灰鑄鐵

灰鑄鐵的組織與性能

Wc=2.5%~3.6%

1、灰鑄鐵的組織

（1）鐵素體灰鑄鐵——石墨化過程充分進行；

（2）鐵素體珠光體灰鑄鐵—— 一、二階段石墨化過程充分進行， 三階段石墨化過程部分進行；

（3）珠光體灰珠鐵—— 一、二階段石墨化過程充分進行， 三階段石墨化過程完全沒有進行；

2、灰鑄鐵的性能

1）灰鑄鐵的性能主要取決于基體的性能和石墨的數量、形狀、大小、分布狀況。其中以細晶粒的珠光體基體和細片狀石墨組成的灰鑄鐵的性能 優，應用范圍 廣。

2）灰鑄鐵的抗拉強度和塑性大大低于具有相同基體的鋼，但石墨片對灰鑄鐵的抗壓強度影響不大，所以灰鑄鐵廣泛用作承受壓載荷的零件，如機座、軸承座等。

3）灰鑄鐵具有良好的鑄造性能、切削加工性能，而且石墨的存在可以起到減磨、減震作用。

變質處理（孕育處理）——孕育鑄鐵

1、變質處理：澆注前向鐵液中加入變質劑，促進晶粒細化。

常用變質劑為含硅75%的硅鐵，加入量一般為鐵液重量的0.4%左右。

2、性能：孕育鑄鐵的強度有很大提高，并且塑性、韌性也有所提高。

灰鑄鐵的熱處理

灰鑄鐵的熱處理僅能改變其基體組織，改變不了石墨形態，因此，熱處理不能明顯改變灰鑄鐵的力學性能，并且灰鑄鐵的低塑性又使快速冷卻的熱處理方法難以實施，所以灰鑄鐵的熱處理受大一定的局限性。其熱處理主要用于消除應力和改善切削加工性能等。

1、消除內應力退火（時效處理）——低溫退火。將鑄件置于100~200℃的爐中，緩慢升溫至500~600℃，保溫4~8h緩冷。

2、改善切削性能的退火——高溫退火，降低硬度將鑄件加熱至850~900℃，保溫2~5h，緩冷至400~500℃出爐空冷。

3、表面淬火——提高硬度和耐磨性

例如見圖所示：

1、化學成分：Wc=2.4%~2.8%

2、制造方法：可鍛鑄鐵是一定成分的白口鑄鐵經長時間石墨化退火而得到的具有團絮狀結果的石墨的鑄鐵。

3、石墨化退火工藝：900~1000℃保溫15 h后隨爐緩慢冷卻至650℃以下出爐空冷，可得到F基體的可鍛鑄鐵。

灰鑄鐵

灰鑄鐵是指具有片狀石墨的鑄鐵，因斷裂時斷口呈暗灰色，故稱為灰鑄鐵。要成分是鐵、碳、硅、錳、硫、磷，是應用 廣的鑄鐵，其產量占鑄鐵總產量80%以上

根據石墨的形態，灰鑄鐵可分為：普通灰鑄鐵，石墨呈片狀；球墨鑄鐵，石墨呈球狀；可鍛鑄鐵，石墨成團絮狀；蠕墨鑄鐵，石墨呈蠕蟲狀

中文名

灰鑄鐵指具有片狀石墨的鑄鐵

主要成分

鐵、碳、硅、錳、硫、磷

產 量占鑄鐵總產量80%以上

GB中國 HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350

JIS日本 FC100 FC150 FC200 FC250 FC300 FC350

KS韓國 GC100 GC150 GC200 GC250 GC300 GC350

AWS美國NO.20 NO.25 NO.30 NO.35 NO.40 NO.45

NO.50 NO.55 NO.60

UNS美國 F11401 F11701 F12101 F12801 F13101 F14101

球墨鑄鐵

GB中國 QT400-18 QT400-15 QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2 QT800-2 QT900-2

JIS日本 FCD350-22 FCD400-18 FCD400-15 FCD450-10 FCD500-7 FCD600-3 FCD700-2 FCD800-2

KS韓國GCD370 GCD400 GCD450 GCD500 GCD600 GCD700 GCD800

AWS美國 60-40-18 65-45-12 80-55-06 100-70-03 120-90-02

UNS美國F32800 F33100 F33800 F34800 F36200

特 點：產品規格齊全，價格優惠，包裝完好，直線度好，庫存量大，可提供材質證明和SGS報告。

1組成成分

灰鑄鐵碳量較高（為2.7%~4.0%），可看成是碳鋼的基體加片狀石墨。按基體組織的不同灰鑄鐵分為三類：鐵素體基體灰鑄鐵；珠光體一鐵素體基體灰鑄鐵；珠光體基體灰鑄鐵。

鐵素體灰鑄鐵是在鐵素體的基體上分布著多而粗大的石墨片，其強度、硬度差，很少應用；

珠光體灰鑄鐵是在珠光體的基體上分布著均勻、細小的石墨片，其強度、硬度相對較高，常用于制造床身、機體等重要件；

珠光體—鐵素體灰鑄鐵是在珠光體和鐵素體混合的基體上，分布著較為粗大的石墨片，此種鑄鐵的強度、硬度盡管比前者低，但仍可滿足一般機體要求，其鑄造性、減震性均佳，且便于熔煉，是應用 廣的灰鑄鐵。

灰鑄鐵顯微組織的不同，實質上是碳在鑄鐵中存在形式的不同。灰鑄鐵中的碳有化合碳（Fe3C)和石墨碳所組成?；咸紴?.8%時，屬珠光體灰鑄鐵；化合碳小于0.8%時，屬珠光體—鐵素體灰鑄鐵；全部碳都以石墨狀態存在時，則為鐵素體灰鑄鐵。

2主要性能

力學性能

灰鑄鐵的力學性能與基體的組織和石墨的形態有關?；诣T鐵中的片狀石墨對基體的割裂嚴重，在石墨尖角處易造成應力集中，使灰鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性遠低于鋼，但抗壓強度與鋼相當，也是常用鑄鐵件中力學性能 差的鑄鐵。同時，基體組織對灰鑄鐵的力學性能也有一定的影響，鐵素體基體灰鑄鐵的石墨片粗大，強度和硬度 低，故應用較少；珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細小，有較高的強度和硬度，主要用來制造較重要鑄件；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大，性能不如珠光體灰鑄鐵。故工業上較多使用的是珠光體基體的灰鑄鐵。

其他性能

灰鑄鐵具有良好的鑄造性能、良好的減振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。[2]

3熱處理

灰鑄鐵的熱處理后只能改變基體組織，不能改變石墨的形態，因而不可能明顯提高灰鑄鐵件的力學性能?；诣T鐵的熱處理主要用于消除鑄件內應力和白口組織，穩定尺寸，改善切削加工性能，提高表面硬度和耐磨性等。

消除內應力退火

用以消除鑄件在凝固過程中因冷卻不均勻而產生的鑄造應力，防止鑄件產生變形和裂紋。其工藝是將鑄件加熱到 500～600℃，保溫一段時間后隨爐緩冷至150～200℃以下出爐空冷，有時把鑄件在自然環境下放置很長一段時間，使鑄件內應力得到松弛，這種方法叫“自然時效”，大型灰鑄鐵件可以采用此法來消除鑄造應力。

石墨化退火

以消除白口組織，降低硬度，改善切削加工性能。方法是將鑄件加熱到850～900℃，保溫 2～5小時，然后隨爐緩冷至400～500℃，再出爐空冷，使滲碳體在保溫和緩冷過程中分解而形成石墨。

表面淬火

提高表面硬度和延長使用壽命。如對于機床導軌表面和內燃機汽缸套內壁等灰鑄鐵件的工作表面，需要有較高的硬度和耐磨損性能，可以采用表面淬火的方法。常用的方法有高（中）頻感應加熱表面淬火和接觸電阻加熱表面淬火

球墨鑄鐵

球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，有效地提高了鑄鐵的機械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強度

球墨鑄鐵的主要成分

——與灰鑄鐵相比，主要特點是高C、高Si、低S。

球墨鑄鐵的顯微組織

——基體+球狀石墨?；w有F、P、F+P、B下四種。

球墨鑄鐵的生產方法

——對鐵液進行球化處理和孕育處理而得到。

球墨鑄鐵的性能

——球狀石墨對基體的割裂作用影響 小，因而具有很高的強度、良好的韌性、塑性和切削加工性。

球墨鑄鐵的熱處理

（1）退火——目的是為了獲得鐵素體基體組織和 消除鑄造應力；

（2）正火——目的是為了獲得P或P+F基體，細化組織、提高強度和耐磨性；

（3）調質——為了得到良好的綜合力學性能；

（4）等溫淬火——為了獲得B下基體的球墨鑄鐵。

應用：汽車、拖拉機、內燃機等的曲軸、凸輪軸，中壓閥門

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AWS美國 60-40-18 65-45-12 80-55-06 100-70-03 120-90-02

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鑄鐵8.jpg鑄鐵8.jpg鑄鐵圓棒.jpg鑄鐵112.jpg