3708生g19283成g10267g10378的原因。铸铁g1025石g3708的生g19283方式和g7380终g5430
貌还受到碳原g4388的g6205g6967这一动g2159学因素的g19492制。在石g3708的生g19283g17819程g1025，石g3708两侧被奥g8675g1319
g2265围，碳原g4388g2533石g3708两侧的g6205g6967受到严重g19471g11873，g13792石g3708g12483部直g6521与铁液g6521触，能够不g7041地
g5483到碳原g4388的堆砌，生g19283g5468g5567，g7380终g5430成g10267g10378石g3708。
由于铸铁的碳g5415量一g14336g18129在共晶点附g17829，因此石g3708往往并非g4408g12447的g19283大成g10267g10378石g3708
单晶g1319，g13792是作为共晶g1319的一部分与共晶奥g8675g1319一起g19283大，呈现g14469瓣g10378的空间g12447g1319g5430g5589(见
g32828.10)。在金g11468g7186g5506镜下，g14469瓣g10378的石g3708呈细条g10378，每一细条石g3708就是g14469瓣g10378石g3708多晶g19610
第8章 铸铁
·167·
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合g1319的一g10267石g3708，由于铸铁化学成分和冷却条件的不g2528，g1186g13792改g2476g1114石g3708化g17819程的动g2159学条件，导致石g3708g12879型、大g4579与分g5079不g2528。灰铸铁件的机械性能不g1177与石g3708g10267的分g5079g12879型有
g1863，g13792g1000还与石g3708g10267的大g4579有g1863。灰铸铁g10267g10378石g3708的大g4579分为 8 级，g1209 1 级为g7380粗，8 级为g7380细。石g3708g10267g17246粗，g1866g2159学性能g17246g5058。为g1114g14731g5483细g10267g10378的石g3708，通常采用孕育g3800g10714。g13475
g17819孕育g3800g10714的灰铸铁，称为孕育铸铁。灰铸铁的金g4658g3534g1319和碳钢的g13464g13467g11468g1296，g1393化学成分、
工艺条件和g9921g3800g10714g10378g5589不g2528，可g1209分别g14731g5483铁素g1319、g10676g1821g1319、索g8675g1319、g4636g8675g1319、g20544g8675g1319等
g13464g13467，g1866性能g1075和钢的g13464g13467g12879g1296。
图8.9 石墨的晶体结构 图8.10 灰铸铁的共晶组织
2,灰铸铁的化学成分和组织特征
在生产g1025，为浇注g1998合格的灰铸铁件，一g14336应根据g6164生产的铸铁牌号、铸铁g3733g2414、造型材料等因素g7481调节铸铁的化学成分，这是g6523制铸铁g13464g13467的g3534本方法。
灰铸铁的成分大致范围为：w
C
=2.5%～4.0%，w
Si
=1.0%～3.0%，w
Mn
=0.25%～1.0%，
w
S
=0.02%～0.20%，w
P
=0.05%～0.50%。具有上述成分范围的液g1319铁液在g17839g15904g13543g5942冷却凝固时，将发生石g3708化，析g1998g10267g10378石g3708。g1866g7041口的g3818貌呈灰色，g6164g1209称为灰铸铁。
g7234通灰铸铁的g13464g13467是由g10267g10378石g3708和钢的g3534g1319两部分g13464成的。根据不g2528g19466段石g3708化程度的不g2528金g4658g3534g1319可分为铁素g1319，铁素g1319g711g10676g1821g1319和g10676g1821g1319g989g12193，g11468应地便有g989g12193不g2528g3534g1319
g13464g13467的灰铸铁，g4439g1216的g7186g5506g13464g13467如g32828.11g6164g12046。
灰铸铁的金g4658g3534g1319和碳钢的g13464g13467g11468g1296，g1393化学成分、工艺条件和g9921g3800g10714g10378g5589不g2528，可g1209
分别g14731g5483铁素g1319、g10676g1821g1319、索g8675g1319、g4636g8675g1319、g20544g8675g1319等g13464g13467，g1866性能g1075和钢的g13464g13467g12879g1296。
3,灰铸铁的牌号
我国灰铸铁的牌号用g256灰铁g257g1120字的汉语拼音的第一个大写字母g256HTg257和一g13464g6980字g7481
表g12046，g256HTg257g2530g19766的g6980字表g12046g7380低抗拉强度g1552。例如HT100表g12046g7380低抗拉强度为100MPa
的灰铸铁。灰铸铁的牌号见表8g162。
金属学与热处理
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(a)铁素体灰铸铁 (b)铁素体＋珠光体灰铸铁 (c)珠光体灰铸铁
图8.11 灰铸铁的显微组织
表8-2 灰铸铁的牌号、性能、组织与应用
铸件壁厚
/mm
抗拉强度/MPa
显微组织
牌号
＞ ≤ ≥ 基体 石墨
应用举例
2.5 10 130
10 20 100
20 30 90
HT100
30 50 80
F 粗壮片
手工铸造用砂箱、盖、下水管、底座、外罩、手轮、手把,
重锤等
2.5 10 175
10 20 145
20 30 130
HT150
30 50 120
F+P 较粗壮片
机械制造业中一般铸件，如底座、手轮、刀架等；冶金业中流渣糟、渣缸、压钢机托辊等；机车用一般铸件，如水泵壳，阀体，阀盖等；动力机械中拉钩、框架、阀门、油泵壳等
2.5 10 220
10 20 195
20 30 170
HT200
30 50 160
P 中等片状
一般运输机械中的汽缸体、缸盖、飞轮等；一般机床中的床身、机座等；通用机械承受中等压力的泵体、阀体等；
动力机械中的外壳、轴承座、水套筒等
4.0 10 270
10 20 240
20 30 220
HT250
30 50 200
细P 较细片状
运输机械中的薄壁缸体、缸盖、线排气管；机床中立柱、
横梁、床身、滑板、箱体等；冶金矿山机械中的轨道板、
齿轮；动力机械中的缸体、缸套、活塞
10 20 290
20 30 250 HT300
30 50 230
细P 细小片状
机床导轨、受力较大的机床床身、立柱机座等；通用机械的水泵出口管、吸入盖等；动力机械中的g9094压阀体、g15595轮、
汽轮机g19560板、泵壳、大g3423g2469动机缸体、缸盖
10 20 340
20 30 290 HT350
30 50 260
细P 细小片状
大g3423g2469动机汽缸体、缸盖、g15936套；水泵缸体、阀体、g1996轮等；机床导轨、工g1328g2500等g6717g6842件；g19668g13475g15932g19766g9152g9791的铸件
第8章 铸铁
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g1186表 8g162 可g1209g11487g1998，在g2528一牌号g1025，g19555铸件g3733g2414的g3698加，g1866抗拉强度降低。因此，根据零件的性能要g8726选择铸铁牌号时，g5529g20047g2528时注g5859到零件的g3733g2414尺寸。
4,灰铸铁的性能
1) 灰铸铁的g13464g13467对性能的g5445g2721
灰铸铁的g13464g13467由金g4658g3534g1319和g10267g10378石g3708g13464成。g1866性能g2474g1927于金g4658g3534g1319和g10267g10378石g3708的g6980量、
大g4579和分g5079。由于石g3708的强度g7509低，在铸铁g1025g11468g5415于g16022缝或空洞，g1955g4581铸铁g3534g1319的有g6940g6227
g17745g19766g12227，g10267g10378石g3708g12483部g7143g5353起应g2159g19610g1025，因此，灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性g18129低于碳素铸钢，特别是塑性、韧性几乎为零。
铁素g1319的强度、g11840度低，g13792塑性、韧性高。g6164g1209，铁素g1319g3534g1319灰铸铁强度低；g13792由于石g3708g10267割g16022金g4658g3534g1319，致g1363g1292g19283g10587和冲击韧性g3355g5468低。
g10676g1821g1319具有高的强度、g11840度和耐磨性，g6937g10676g1821g1319g3534g1319灰铸铁的强度、g11840度和耐磨性
g3355优于铁素g1319g3534g1319灰铸铁，g13792塑性、韧性g11468g5058g7092几，g6164g1209g10676g1821g1319g3534g1319灰铸铁g14731g5483g1114广泛的
g1363用。
在g4466际生产g1025，g14731g5483百分之百g10676g1821g1319g3534g1319g13464g13467的灰铸铁是g8616较g3268g19602的。g6937通常灰铸铁铸g5589的g3534g1319g13464g13467g18129是g10676g1821g1319g711铁素g1319g13464g13467。
2) 灰铸铁的g2159学性能
灰铸铁的性能与g7234通碳钢g11468g8616，具有如下特点,
(1) g2159学性能低。g1866抗拉强度和塑性韧性g18129远远低于钢。这是由于灰铸铁g1025g10267g10378石g3708
(g11468g5415于g5506g16022纹)的g4396在，不g1177在g1866g4586g12483g3800g5353起应g2159g19610g1025，g13792g1000破坏g1114g3534g1319的g17842g13505性，g6164g1209
灰铸铁抗拉强度g5468g5058，塑性和韧性几乎为零。一g14336g16840g7481，石g3708g6980量g17246多，石g3708g256共晶g3254g257
g17246粗大，石g3708g10267的g19283度g17246g19283，石g3708的两g12483g17246g4586锐，g2029抗拉强度降低的g6980g1552g17246大。灰铸铁的金g4658g3534g1319g1025g10676g1821g1319g6980量g17246多，g10676g1821g1319g1025Fe
3
Cg10267层g17246细密，g2029抗拉强度g1552g17246高。通常灰铸铁
g13475孕育g3800g10714，细化g13464g13467，可g6564高抗拉强度。g19555g11540共晶度 S
C
的g3698加，试棒直径(g11468g5415于g3733g2414)
g3698加，铸铁的石g3708g6980量和石g3708化g1554g2533加大，抗拉强度就g19555之下降。
但是，灰铸铁在受压时石g3708g10267破坏g3534g1319g17842g13505性的g5445g2721g2029大为g1955轻，g1866抗压强度是抗拉强度的2.5～4倍。g6164g1209常用灰铸铁制造机床床身、底座等耐压零部件。
(2) 耐磨性与g9052振性好。铸铁的耐磨性g8616钢好。这是因为铸铁件g1025有石g3708的g4396在，g1075
就是g16840铸件工作表g19766的石g3708g7143脱落g13792成为滑动g19766的润滑剂，g1186g13792能起g1955磨作用。此g3818，石
g3708脱落g2530g6164g5430成的g7186g5506孔洞能储g4396润滑油，g13792g1000g7186g5506孔洞还是磨耗g2530g6164产生的g5506g4579磨g12902的收g4493g6164。g6164g1209铸铁的耐磨性g8616钢好。物g1319吸收振动能的能g2159称为g1955振性。灰铸铁的g1955振性
g8616钢大 6～10 倍。抗拉强度g17246低，g1955振性g17246好。g6164g1209，灰铸铁适宜用作g1955振材料，用于机床床身有g2045于g6564高被加工零件的精度。
(3) 工艺性能好。由于灰铸铁含碳量高，g6521g17829于共晶成分，g6937熔点g8616较低，g8981动性良好，铸造收缩g10587g4579(一g14336g1186铁液注入铸型凝固冷却g14279室g9213g1866收缩g10587为0.5%～1%)，铸件内应
g2159g4579，因此适宜于铸造结g7512复杂或g15192g3733铸件。g2490g3818，由于石g3708g1363切削加工时g7143于g5430成g7041屑，
g6164g1209灰铸铁的可切削加工性优于钢，g6937灰铸铁g14731g5483广泛应用。
金属学与热处理
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5,灰铸铁的孕育处理
灰铸铁的孕育g3800g10714是g6363在液g5589铁g1025加入一g12193物质(孕育剂)g1209g1431g17839g3818g7481晶g7692的g5430成或激发自身晶g7692的产生，g3698大晶g7692g6980量，g1363石g3708的析g1998能在g8616较g4579的g17819冷度下g5332始g17839g15904。g1866结
g7536是g6564高石g3708析g1998的g1554g2533，并g5483到g3355g2260分g5079的细g4579的石g3708，g1186g13792g1363铸铁具有良好的g2159学性能和加工性能。g6238g13475g17819孕育g3800g10714的灰铸铁称为孕育铸铁。
硅铁是g7380常g1363用的孕育剂，g1363用量占孕育剂总用量的 70%～80%。我国硅铁一g14336分为含硅45%、75%和85%g989g12193，g1866g1025在铸造生产g1025g8616较多的g1363用含硅量为75%的硅铁作为孕育剂，硅铁的g12902度一g14336为3mm～10mm。对于g3733g2414为20mm～50mm的铸件，硅铁加入量为铁液的质量的0.3%～0.7%。表8g162g1025HT250、HT300、HT350g4658于较高强度的孕育铸铁，
由于在铸造之g2081g2533铁液g1025加入g1114孕育剂，g5415加入铸铁液内g2530g12447即g5430成SiO
2
的固g1319g4579质点，
铸铁g1025的碳g1209这些g4579质点为g7692心g5430成细g4579的g10267g10378石g3708。结晶时石g3708晶g7692g6980目g3698多，石g3708g10267
尺寸g2476g4579，g7368为g3355g2260地分g5079在g3534g1319g1025。g6164g1209g1866g7186g5506g13464g13467是在细g10676g1821g1319g3534g1319上分g5079g11540细g4579g10267
g10378石g3708。
生产g1025g7380常用的孕育剂加入方法为g2265内冲入法，g1866做法是将孕育剂预先放入g2265内，然
g2530冲入铁液。这g12193方法的主要优点是操作简单。但g1363用这g12193方法，孕育剂g7143氧化，烧损大，
孕育g14279浇注间隔时间g19283，孕育衰退严重。
铸铁g13475孕育g3800g10714g2530不g1177强度有较大g6564高，g13792g1000塑性和韧性g1075有g6164改善。g2528时，由于孕育剂的加入，还可g1363铸铁对冷却g17907度的敏感性g7186著g1955g4581，g1363g2520部位g18129能g5483到g3355g2260一致的g13464
g13467。g6164g1209孕育铸铁常用g7481制造g2159学性能要g8726较高、g6142g19766尺寸g2476化较大的铸件。如g8785g13580、g7366
g17736、凸轮、机床床身等。
6,灰铸铁的热处理
g9921g3800g10714只能改g2476灰铸铁的g3534g1319g13464g13467，不能改g2476石g3708的g5430g5589和分g5079，不能g1186根本上g9052g19512
g10267g10378石g3708的有g4487作用，对g6564高灰铸铁整g1319g2159学性能作用不大。因此灰铸铁g9921g3800g10714的目的主要用g7481g9052g19512铸件内应g2159、改善切削加工性能和g6564高表g19766耐磨性等。
1) g9052g19512内应g2159退火
g9052g19512内应g2159退火又称人工时g6940，对于一些g5430g10378复杂和g2520部位g3733g2414不g3355g2260g1209g2462尺寸稳定性要g8726较高的重要铸件，如机床床身、柴油机g8785g13580等，浇注时因g2520个部位和表里的冷却g17907
度不g2528g13792g4396在g9213度g5058，g1209致g5353起弹g16塑性转g2476的不g2528时，g1186g13792产生内应g2159。内应g2159在g19555g2530的机械加工g17819程g1025，发生重新分g5079，g1075g1262g17839一步g5353起g2476g5430。为g1114防止g2476g5430和g5332g16022，g5529g20047g17839g15904
g9052g19512内应g2159退火。
g9052g19512内应g2159退火，通常是将铸件g120960g263/h～100g263/h的g17907度g13543g5942加g9921到弹g16塑性转g2476g9213
度区(350g263～450g263)g1209上，保g9213一段时间，g1363铸件g2520部位和表里g9213度g3355g2260，残余应g2159在此加g9921g9213度下g5483到g7506弛和稳定化。然g2530g1209 20g263/h～40g263/h 的冷却g17907度g13543冷g14279 200g263左右g1998炉空冷，此时的铸件内应g2159能g3534本g9052g19512。
2) g9052g19512铸件白口g13464g13467、降低g11840度的退火
灰铸铁件表层和g15192g3733g3800产生白口g13464g13467g19602g1209切削加工，g19668要退火g1209降低g11840度。退火在共析g9213度g1209上g17839g15904，g1363渗碳g1319分g16311成石g3708，g6164g1209又称高g9213退火。
第8章 铸铁
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3) g8503火
g8503火的目的是g3698加铸铁g3534g1319的g10676g1821g1319g13464g13467，g6564高铸件的强度、g11840度和耐磨性，并可作为表g19766g9921g3800g10714的预先g9921g3800g10714，改善g3534g1319g13464g13467。
通常g6238铸件加g9921到850g263～900g263，若有游离渗碳g1319时应加g9921到900g263～960g263。保g9213时间根据加g9921g9213度、铸铁化学成分和铸件大g4579g13792定，一g14336为1h～3h。冷却方式一g14336采用空冷、
风冷或喷雾冷却。冷却g17907度g17246g5567，g3534g1319g13464g13467g1025g10676g1821g1319量g17246多，g13464g13467g17246弥g6967，强度、g11840度g17246
高，耐磨性g17246好。
4) 表g19766g9152火
有些铸件如机床导g17724、g13580g1319内g3733等，因g19668要g6564高g11840度和耐磨性，可g17839g15904表g19766g9152火g3800g10714，
采用高、g1025g20069g9152火法，g6238铸件表g19766g5567g17907加g9921到 900g263～1000g263，然g2530g17839g15904喷g8712冷却。结g7536
表g19766层g14731g5483一层g9152g11840层，g1866g13464g13467为g20544g8675g1319+石g3708，g9152火g2530表g19766g11840度可g17810 50HRC～55HRC，
可g1363机床导g17724的g4563g2641g6564高g134341.5倍。
8.2.2 球墨铸铁
g10711g3708铸铁和灰铸铁g11468g1296，g1075是由液g5589石g3708g10711化g13792g14731g5483的一g12193铸铁。灰铸铁g13475孕育g3800g10714
g2530虽然细化g1114石g3708g10267，但g7422能改g2476石g3708的g5430g5589。改g2476石g3708g5430g5589是大g5145度g6564高铸铁g2159学性能的根本g17896径，g13792g10711g10378石g3708g2029是g7380为g10714g5831的一g12193石g3708g5430g5589。g10711g10378石g3708对金g4658g3534g1319的损坏，g1955
g4579有g6940g6227g17745g19766g12227g1209g2462g5353起应g2159g19610g1025等g2373g4487作用g3355g8616g10267g10378石g3708的灰铸铁g4579g5483多。因此，具有
g8616灰铸铁高g5483多的强度、塑性和韧性，并保g6357有耐磨、g1955振、缺口不敏感等灰铸铁的特性。
为此，在浇注g2081g2533铁液g1025加入g10711化剂和孕育剂g17839g15904g10711化g3800g10714和孕育g3800g10714，g2029可g14731g5483石g3708呈
g10711g10378分g5079的铸铁，称为g10711g3708铸铁，简称g256g10711铁g257。g2490g3818，g10711g3708铸铁还可g1209g1699钢一g7691g17839g15904g2520
g12193g9921g3800g10714g1209改善金g4658g3534g1319g13464g13467，g17839一步g6564高g2159学性能。
1,球墨铸铁的化学成分和组织特征
g10711g3708铸铁化学成分的选择，应g5415在有g2045于石g3708g10711化的g2081g6564下，根据铸件g3733g2414的大g4579、
g13464g13467与性能要g8726g7481g1927定。通常g5785g1929下，g10711g3708铸铁g1025g18129含有C、Si、Mn、P、S、Mg等元素，
g1866g1025C和Si是g10711g3708铸铁成分g1025的主要元素。g10711g3708铸铁的碳g5415量一g14336g6523制在4.3%～4.6%范围内，碳g5415量g17819低，往往g1262导致石g3708g10711化不良；g13792碳g5415量g17819高，g7143g1998现石g3708g9430g9026现象。因此，g10711g3708铸铁的碳g5415量一g14336选在共晶成分或g11065高于共晶成分，g1209g2045于石g3708化，g1000铁液的g8981
动性g1075较好，铸造g2414铸件g5430成缩孔、缩g7506的g1554g2533g1075g1955g4579。表 8-3 g2027g1998g1114几g12193g10711g3708铸铁的化学成分的大致范围。
表8-3 球墨铸铁的化学成分及与灰铸铁的比较
g2282g4410g6116g2010/%
铸铁g12879g3423
C Si Mn P S Mg 残 RE 残
珠光体g10711墨铸铁 3.6g7943.9 2.0g7942.6 0.5g7940.8 ≥0.1 g7280.03 0.03g7940.06 0.02g7940.05
铁素体g10711墨铸铁 3.6g7943.9 2.5g7943.2 0.3g7940.5 0.05g7940.07 g7280.03 0.03g7940.06 0.02g7940.05
g17137g8675体g10711墨铸铁 3.6g7943.9 2.7g7943.1 0.25g7940.5 g7280.07 g7280.03 0.03g7940.06 0.02g7940.05
灰口铸铁 2.7g7943.6 1.0g7942.2 0.5g7941.3 g7280.30 g7280.15 — —
金属学与热处理
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g1186表g1025可g1209g11487g1998，C、Si、Mn、S、Pg1185是主要成分元素。g10711g3708铸铁化学成分的特点是，
含C、Si量较高，含Mn量较低，含S、P量低，并g1000有残g11053的g10711化剂Mg和RE元素，由于g10711化剂的加入将g19471g11873石g3708g10711化，并g1363共晶点右g12239造成g8981动性下降，g6164g1209g5529g20047严格g6523制g1866
含量。
g10711g3708铸铁的g7186g5506g13464g13467由g10711g10378石g3708与金g4658g3534g1319两部分g13464成。g1866g1025的g10711g10378石g3708通常是g4408g12447
地分g5079在金g4658g3534g1319g1025的，石g3708的g3290整度g17246好，g10711径g17246g4579，分g5079g17246g3355g2260，g2029g10711g3708铸铁的g2159学性能g1075g17246高。g10711g3708铸铁的金g4658g3534g1319g13464g13467g19512g1114受化学成分的g5445g2721g3818，还与铁液g3800g10714和铁液的凝固条件g1209g2462g9921g3800g10714有g1863。g19555g11540成分和冷却g17907度的不g2528，g10711g3708铸铁在铸g5589下的金g4658g3534g1319可分为铁素g1319、铁素g1319+g10676g1821g1319、g10676g1821g1319g989g12193，如g32828.12g6164g12046。
(a)铁素体基g10711墨铸铁 (b)铁素体+珠光体基g10711墨铸铁 (c)珠光体基g10711墨铸铁
图8.12 球墨铸铁的显微组织
2,球墨铸铁的球化处理与孕育处理
g10711化g3800g10714和孕育g3800g10714是g10711g3708铸铁生g19283g1025两个不可缺g4581的重要g10627节，g4439直g6521g5445g2721到g10711g3708
铸铁的g13464g13467和性能。目g2081对石g3708g10711化机g10714的g16760g16794还g5468不一致，一g14336g16760为，石g3708g10711化的本质在于石g3708与铁液界g19766能的g2476化。铸铁溶液g1025g10711g10378石g3708的生g19283是一个非稳定生g19283，g1866生g19283g17819
程g19512与g1866本身晶g1319结g7512特性有g1863g3818，主要受g5445g2721石g3708与铁液界g19766g15904为的因素g6523制。g10711化g3800
g10714就是通g17819g5445g2721石g3708与铁液的界g19766g15904为g7481改g2476石g3708结晶g17819程，g1186g13792g5483到g10714g5831的石g3708g5430g5589。
1) g10711化g3800g10714
g10711g3708铸铁生产g1025，铁液在g1032浇注g2081加入一定量的g10711化剂，g1209g1431g1363石g3708结晶时生g19283为g10711
g10378的操作工艺称为g10711化g3800g10714。
目g2081，国内g3818广泛应用的g10711化剂主要有两g12879：g19221系g10711化剂和g12244g3315g19221合金g10711化剂。
g19221有g5468强的脱g11839g2447氧能g2159，g4439与g11839氧g2465应g6164g5430成的g11839化g19221、氧化g19221g18129是g5468稳定的高熔点化合物，这些化合物g11468对密度g4579，g8616较g4493g7143上g9026到铁液表g19766。因此，g5415铁液g1025g11839、g11979的含量较高时，g10711化剂g19221的加入量就要g3698加，g6177能保g16789石g3708g20046g2045g10711化。g5415铁液g1025的g11839降低到
0.01%～0.02%时，残g11053g19221g5332始起g1363石g3708g10711化的作用。
g12244g3315g19221合金g10711化剂g1025的g12244g3315主要是g19100，g19100与g11839和氧g2465应可g5430成g12244g3315的g11839化物、氧化物、
g2462g11839氧化物。这些化合物熔点较高，g11468对密度与铁液g11468g17829，可g1209在铁液g1025稳定g4396在。一
g14336g16760为，g12244g3315的g10711化作用较g19221g5058，g1000石g3708g10711g3290整性不如用g19221g10711化g17819的石g3708。g12244g3315的g12373g1998特第8章 铸铁
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点是具有g6281抗g5190g6212元素g2465g10711化作用的能g2159，因此g12244g3315g19221g10711化剂可用于含有g5190g6212元素的铁液的g10711化g3800g10714。
由于我国g12244g3315g17176g9316非常g1028g4512，g6164g1209g1363用g7380多的g10711化剂是g12244g3315
g19221合金，g13792国g3818g2029g1209g13443g19221g2462g19221合金g10711化剂为主。
g10711化g3800g10714g1025的g12244g3315g19221合金的加入通常采用g2265底冲入法，冲入法的优点是g16786g3803g2462操作简单，如g3282 8.13 g6164g12046。在g2265底部g16786g13634g3576
g3377，将破g11874成g4579g3371的g10711化剂放在g3576g3377内，然g2530在g10711化剂上g19766g16218g11434
孕育剂，再在上g19766g16218g11434g14621g7420灰等，然g2530冲入1/2～2/3铁液，g5465铁液g8844g14162结g7475时，再冲入g1866余铁液。g3800g10714g4448g8617g2530g6617g6304、g6182g9207。冲入法要g8726g3800g10714g2265要预g9921到600g263～800g263，铁液g9213度应高于1400g263。
2) 孕育g3800g10714
g10711化g3800g10714只能在铁液g1025有石g3708g7692心产生时g6177能g1431g1363石g3708生g19283成g10711g10378。但是，通常g6164g1363
用的g10711化剂g18129是强g9884g19471g11873石g3708g10711化的元素，g10711化g3800g10714g2530铁液的白口g1554g2533g7186著g3698大，g19602g1209产生石g3708g7692心。因此，在g10711化g3800g10714的g2528时g5529g20047g17839g15904孕育g3800g10714(g1075称为石g3708化g3800g10714)，g1209g1431g1363石g3708生
g19283成g10711径g4579、g6980量多、g3290整度好、分g5079g3355g2260的g10711g10378石g3708，g1186g13792改善g10711g3708铸铁的g2159学性能。
孕育g3800g10714g6164g1363用的孕育剂g5529g20047是含有强g9884g1431g17839石g3708化元素的物质，g1866g1025应用g7380多的是含Si 75%的硅铁。孕育剂的加入，通常是在g10711化g3800g10714g2530，g15929加g2109余铁液时，将孕育剂g3355g2260
g6758在g1998铁g8145内，g19555g15929加铁液冲入g13475g10711化g3800g10714的铁液g1025。孕育g3800g10714g2530的铁液应g12447即g17839g15904浇注，
g2554g2029g19555g11540g1584放时间的g5322g19283，孕育g3800g10714的g6940g7536g1262在铸件g1025g1955弱，即产生孕育衰退现象。
3,球墨铸铁的牌号、性能与用途
1) 牌号
g10711g3708铸铁的牌号、g2159学性能g2462用g17896见表 8g164。牌号g1025的g256QTg257是g256g10711铁g257g1120字汉语拼音的大写字g3848，在g256QTg257g2530g19766两g13464的g6980字分别表g12046g7380低抗拉强度(MPa)和g7380低g1292g19283g10587(%)。
表8-4 球墨铸铁的牌号、力学性能及用途
力g4410g5627g14033(g993小g1122)
牌号 基体
b
σ /MPa
0.2
σ /MPa
δ /% k
α /J? cm
-2
HB
应用举例
QT400-17 F 400 250 17 60 ≤179
QT420-10 F 420 270 10 30 ≤207
阀体g2656阀盖，汽车、g1881g10135机车、g6314
拉机底g11436g19658件，机床g19658件等
QT500-05 F+P 500 350 5 g252 147g794241 机油泵齿轮g2656轴g10938等
QT600-02 P 600 420 2 g252 229g794302
QT700-02 P 700 490 2 g252 229g794304
QT800-02 S 回 800 560 2 g252 241g794321
汽油机的g7366轴、g1996轮，车床g1039轴，
g12366压机、g1931g1935机的缸体、缸套等
QT1200-01 B 下 1200 840 1 30 ≥38HRC g6314拉机的g1955g17907齿轮等
2) 性能与用途
与灰口铸铁相比，球墨铸铁具有较高的抗拉强度和弯曲疲劳极限，也具有相当良好的塑性及韧性。这是由于球形石墨对金属基体截面削弱作用较小，使得基体比较连续，基体强度利用率可达 70%～90%，且在拉伸时引起应力集中的效应明显减弱，从而使基体的作
图8.13 包底冲入法
金属学与热处理
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·174·
用可以从灰铸铁的 30%～50%提高到 70%～90%。另外，球铁的刚性也比灰铸铁好，但球铁的消振能力比灰铸铁低很多。
由于球墨铸铁的力学性能主要取决于基体组织的性能，所以球铁可通过合金化和热处理强化的方法进一步提高它的力学性能。因此，球铁可以在一定条件下代替铸钢、锻钢等，
用以制g17908g2475力g3809g7446、g17139g14667较g3835和要g8726g13796g11964的铸件。g3926具有高强度与g13796g11964性的g10676g1821体球铁g5132用
g7481制g17908g1881g10135g7438曲g17736、g1996g17730g17736、g17723钢g7438g17723g17758等g727具有高韧性和塑性的铁g13044体球铁g5132用g7481制g17908
g19412g19388、g8785g17722g2530g7737g3783、g10325g19131等。当铁g13044体球墨铸铁的伸g19283率达10%～15%时，可用于g1630g263～
g16375g263g9213度g14551g3272g1881，代替25铸钢制g17908中g2399g19412g19388。球墨铸铁在一定g14551g3272g1881可以代替铸钢，制
g17908塑性和韧性要g8726较高的铸件。
(1) 抗拉强度。g993g2528基体组织的球墨铸铁的应力g16应g2476曲g13459g3926g32828.14所g12046。从g3282中可以
g11487g1998，球墨铸铁基体组织的g11840度g17246高，g1866抗拉强度g17246高，而伸g19283率g17246低。球墨铸铁与g1866g1194
铸铁相比，g993g1177具有高的抗拉强度，而且g1866g4636g7393强度 σ
0.2
也g17241过g1231g1321一g12193铁g11911合金，比钢
g17836要高得多。球墨铸铁的g4636强比σ
0.2
/σ
b
g10380.7～0.8，g1972g1058g1038钢的2g1505。
图8.14 不同基体组织的球墨铸铁的应力-应变曲线
在一g14336g7438g7812g16786g16757中，g7460g7021的g16780用应力是g7693g6466g7460g7021的g4636g7393强度g7481g11842定的，因此，对于g6227
g2475g19757g17139g14667的g19658件，用球墨铸铁代替铸钢，可以减g17743g7438g3132的g17148g18339。
(2) 抗g1926g1999性能。当用一g8437g1926g1999g16809g20576法g8991g16809时，g10676g1821体球墨铸铁的g1926g1999韧性g17840比45钢低，因此，g10676g1821体球墨铸铁在一g1135g6227g2475g5052g3835g1926g1999g17745g14667的g19658件g990，应用g2475到g1114一定的限制。
但当用小能g18339多g8437g1926g1999g4466g20576法g8991g16809时，g10676g1821体球墨铸铁g6227g2475小能g18339多g8437g1926g1999的强度性能要比 45 钢高(g16277g3282 8.15)，g6937有g1135g6227g2475小能g18339g1926g1999g17745g14667的g19658件可用g10676g1821体球墨铸铁g7481代替
45 钢。用球墨铸铁制g17908g2469g2172g7438曲g17736，当g1866g1926g1999g1552 a
k
达 8J/cm
2
～15J/cm
2
时g5062能g14731得良好的使用性能。
(3) 疲劳强度。铸铁的疲劳强度在很g3835g12255度g990取决于石墨的形g10378。球g10378的疲劳强度g7380
高，g3254g13122g10378的g8437g1055，g10267g10378的g7380低，且g19555石墨g6980g18339g3698多，铸铁的疲劳强度g19489低。g32828.16所g12046
g1038疲劳强度和抗拉强度的g1863g13007，由g3282可g11705，要g8726g6209g17728疲劳强度g3835的曲g17736g18331用球墨铸铁是可
g15904的。
第8章 铸铁
·175·
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图8.15 正火球墨铸铁与正火45钢的A-n曲线比较
图8.16 球墨铸铁疲劳强度和抗拉强度的关系
4,球墨铸铁的热处理
球墨铸铁的组织可以g11487作是钢的组织g2164球g10378石墨所组g6116，钢在热处理相g2476时的一g1135g2419
理在球墨铸铁热处理时也g18129g17878用。而且，球墨铸铁力学性能g2460主要取决于金属基体，热处理可以改g2476g1866基体组织，从而显著地改善球墨铸铁的性能。但球墨铸铁中的g11911和硅含g18339g17840
比钢高，这样球墨铸铁热处理时既有与钢相似的特点，也有自己的特点。
球墨铸铁是以铁g16g11911g16硅g1038主的多元铁基合金，共析g17728g2476是g2469生在一个g9213度区间g1881，在此g9213度区间g1881，可以存在铁g13044体，奥氏体和石墨的三相稳定平衡，也可以存在铁g13044体、奥氏体和渗g11911体的三相介稳定平衡。在此共析g9213度区间g1881的g993g2528g9213度，g18129对应着铁g13044体和奥氏体平衡的相对g18339。
球墨铸铁虽然含g11911g18339比钢高得多，但通过热处理控制g1866g993g2528的石墨化g12255度，g993g1177可以
g14731得类似于低g11911钢的铁g13044体基体g727类似于中g11911钢的铁g13044体+g10676g1821体基体g727甚至高g11911钢的g10676g1821
体基体组织。因此，球墨铸铁热处理g2530，既可以g14731得相当于低g11911钢的力学性能，g2460可g14731得金属学与热处理
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相当于中、高g11911钢的力学性能，这是钢的热处理所达g993到的。石墨虽然在热处理过g12255中也参g2164相g2476，但热处理g993能改g2476石墨的形g10378和分布。因此，石墨的形g10378对热处理效果有决定性作用。
1) 退火
球墨铸铁的组织中往往包含g1114铁g13044体、g10676g1821体、球g10378石墨以及由于球化剂g3698g3835铸件的白口倾向而产生的自由渗g11911体，g1038g1114g14731得单一的铁g13044体基体，提高铸件塑性，从而改善球墨铸铁的切削g2164工性能，消除铸g17908应力，必须进g15904退火处理。球墨铸铁的退火可分g1038消除
g1881应力退火、低g9213退火和高g9213退火。
2) 正火
球墨铸铁的正火一g14336可分g1038完全奥氏体化正火(高g9213正火)和g993完全奥氏体化正火(低g9213
正火)。球墨铸铁高g9213正火的目的是g3698g2164基体组织中的g10676g1821体g18339，提高强度、g11840度和g13796g11964性，
g2528时g17836可以消除游离渗g11911体。高g9213正火g2530的基体组织g1038g10676g1821体或g10676g1821体g2164少g18339铁g13044体。低
g9213正火的目的是g14731得较高的塑性、韧性与一定的强度，即g14731得较好的综合力学性能。对于
g3835界面铸件，g1038g1114g14731得g10676g1821体基体，一g14336要g17878当g19489低g11911当g18339。球墨铸铁经过球化处理g2530本
g7481就要较g3835的白口倾向，若在g19489低g11911当g18339，则更容易g1998现白口。生产g4466践证明，要g14731得g10676
g1821体球墨铸铁g993能只依靠调节化学g6116分和铸g17908工艺g7481g4466现，而主要是依赖球墨铸铁的正火处理，球墨铸铁过冷倾向g3835，所以正火g17836可以使g10676g1821体细化。
3) 调g17148处理
对于g2475力比较g3809g7446，要g8726综合力学性能较高的球墨铸铁件，可g18331用淬火g2164高g9213回火，
即调g17148处理，g1866工艺g1038：g2164热到850g263～900g263，使基体g17728g2476g1038奥氏体，在油中淬火得到马氏体，然g2530经550g263～600g263回火，空冷，g14731得回火索氏体＋球g10378石墨。回火索氏体基体g993
g1177强度高，而且塑性、韧性比正火得到的g10676g1821体基体好，且切削g2164工性比较好，g6937球墨铸铁经调g17148处理g2530，可代替部分铸钢和锻钢制g17908一g1135重要的结构g19658件，g3926连杆、曲g17736以及g1881
g10135g7438g17722万向g17736等。
4) 等g9213淬火
等g9213淬火是目前g14731得高强度和g17241高强度球墨铸铁的重要热处理方法。球墨铸铁等g9213淬火g2530，除g14731得高强度外，g2528时具有较高的塑性、韧性，因而具备良好的综合g7438g7812性能和g13796
g11964性。等g9213淬火比普通淬火有较少的g1881应力，所以能够防止形g10378g3809g7446的铸件g2476形和开裂。
球墨铸铁等g9213淬火工艺与钢相似，即把铸件g2164热到临界点 A
c1
以g990 30g263～50g263，经一定时间保g9213，使基体组织g17728g2476g1038化学g6116分均匀的奥氏体，然g2530将铸件迅速淬入到 300g263左右的热浴中，等g9213停留一定时间，使过冷奥氏体等g9213g17728g2476g6116下贝氏体组织，然g2530取g1998空冷，g14731
得下贝氏体和少g18339残余奥氏体。
5) 感应g2164热表面淬火
对于g7588g1135球墨铸铁铸件，g3926在g2172g17745g14667与g6717g6842条件下工作的g21843g17730、曲g17736、g1996g17730g17736以及主
g17736等，它g1216除要g8726具有良好的综合力学性能外，g2528时g17836要g8726工作表面具有较高的g11840度和g13796
g11964性以及疲劳强度。因此，对于这类球墨铸铁件往往g18129g19668要进g15904表面淬火，g3926火g9988g2164热表面淬火、中g20069或高g20069感应g2164热表面淬火等，g1866中，应用较多的是感应g2164热表面淬火。
第8章 铸铁
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球墨铸铁进g15904感应g2164热表面淬火时，把铸件表面g4630g5567速g2164热到 900g263～1000g263，g17728g2476
g1038奥氏体g2164球g10378石墨，然g2530g2955g8712冷g2376或将铸件淬入冷g2376g8145中，使表面g4630g17728g2476g1038马氏体g2164球
g10378石墨，而g5527部g1185保g6357g7422经淬火的g2419g3999组织。从而g14731得表面高g11840度、高g13796g11964性，而g5527部则
g1185保g6357有良好的综合力学性能。
8.2.3 蠕墨铸铁
g15849墨铸铁是g17829g5192g7481g2469g4649起g7481的一g12193g7044g3423工g12255g7460g7021，它是经过以g12244g3315g1038主的g15849化剂g2476g17148
处理和硅铁的g4393g13958处理g2530得到的。
1,蠕墨铸铁的化学成分和组织特征
g15849墨铸铁的石墨具有介于g10267g10378石墨和球g10378石墨g1055间的中间形g5589，在g1821学显g5506g19248下g1038g1126
g993相连的g11713g10267，与灰口铸铁的g10267g10378石墨类似。所g993g2528的是，g1866石墨g10267的g19283g2414比较小，g12483
部较g3290(形似g15849g15423)，所以可以g16760g1038，g15849g15423g10378石墨是一g12193过g9205g3423石墨。石墨形g5589g3926g3282 8.17 所
g12046。g15849墨铸铁的化学g6116分一g14336g1038：w
C
=3.4%～3.6%，w
Si
=2.4%～3.0%，w
Mn
=0.4%～0.6%，
w
S
g3040.06%，w
P
g3040.07%。
图8.17 蠕虫状石墨形态
2,蠕墨铸铁的牌号、性能特点及用途
g15849墨铸铁的g10272g2507、力学性能及用途g16277表 8g165。g15849墨铸铁的g10272g2507用g256RUTg257表g12046，g10272g2507
g2530面g6980g4395表g12046g7380低抗拉强度g11MPag12。表中的g256g15849化率g257表g12046在有代表性的显g5506g16282g18338g1881，g15849
g15423g10378石墨g6980目与全部石墨g6980目的g11346分比。
表8-5 蠕墨铸铁的牌号、力学性能及用途
力g4410g5627g14033(g993小g1122)
牌号
b
σ /MPa
0.2
σ /MPa
δ /%
HBS
g15849g2282
g10587/%
基体
组织
应用举例
RUT420 420 335 0.75 200g794280 P
RUT280 380 300 0.75 193g794274 P
活塞g10627、制动g11436、钢g10711g11752g11964g11436、
泵体等
RUT340 340 270 1.0 170g794249 P+F
机床工g1328g2500、大g3423齿轮箱体、飞轮等
RUT300 300 240 1.5 140g794217 F+P
g2476g17907g3132箱体、汽缸盖、排气管等
RUT260 260 195 3.0 121g794197
≥50
F 汽车底g11436g19658件、g3698压g3132g19658件等
金属学与热处理
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g15849墨铸铁是一g12193g7044g3423高强铸铁g7460g7021，它的强度g6521g17829于球墨铸铁，g5194且有一定的韧性，
但g993g3926球墨铸铁，g15849墨铸铁的g13796g11964性较好，g2528时g2460具有良好的铸g17908性能和g4560热性。它g17878用于制g17908重g3423g7438g5214g5214g17535、g8785g13580g3883、钢g19201g8181、g9094g2399g19412等铸件。
8.2.4 可锻铸铁
可锻铸铁是由白口铸铁经g19283时间石墨化退火而g14731得的一g12193高强度铸铁。白口铸铁中的游离渗g11911体在退火过g12255中分g16311g1998g3254g13122g10378石墨，由于g3254g13122g10378石墨对铸铁金属基体的g2118裂和引起的应力集中作用比灰铸铁小得多。因此，与灰铸铁相比，可锻铸铁的强度和韧性有明显提高，g5194且有一定的塑性g2476形能力，因而g12228g1038可锻铸铁g11或g4649性铸铁，g2460g12228g1038马口铸铁g12。
1,可锻铸铁的化学成分和组织特征
可锻铸铁的生产是由g1016个相g1126g11695g11474的工艺过g12255所组g6116的。由于生产可锻铸铁的g1820决条件是g8987g8892g1998白口铸铁，g1038g1114保证铸件g8987铸g2530g14731得g13443白口组织，所以可锻铸铁的g11911硅含g18339g993
能g3838高，以g1427使铸铁完全白口化g727但g11911、硅含g18339也g993能g3838低，g2554则要g5322g19283石墨化退火g2620
g7411，使生产率g19489低。可锻铸铁的化学g6116分g3835g14280g1038：w
C
=2.5%～3.2%，w
Si
=0.6%～1.3%，
w
Mn
=0.4%～0.6%，w
P
=0.1%～0.26%，w
S
=0.05%～1.0%。
g6365热处理条件的g993g2528，将可锻铸铁分g1038g1016类：一类是铁g13044体基体＋g3254g13122g10378石墨的可锻铸铁，它是由白口g8623g3395经高g9213石墨化退火而得，g1866g7041口g2588g21669灰g14406，g1451g12228g21669g5527可锻铸铁，这
g12193铸铁件的强度与塑性均较灰铸铁的高，g19762g5132g17878合铸g17908g15192g3733g19658件，是g7380g1038g5132用的一g12193可锻铸铁g727另一类是g10676g1821体基体或g10676g1821体与少g18339铁g13044体共存的基体g2164g3254g13122g10378石墨的可锻铸铁件，
它是由白口g8623g3395经g8699化g14085g11911而得，g1866g7041口g2588白g14406，g1451g12228白g5527可锻铸铁，这g12193可锻铸铁很少应用。g1016g12193组织g3926g32828.18所g12046。
图8.18 可锻铸铁的显微组织
2,可锻铸铁的牌号、性能特点及用途
可锻铸铁的g10272g2507、力学性能及用途g16277表 8g166。可锻铸铁的g10272g2507用g256可铁g257g1016g4395g8733g16833g6352
g19911的g12544一个g3835g1901g4395g8609g256KTg257表g12046，g256Hg257表g12046g256g21669g5527g257，g256Zg257表g12046g10676g1821体基体，g10272g2507g2530
面g1016组g6980g4395分g2047表g12046g7380低抗拉强度(MPa)和g7380低伸g19283率g1552(%)。
第8章 铸铁
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表8-6 可锻铸铁的牌号、力学性能及用途
机械g5627g14033(g993小g1122)
牌号
g16809g7691g11464
g5464/mm
σ
b
/MPa σ
0.2
/MPa δ/%
g11840度/HB 基体 应用举例
KTH300g25206 300 186 6 F
管道，g5379g3848、g6521g3848、g989通，
中压阀门
KTH330g25208 330 g713 8 F g6215手，g7804刀，g13454织机g11436g3848
KTH350g25210 350 200 10 F
KTH370g25212 370 226 12
120g794150
F
汽车g2081g2530轮壳，铁道g6199
板，g11017机壳等
KTZ450g25206 450 270 6 150g794200 P
KTZ550g25204 550 340 4 180g794250 P
KTZ650g25202 650 430 2 210g794260 P
KTZ700g25202
12g612215
700 530 2 240g794290 P
g7366轴、g1996轮轴，g17842g7450、齿轮、活塞g10627、轴套、矿车轮等
可锻铸铁中的石墨g2588g3254g13122g10378分布，对金属基体的g2118裂和g11784g3363较小，石墨g4586g12483引起的应力集中小，金属基体的力学性能可较g3835g12255度地g2469g6393。可锻铸铁的力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁g1055间，有较好的g13796g15444性，但由于退火时间g19283，生产效率极低，使用g2475到限制，g6937一
g14336用于制g17908形g10378g3809g7446，g6227g2475g1926g1999、振g2172及g6209g17728g3809合的铸件，g3926g8785g17722、g6314拉g7438的g2530g7737g3783、g17730
g3783、g17728向g7438构等。可锻铸铁也g17878用于制g17908在g9538g9299空g8680、g9821g8680和g8712等介g17148中工作的g19658件，g3926
g8712g7274g7460g7021的三通、低g2399g19412g19388等。
3,可锻铸铁的石墨化退火
可锻铸铁的石墨是通过白口铸件退火形g6116的。通g5132将g20056制好的白口g8623g3395g2164热到
900g263～1000g263，保g9213 60h～80h，使共g7242渗g11911体分g16311g1038奥氏体g2164g3254g13122g10378石墨，然g2530g9821冷至
770g263～650g263，g19283时间保g9213，奥氏体中析g1998g1120g8437石墨，冷g2376g14731得g21669g5527可锻铸铁。若取消g12544
g1120g19466g8585的770g263～650g263g19283时间保g9213，只g16765g12544一g19466g8585石墨化g1817分进g15904，g9821冷g2530g1427g14731得白g5527可锻铸铁。退火工艺g3926g32828.19所g12046。
图8.19 可锻铸铁的退火曲线
8.2.5 特殊性能铸铁
工g1006g990除g1114要g8726铸铁有一定的力学性能外，有时g17836要g8726它具有较高的g13796g11964性以及g13796热性、g13796g15444性。g1038此，在普通铸铁的基g11796g990g2164入一定g18339的合金元g13044，制g6116特g8542性能铸铁，主金属学与热处理
·180·
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要包g6336g13796g11964铸铁、g13796热铸铁和g13796g15444铸铁。
1,耐磨铸铁
g7693g6466工作条件的g993g2528，g13796g11964铸铁可以分g1038减g11964铸铁和抗g11964铸铁g1016类。减g11964铸铁用于制
g17908在有g9082g9381条件时工作的g19658件，g3926g7438g5214g5214g17535、g4560g17724和g8785g13580g3883等，这g1135g19658件要g8726较小的g6717g6842
g13007g6980。g5132用的减g11964铸铁主要有g11979铸铁、g11856铸铁、g19046钛铸铁和铬钼铜铸铁。抗g11964铸铁用g7481制
g17908在干g6717g6842条件下工作的g19658件，g3926g17723g17758、球g11964g7438g11964球等。g5132用的抗g11964铸铁有g10676g1821体白口铸铁、马氏体白口铸铁和中锰球墨铸铁。
2,耐热铸铁
普通灰口铸铁的g13796热性较差，只能在小于 400g263的g9213度下工作，在高g9213下工作的g9821底板、换热g3132、坩埚、热处理g9821g1881的运输链条等，必须使用g13796热铸铁。g13796热铸铁是指在高g9213
下具有良好的抗g8699化和抗生g19283能力的铸铁。g8699化是指铸铁在高g9213下g2475g8699化性g8680氛的侵g15444，
在铸件表面g2469生的化学腐g15444的现象。由于表面形g6116g8699化皮，减少g1114铸件的有效g7041面，因而
g19489低g1114铸件的g6227g17745能力。生g19283是指铸铁在高g9213下反g3809g2164热冷g2376时g2469生的体积g19283g3835，g17908g6116g19658
件尺寸g3698g3835，g5194使力学性能g19489低。铸件在高g9213和有g17139g14667作用下，由于g8699化和生g19283g7380终g4560g14280
g19658件g2476形、翘曲、产生裂纹，甚至g11784裂。在铸铁中g2164入Al、Si、Cr等元g13044，一方面在铸件表面形g6116g14280密的 SiO
2
、Al
2
O
3
、Cr
2
O
3
等g8699化膜，阻碍继续g8699化g727另一方面提高铸铁的临界
g9213度，使基体g2476g1038单相铁g13044体，g993g2469生石墨化过g12255，从而改善铸铁的g13796热性。
g13796热铸铁g6365g1866g6116分可分g1038硅g13007、铝g13007、硅铝g13007及铬g13007等。g1866中铝g13007g13796热铸铁脆性较g3835，
而铬g13007g13796热铸铁的价格较贵，所以我国多g18331用硅g13007和硅铝g13007g13796热铸铁。
3,耐蚀铸铁
普通铸铁的g13796g15444性很差，这是因g1038铸铁本g17535是一g12193多相合金，在电g16311g17148中各相具有g993
g2528的电极电位，g1866中以石墨的电极电位g7380高，渗g11911体g8437g1055，铁g13044体g7380低。电位高的相是阴极，电位低的相是阳极，这样就形g6116g1114一个g5506电池，于是作阳极的铁g13044体g993g7041被消耗掉，
一直深入到铸铁g1881部。
提高铸铁g13796g15444性的主要途径是合金化。在铸铁中g2164入 Si、Cr、Al、Mo、Cu、Ni 等合金元g13044形g6116保护膜，或使基体电极电位升高，可以提高铸铁的g13796g15444性能。另外，通过合金化，g17836可g14731得单相金属基体组织，减少铸铁中的g5506电池，从而提高g1866抗g15444性。目前应用较多的g13796g15444铸铁有高硅铸铁、高硅钼铸铁、铝铸铁、铬铸铁等。
小 结
含g11911g18339g3835于 2.11%的铁g11911合金g12228g1038铸铁，工g1006g990g5132用的铸铁的g6116分g14551g3272是：
w
C
=2.5%～4.0%，w
Si
=1.0%～3.0%，w
Mn
=0.5%～1.4%，w
P
=0.01%～0.50%，w
S
=0.02%～
0.20%，有时g17836含有一g1135合金元g13044，g3926：Cr、Mo、V、Cu、Al等。
铸铁中的石墨形g5589、尺寸以及分布g10378况对性能影响很g3835。g7693g6466石墨形g5589g993g2528，铸铁分g1038灰口铸铁、球墨铸铁、g15849墨铸铁及可锻铸铁。
第8章 铸铁
·181·
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球墨铸铁的力学性能主要取决于基体组织的性能，所以球铁可通过合金化和热处理强化的方法进一步提高它的力学性能。
在普通铸铁的基g11796g990g2164入一定g18339的合金元g13044，可制g6116g13796g11964铸铁、g13796热铸铁和g13796g15444
铸铁等特g8542性能铸铁。
本 章 习 题
1,铸铁的石墨形g5589有g1972g12193？g16809述石墨形g5589对铸铁性能的影响。
2,铸铁的石墨化过g12255是g3926g1321进g15904的？影响石墨化的主要因g13044有哪g1135？
3,g16809述灰铸铁g10267g10378石墨的形g6116g7438理及g1866热处理特点。
4,g16809述球墨铸铁的组织及热处理特点。
5,g16809述g15849墨铸铁显g5506组织和性能特点。
6,可锻铸铁是g3926g1321g14731得的？g1038什么它只宜制作g15192g3733小铸件？
