第七章 铸铁
引 言
? 从铁碳相图知道，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：
2.5~4.0%C,1.0~3.0%Si,0.5~1.4Mn，
0.01~0.50%P,0.02~0.20%S，有时还含有一
些合金元素，如,Cr,Mo,V,Cu,Al等。
? 虽然铸铁的机械性（抗拉强度、塑性、韧性）较低，
但是由于其生产成本低廉，具有优良的铸造性、可
切削加工性、减震性及耐磨性，因此在现代工业中
仍得到了普遍的应用，典型的应用是制造机床的床
身、内燃机的汽缸、汽缸套、曲轴等。
? 铸铁的组织可以理解为在钢的组织基体上分布有不
同形状、大小、数量的石墨。
铸 铁
? 一、铸铁的石墨化过程
? 二、影响铸铁石墨化的因素
? 三、灰铸铁的组织分类及性能特点
? 四、各类灰口铸铁的牌号及用途
? 五、铸铁的热处理及合金铸铁
一,铸铁的石墨化过程
? 石墨的晶体结构
? 铸铁的石墨化过程
? 根据石墨化程度不同铸铁的分类
石墨的晶体结构
? 石墨为稳定相，具有特殊的简单六方晶格，其底面原子呈六方
网格排列，原子间距小（ 1.42× 10-10m），结合力很强；而
底面之间的间距较大（ 3.04× 10-10m），结合力较弱。所以
石墨的强度、硬度和塑性都很差。
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Fe-G相图
? 对铁碳合金的结晶
过程来说，实际上存
在两种相图，即
Fe3C-Fe和 Fe-G相图,
铁碳合金结晶条件不
同可以全部或部分地
按照其中的一种或另
一种相图进行结晶
1.0
600
200
400
1400
温
度
℃ 1000
800
1200
1600
0.77
α +Fe3C （实线）
α +Fe3C （虚线）
5.04.03.02.0
C
6.696.0
Fe 3 C
γ +Fe3C （实线）
γ +Fe3C （虚线）
4.06
2.11
2.08
3
0.68
γ
1148
1154
4.3
L
返回
铸铁的石墨化过程
? 铸铁组织中石墨的形成叫叫, 石墨化, 过程。
? 第一阶段
? 共晶石墨
? 第二阶段
? 二次石墨
? 第三阶段
? 共析石墨
返回
根据石墨化程度不同铸铁的分类
根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁
可分为如下三类,
? （ 1）灰口铸铁
第一和第二阶段石墨化过程进行充分，其断口为
暗灰色，工业上所用的铸铁几乎全部属于这一类。
根据第三阶段进行情况的不同有铁素体，铁素体 +珠光
体及珠光体灰口铸铁。
? （ 2）白口铸铁：没有石墨化，完全按 Fe-Fe3C相图进行
结晶而得到的铸铁（ F+Fe3C） Fe3CI+Ld’,Ld’,P+
Fe3CⅡ + Ld’。
? （ 3）麻口铸铁：第一阶段石墨化未充分进行，其组织
Ld’+P+G，含有 Ld’工业上应用较少（脆、硬）
返回
二,影响石墨化的主要因素
? 化学成分
? 冷却速度
化学成分的影响
? C促进石墨化进行，含碳量愈高愈易石墨化，但不能太高，使石
墨数量增多，粗化、性能变差，太低易出白口，故 2.5~4.0%C。
? 合金元素：促进石墨化,Si,P等，铸铁中每增加 1%的 Si共晶
点的含碳量相应降低 1/3，保证 2.5~4.0%C的铸铁具有好的铸
造性能。
? P含量大于 0.3%后出现 Fe3P，硬而脆，细小均匀分布时，提高
铸铁的耐磨性，反之连成网，降低铸铁的强度，除耐磨铸铁外，
（ 0.5~1.0%P）通常铸铁 P含量＜ 0.3%。
? 阻碍石墨化 Mn,S等。
? S不仅阻碍石墨化，还会降低铸铁的强度和流动性，故其含量应
尽量低，一般在 0.15%以下，而錳因为可与硫形成 MnS，减弱
硫的有害作用，同时可促进珠光体基体的形成，从而提高铸铁的
强度，故可充许其含量在 0.5~1.4%
返回
冷却速度的影响
? 冷却速度愈慢，即过冷度愈小，愈有利于按照 Fe-
G相图进行结晶，对石墨化愈有利，反之冷却速度
愈快，过冷度增大，不利于铁和碳原子的长距离扩
散，愈有利于按 Fe-Fe3C相图进行结晶，不利于石
墨化的进行。
? 生产中铸铁冷却速度可由铸件的壁厚来调态，综合
了铸铁化学成分和冷却速度对铸铁组织的影响，可
见，碳硅含量增加，壁厚增加易得到灰口组织，石
墨化愈完全；反之，碳硅含量减少，壁厚愈小，愈
易得到白口组织，石墨化过程越不易进行。
返回
三、灰口铸铁的组织分类及性能特点
? 灰口铸铁的基体组织
? 按照石墨的形状不同，灰铸铁的分类
? 灰口铸铁的性能特点
? 提高灰口铸铁的机械性能的途径
灰口铸铁的基体组织
1,灰口铸铁的基体组织,F,F+P,P。灰铸铁组织可简单看
成, 钢基体, 和, 石墨夹杂, 共同构成。
石墨可以有不同的形态：自然情况下从液态析出的石墨均呈片状，
因为石墨呈六方结构，底面上原子排列密度大，原子间键力已
达到饱和，而侧面上的原子键未达到饱和，易于吸收碳原子，
故沿侧面长大速度快，其结果使其呈片状。
2、当在浇注前向铁水中加入球化剂或蠕化剂时，石墨可呈球状或
蠕虫状。
3、此外由 Fe3C在适当高温下（ 900~1000℃ ）下分解产生的石
墨还可呈团絮状。
返回
灰铸铁的分类
? 按照石墨的形状不同，可将灰铸铁分为四类,
? 即灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁。
? 灰铸铁：基体组织（ F,F+P,P） +片状 G
? 球墨铸铁：基体组织（ F,F+P,P） +球状 G
? 蠕墨铸铁：基体组织（ F,F+P,P） +蠕状 G
? 可锻铸铁：基体组织（ F,F+P,P） +团絮状 G
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灰铸铁的性能特点
1）优良的铸造性能
2）良好的切削加性
3）优良的耐磨性与减震性
4）较低的机械性
5）缺口敏感性较低
1）优良的铸造性能
? 含碳量高，（ 2.5~4.0%C），成分接近共
晶点，熔点比钢低得多，流动性好，分散缩
孔少，偏析程度小。且在凝固过程中会析出
比容较大的石墨，所以收缩率也小，凡无法
用锻造成型的形状复杂的零件，汽缸体，变
速箱外壳等均可用灰口铸铁铸造而成。
返回
2）良好的切削加性
? 石墨使切削容易脆断，同时石墨本身润滑作
用减轻刀具的磨损。
返回
3）优良的耐磨性与减震性
? 石墨有利于滑润和贮油，磷含量的增加还可
形成硬而脆的磷共晶等使铸铁有好的耐磨性。
铸铁中的石墨能将震动能转变为热能，从而
消震。
返回
4）较低的机械性
? 灰口铸铁的抗拉强度、塑性、韧性和疲劳强度都比
钢低得多，因为石墨的强度、塑性几乎为零，石墨
的存在减小了基体的有效面积，且石墨本身可以看
成是一个个孔洞和裂纹，破坏了基体的连续性，所
以可把灰口铸铁看成是布满孔洞和裂纹的钢。
? 铸铁的硬度和抗压强度主要取决于基体组织，而与
石墨无关，抗压强度大大超过抗拉强度（ 2.5~4
倍），在压力负荷下石墨不起裂纹作用。
返回
5）缺口敏感性较低
? 由于石墨可以看成是孔洞和裂纹，故灰口铸
铁对零件表面缺陷和缺口不敏感，即缺口敏
感度小。
返回
提高灰口铸铁的机械性能的途径
? 若提高灰口铸铁的机械性能必须从两方面着
手：一是在铸造时通过孕育处理（或变质处
理）、球化处理、蠕化处理等方法，改变石
墨的形态、大小、数量及分布状况；二是通
过合金化的热处理改变基体组织。
返回
四、各类灰口铸铁的牌号及用途
? 1．灰铸铁
? 2．可锻铸铁
? 3．球墨铸铁
? 4.蠕墨铸铁
1．灰铸铁
? 灰铸铁由铁水直接浇注而得，组织（ F,F+P、
P+G片），可见，生产过程最简单，且成本低故应
用广泛，典型的应用如汽缸和汽缸套，机床床身、
卡盘等。
? 由于石墨呈片状，对基体的割裂作用最大，其强度、
塑性、韧性远比基体钢低，而且粗大的石墨的割裂
作用更大，通常对灰铸铁采取变质处理（孕衣处
理）：在浇注前加少量的孕育剂（硅铁或硅码合
金），使铁水中形成大量的人工石墨晶粒，细化石
墨片，减小对基体的割裂作用，使其强度可有所提
高。
下页
1．灰铸铁
? 其牌号用 HT+抗拉强度（最小） 汉语拼音
,灰铁,
? 如 HT100表示最小抗拉强度为 100Mpa的灰
铸铁
灰铸铁的组织示意图
返回
(a)F+G片 (b)F+P+G片 (c)P+G片
2．可锻铸铁
? 它是将铁水先浇注成白口铸铁件，然后经石
墨化退火而得到石墨呈团絮状形态的一种铸
铁，其强度较灰铸铁高，塑性比灰铸铁好，
且有一定的塑性变形能力，因此又被称为展
性铸铁韧性铸铁，其可锻铸铁也是由此而得
名，实际上也是不能经过锻造加工的，只是
因为其较灰铸铁有一定的韧性，才称为可锻
铸铁。
可锻铸铁的组织示意图
下页
可锻铸铁的性能特点
? 较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。
? 比灰口铸铁性能优越； 与球墨铸铁相比，可锻铸铁
质量稳定、薄壁件不易生成白口。
? 铁素体 可锻铸铁常作汽车、拖拉机的前后轮壳、减
速器、中低压阀门、管接头及农具等。
? 珠光体可锻铸铁常用作曲轴,连杆、齿轮等
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可锻铸铁的退火工艺
当白口铸铁加热到高温（ 900~1000℃ ），并长时间的
15~30h保温，渗碳体分解为 A+团絮状石墨，缓慢冷却时 A中不
断析出二次石墨，使团絮状石墨不断长大，直到冷却到共析转变
温度时,A分解为 F+G，得到铁素体基体的可锻铸铁，组织 F+G
团絮，固其断口心部存在大量的石墨而呈灰黑色，表层因退火脱
碳呈白色，故称黑心可锻铸铁，若通过共析转变区时的冷却速度
较快，则 A→ P，而得到珠光体基体的可锻铸铁，显微组织,P+G
团絮状，称珠光体可锻铸铁。此外，如果将白口铸铁件在氧化性
介质中退火，使表面层完全脱碳得到 F组织，心部仍为珠光体组织
加上团絮状石墨，其断口心部呈白亮色，表面呈暗灰色 ——称白
心可锻铸铁，白心可锻铸铁工艺复杂，性能与黑心差不多，故应
用较少。
? 所有的可锻铸铁生产周期长，工艺复杂，成本高，所以目前不少
可锻铸铁件渐渐被球块所代替。
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3.球墨铸铁
? 球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入一定量的球化剂（ Mg,Ce及其
他烯土）进行球化处理，并加入少量的孕育剂（硅铁或硅钙合金）
以促进石墨化，浇注后得到球状石墨的铸铁。
? 组织（ F,F+P,P） +G球状。
? 由于石墨呈球状，对基体的割裂作用最小，应力集中小，其基体的
强度能够得到充分的发挥，因此球墨铸铁既具有灰铸铁的优点如良
好的铸造性、耐磨性、可切削加工性及低的缺口敏感性，又有可与
钢化的机械性能，即有较高的抗拉强度及良好的塑性与韧性，还可
通过合金化和热处理来进一步提高它的性能，在所有的铸铁中机械
性能最好，但其韧性仍比钢差，可部分替代钢，某些合金钢。和可
锻铸铁，用于制造载荷较大，受力复杂的重要零件，如：汽车、拖
拉机、或煤油机乃至火车的曲轴凸轮轴、机床中的主轴，轧钢机的
轧辊等。
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4.蠕墨铸铁
? 蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。强度接
近于球墨铸铁，并有一定的韧性、较高的耐
磨性、良好铸造性和导热性。用于高压热交
换器、内燃机、液压阀等铸件。
下页
蠕墨铸铁的组织示意图
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四、各类灰口铸铁的牌号及用途
? 灰铸铁的牌号及用途
? 球墨铸铁的牌号及用途
? 可锻铸铁的牌号及用途
灰铸铁的牌号及用途
? HT表示, 灰铁, 的字首,后面三位数字表示
最小抗拉强度值,如 HT150
? 典型的应用如汽缸和汽缸套，机床床身、卡
盘等
球墨铸铁的牌号及用途
? QT表示, 球铁, 二字汉语音的字首,第一组
数字代表最低抗拉强度值,第二组数字代表
最低伸长率,QT40-70
? 用于制造载荷较大，受力复杂的重要零件，
如：汽车、拖拉机、或煤油机乃至火车的曲
轴凸轮轴、机床中的主轴，轧钢机的轧辊等。
可锻铸铁的牌号及用途
? 其牌号, KT”—“可锻铸铁,,, KTH”—黑心可锻铸铁。
?, KTB”——白心可锻铸铁,,KTZ”——珠光体可锻铸铁。
? 它们后面的数字分别表示最低抗拉强度（ Mpa）和最低延伸率。
? 如,KTH350-10表示最小抗拉强度为 350Mpa，最低延伸率
为 10的黑心可锻铸铁。
? KTB380-12 σbmin=380 Mpa δmin=12白心可锻铸铁。
? KTZ450-06 σ bmin=450 Mpa δ min=6的珠光体可锻铸铁。
通常用在形状复杂，要求承受冲击裁荷的薄壁零件，如：汽车
拖拉机的前后轮壳，减速器壳等
五、铸铁的热处理及合金铸铁
? 灰铸铁的热处理
? 合金铸铁
灰铸铁的热处理
? 灰口铸铁热处理的目的,
(1)消除铸件中的内应力；
(2)减少铸件中的内应力；
(3)提高铸铁的强度、硬度及耐磨性。
? 热处理只改变灰口铸铁的基体组织，而不改变原始
组织中的石墨形态和分布，对于灰铸铁，由于片状
石墨显著降低机械性能，因此对它进行调质，等温
淬火等强化型热处理，效果不显著，故灰铸铁的热
处理主要有退火、正火和表面热处理
返回
合金铸铁
? 随着铸铁在现代工业中的广泛应用，对
其性能的要求愈来愈高，不仅要求具有更高
的机械性能，有时还应具有某些特殊的性能
如耐热性、耐蚀性及耐磨性等，为使其具有
这些特殊性能，向铸铁中加入合金元素，这
种加入了合金元素的铸铁即合金铸铁，如：
高强度合金铸铁，耐热合金铸铁、耐磨合金
铸铁、耐蚀合金铸铁等。
引 言
? 从铁碳相图知道，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：
2.5~4.0%C,1.0~3.0%Si,0.5~1.4Mn，
0.01~0.50%P,0.02~0.20%S，有时还含有一
些合金元素，如,Cr,Mo,V,Cu,Al等。
? 虽然铸铁的机械性（抗拉强度、塑性、韧性）较低，
但是由于其生产成本低廉，具有优良的铸造性、可
切削加工性、减震性及耐磨性，因此在现代工业中
仍得到了普遍的应用，典型的应用是制造机床的床
身、内燃机的汽缸、汽缸套、曲轴等。
? 铸铁的组织可以理解为在钢的组织基体上分布有不
同形状、大小、数量的石墨。
铸 铁
? 一、铸铁的石墨化过程
? 二、影响铸铁石墨化的因素
? 三、灰铸铁的组织分类及性能特点
? 四、各类灰口铸铁的牌号及用途
? 五、铸铁的热处理及合金铸铁
一,铸铁的石墨化过程
? 石墨的晶体结构
? 铸铁的石墨化过程
? 根据石墨化程度不同铸铁的分类
石墨的晶体结构
? 石墨为稳定相，具有特殊的简单六方晶格，其底面原子呈六方
网格排列，原子间距小（ 1.42× 10-10m），结合力很强；而
底面之间的间距较大（ 3.04× 10-10m），结合力较弱。所以
石墨的强度、硬度和塑性都很差。
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Fe-G相图
? 对铁碳合金的结晶
过程来说，实际上存
在两种相图，即
Fe3C-Fe和 Fe-G相图,
铁碳合金结晶条件不
同可以全部或部分地
按照其中的一种或另
一种相图进行结晶
1.0
600
200
400
1400
温
度
℃ 1000
800
1200
1600
0.77
α +Fe3C （实线）
α +Fe3C （虚线）
5.04.03.02.0
C
6.696.0
Fe 3 C
γ +Fe3C （实线）
γ +Fe3C （虚线）
4.06
2.11
2.08
3
0.68
γ
1148
1154
4.3
L
返回
铸铁的石墨化过程
? 铸铁组织中石墨的形成叫叫, 石墨化, 过程。
? 第一阶段
? 共晶石墨
? 第二阶段
? 二次石墨
? 第三阶段
? 共析石墨
返回
根据石墨化程度不同铸铁的分类
根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同，铸铁
可分为如下三类,
? （ 1）灰口铸铁
第一和第二阶段石墨化过程进行充分，其断口为
暗灰色，工业上所用的铸铁几乎全部属于这一类。
根据第三阶段进行情况的不同有铁素体，铁素体 +珠光
体及珠光体灰口铸铁。
? （ 2）白口铸铁：没有石墨化，完全按 Fe-Fe3C相图进行
结晶而得到的铸铁（ F+Fe3C） Fe3CI+Ld’,Ld’,P+
Fe3CⅡ + Ld’。
? （ 3）麻口铸铁：第一阶段石墨化未充分进行，其组织
Ld’+P+G，含有 Ld’工业上应用较少（脆、硬）
返回
二,影响石墨化的主要因素
? 化学成分
? 冷却速度
化学成分的影响
? C促进石墨化进行，含碳量愈高愈易石墨化，但不能太高，使石
墨数量增多，粗化、性能变差，太低易出白口，故 2.5~4.0%C。
? 合金元素：促进石墨化,Si,P等，铸铁中每增加 1%的 Si共晶
点的含碳量相应降低 1/3，保证 2.5~4.0%C的铸铁具有好的铸
造性能。
? P含量大于 0.3%后出现 Fe3P，硬而脆，细小均匀分布时，提高
铸铁的耐磨性，反之连成网，降低铸铁的强度，除耐磨铸铁外，
（ 0.5~1.0%P）通常铸铁 P含量＜ 0.3%。
? 阻碍石墨化 Mn,S等。
? S不仅阻碍石墨化，还会降低铸铁的强度和流动性，故其含量应
尽量低，一般在 0.15%以下，而錳因为可与硫形成 MnS，减弱
硫的有害作用，同时可促进珠光体基体的形成，从而提高铸铁的
强度，故可充许其含量在 0.5~1.4%
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冷却速度的影响
? 冷却速度愈慢，即过冷度愈小，愈有利于按照 Fe-
G相图进行结晶，对石墨化愈有利，反之冷却速度
愈快，过冷度增大，不利于铁和碳原子的长距离扩
散，愈有利于按 Fe-Fe3C相图进行结晶，不利于石
墨化的进行。
? 生产中铸铁冷却速度可由铸件的壁厚来调态，综合
了铸铁化学成分和冷却速度对铸铁组织的影响，可
见，碳硅含量增加，壁厚增加易得到灰口组织，石
墨化愈完全；反之，碳硅含量减少，壁厚愈小，愈
易得到白口组织，石墨化过程越不易进行。
返回
三、灰口铸铁的组织分类及性能特点
? 灰口铸铁的基体组织
? 按照石墨的形状不同，灰铸铁的分类
? 灰口铸铁的性能特点
? 提高灰口铸铁的机械性能的途径
灰口铸铁的基体组织
1,灰口铸铁的基体组织,F,F+P,P。灰铸铁组织可简单看
成, 钢基体, 和, 石墨夹杂, 共同构成。
石墨可以有不同的形态：自然情况下从液态析出的石墨均呈片状，
因为石墨呈六方结构，底面上原子排列密度大，原子间键力已
达到饱和，而侧面上的原子键未达到饱和，易于吸收碳原子，
故沿侧面长大速度快，其结果使其呈片状。
2、当在浇注前向铁水中加入球化剂或蠕化剂时，石墨可呈球状或
蠕虫状。
3、此外由 Fe3C在适当高温下（ 900~1000℃ ）下分解产生的石
墨还可呈团絮状。
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灰铸铁的分类
? 按照石墨的形状不同，可将灰铸铁分为四类,
? 即灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁。
? 灰铸铁：基体组织（ F,F+P,P） +片状 G
? 球墨铸铁：基体组织（ F,F+P,P） +球状 G
? 蠕墨铸铁：基体组织（ F,F+P,P） +蠕状 G
? 可锻铸铁：基体组织（ F,F+P,P） +团絮状 G
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灰铸铁的性能特点
1）优良的铸造性能
2）良好的切削加性
3）优良的耐磨性与减震性
4）较低的机械性
5）缺口敏感性较低
1）优良的铸造性能
? 含碳量高，（ 2.5~4.0%C），成分接近共
晶点，熔点比钢低得多，流动性好，分散缩
孔少，偏析程度小。且在凝固过程中会析出
比容较大的石墨，所以收缩率也小，凡无法
用锻造成型的形状复杂的零件，汽缸体，变
速箱外壳等均可用灰口铸铁铸造而成。
返回
2）良好的切削加性
? 石墨使切削容易脆断，同时石墨本身润滑作
用减轻刀具的磨损。
返回
3）优良的耐磨性与减震性
? 石墨有利于滑润和贮油，磷含量的增加还可
形成硬而脆的磷共晶等使铸铁有好的耐磨性。
铸铁中的石墨能将震动能转变为热能，从而
消震。
返回
4）较低的机械性
? 灰口铸铁的抗拉强度、塑性、韧性和疲劳强度都比
钢低得多，因为石墨的强度、塑性几乎为零，石墨
的存在减小了基体的有效面积，且石墨本身可以看
成是一个个孔洞和裂纹，破坏了基体的连续性，所
以可把灰口铸铁看成是布满孔洞和裂纹的钢。
? 铸铁的硬度和抗压强度主要取决于基体组织，而与
石墨无关，抗压强度大大超过抗拉强度（ 2.5~4
倍），在压力负荷下石墨不起裂纹作用。
返回
5）缺口敏感性较低
? 由于石墨可以看成是孔洞和裂纹，故灰口铸
铁对零件表面缺陷和缺口不敏感，即缺口敏
感度小。
返回
提高灰口铸铁的机械性能的途径
? 若提高灰口铸铁的机械性能必须从两方面着
手：一是在铸造时通过孕育处理（或变质处
理）、球化处理、蠕化处理等方法，改变石
墨的形态、大小、数量及分布状况；二是通
过合金化的热处理改变基体组织。
返回
四、各类灰口铸铁的牌号及用途
? 1．灰铸铁
? 2．可锻铸铁
? 3．球墨铸铁
? 4.蠕墨铸铁
1．灰铸铁
? 灰铸铁由铁水直接浇注而得，组织（ F,F+P、
P+G片），可见，生产过程最简单，且成本低故应
用广泛，典型的应用如汽缸和汽缸套，机床床身、
卡盘等。
? 由于石墨呈片状，对基体的割裂作用最大，其强度、
塑性、韧性远比基体钢低，而且粗大的石墨的割裂
作用更大，通常对灰铸铁采取变质处理（孕衣处
理）：在浇注前加少量的孕育剂（硅铁或硅码合
金），使铁水中形成大量的人工石墨晶粒，细化石
墨片，减小对基体的割裂作用，使其强度可有所提
高。
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1．灰铸铁
? 其牌号用 HT+抗拉强度（最小） 汉语拼音
,灰铁,
? 如 HT100表示最小抗拉强度为 100Mpa的灰
铸铁
灰铸铁的组织示意图
返回
(a)F+G片 (b)F+P+G片 (c)P+G片
2．可锻铸铁
? 它是将铁水先浇注成白口铸铁件，然后经石
墨化退火而得到石墨呈团絮状形态的一种铸
铁，其强度较灰铸铁高，塑性比灰铸铁好，
且有一定的塑性变形能力，因此又被称为展
性铸铁韧性铸铁，其可锻铸铁也是由此而得
名，实际上也是不能经过锻造加工的，只是
因为其较灰铸铁有一定的韧性，才称为可锻
铸铁。
可锻铸铁的组织示意图
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可锻铸铁的性能特点
? 较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。
? 比灰口铸铁性能优越； 与球墨铸铁相比，可锻铸铁
质量稳定、薄壁件不易生成白口。
? 铁素体 可锻铸铁常作汽车、拖拉机的前后轮壳、减
速器、中低压阀门、管接头及农具等。
? 珠光体可锻铸铁常用作曲轴,连杆、齿轮等
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可锻铸铁的退火工艺
当白口铸铁加热到高温（ 900~1000℃ ），并长时间的
15~30h保温，渗碳体分解为 A+团絮状石墨，缓慢冷却时 A中不
断析出二次石墨，使团絮状石墨不断长大，直到冷却到共析转变
温度时,A分解为 F+G，得到铁素体基体的可锻铸铁，组织 F+G
团絮，固其断口心部存在大量的石墨而呈灰黑色，表层因退火脱
碳呈白色，故称黑心可锻铸铁，若通过共析转变区时的冷却速度
较快，则 A→ P，而得到珠光体基体的可锻铸铁，显微组织,P+G
团絮状，称珠光体可锻铸铁。此外，如果将白口铸铁件在氧化性
介质中退火，使表面层完全脱碳得到 F组织，心部仍为珠光体组织
加上团絮状石墨，其断口心部呈白亮色，表面呈暗灰色 ——称白
心可锻铸铁，白心可锻铸铁工艺复杂，性能与黑心差不多，故应
用较少。
? 所有的可锻铸铁生产周期长，工艺复杂，成本高，所以目前不少
可锻铸铁件渐渐被球块所代替。
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3.球墨铸铁
? 球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入一定量的球化剂（ Mg,Ce及其
他烯土）进行球化处理，并加入少量的孕育剂（硅铁或硅钙合金）
以促进石墨化，浇注后得到球状石墨的铸铁。
? 组织（ F,F+P,P） +G球状。
? 由于石墨呈球状，对基体的割裂作用最小，应力集中小，其基体的
强度能够得到充分的发挥，因此球墨铸铁既具有灰铸铁的优点如良
好的铸造性、耐磨性、可切削加工性及低的缺口敏感性，又有可与
钢化的机械性能，即有较高的抗拉强度及良好的塑性与韧性，还可
通过合金化和热处理来进一步提高它的性能，在所有的铸铁中机械
性能最好，但其韧性仍比钢差，可部分替代钢，某些合金钢。和可
锻铸铁，用于制造载荷较大，受力复杂的重要零件，如：汽车、拖
拉机、或煤油机乃至火车的曲轴凸轮轴、机床中的主轴，轧钢机的
轧辊等。
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4.蠕墨铸铁
? 蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。强度接
近于球墨铸铁，并有一定的韧性、较高的耐
磨性、良好铸造性和导热性。用于高压热交
换器、内燃机、液压阀等铸件。
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蠕墨铸铁的组织示意图
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四、各类灰口铸铁的牌号及用途
? 灰铸铁的牌号及用途
? 球墨铸铁的牌号及用途
? 可锻铸铁的牌号及用途
灰铸铁的牌号及用途
? HT表示, 灰铁, 的字首,后面三位数字表示
最小抗拉强度值,如 HT150
? 典型的应用如汽缸和汽缸套，机床床身、卡
盘等
球墨铸铁的牌号及用途
? QT表示, 球铁, 二字汉语音的字首,第一组
数字代表最低抗拉强度值,第二组数字代表
最低伸长率,QT40-70
? 用于制造载荷较大，受力复杂的重要零件，
如：汽车、拖拉机、或煤油机乃至火车的曲
轴凸轮轴、机床中的主轴，轧钢机的轧辊等。
可锻铸铁的牌号及用途
? 其牌号, KT”—“可锻铸铁,,, KTH”—黑心可锻铸铁。
?, KTB”——白心可锻铸铁,,KTZ”——珠光体可锻铸铁。
? 它们后面的数字分别表示最低抗拉强度（ Mpa）和最低延伸率。
? 如,KTH350-10表示最小抗拉强度为 350Mpa，最低延伸率
为 10的黑心可锻铸铁。
? KTB380-12 σbmin=380 Mpa δmin=12白心可锻铸铁。
? KTZ450-06 σ bmin=450 Mpa δ min=6的珠光体可锻铸铁。
通常用在形状复杂，要求承受冲击裁荷的薄壁零件，如：汽车
拖拉机的前后轮壳，减速器壳等
五、铸铁的热处理及合金铸铁
? 灰铸铁的热处理
? 合金铸铁
灰铸铁的热处理
? 灰口铸铁热处理的目的,
(1)消除铸件中的内应力；
(2)减少铸件中的内应力；
(3)提高铸铁的强度、硬度及耐磨性。
? 热处理只改变灰口铸铁的基体组织，而不改变原始
组织中的石墨形态和分布，对于灰铸铁，由于片状
石墨显著降低机械性能，因此对它进行调质，等温
淬火等强化型热处理，效果不显著，故灰铸铁的热
处理主要有退火、正火和表面热处理
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合金铸铁
? 随着铸铁在现代工业中的广泛应用，对
其性能的要求愈来愈高，不仅要求具有更高
的机械性能，有时还应具有某些特殊的性能
如耐热性、耐蚀性及耐磨性等，为使其具有
这些特殊性能，向铸铁中加入合金元素，这
种加入了合金元素的铸铁即合金铸铁，如：
高强度合金铸铁，耐热合金铸铁、耐磨合金
铸铁、耐蚀合金铸铁等。
