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根据碳铸铁断口颜色对铸铁进行分类,铸铁可分为白口铸铁、灰铸铁和麻口铸铁。
麻口铸铁简称麻口铁,是具有灰口和白口铸铁的混合组织。麻口铸铁是麻口铸铁中的碳既以渗碳体形式存在,又以石墨状态存在,断口夹杂着白亮的游离渗碳体和暗灰色的石墨。
麻口铸铁一般是由于组织成分不当和冷却速度过快等原因造成的,麻口铸铁不易加工,性能也不好故生产中应避免出现麻口组织。
1977年湖南长窑岭战国早期墓出土了一件铁鼎,呈麻口铁组织,是中国也是全世界最早的麻口铁,说明战国早期生铁冶炼、铸造已达到一定水平。
麻口铸铁组织的形成需要有这样的合金成分和冷却速度,使铸铁在凝固过程中既能产生石墨又能产生渗碳体。在麻口铸铁中兼有灰口铸铁和白口铸铁的组成。
在过共晶成分的铸铁中可能有三种类形的麻口组织。当冷却速度相当小时(提高硅含量),由液体
当加速冷却时,全部共晶成分的液体将分解为渗碳体和奥氏体。在这种情况下,凝固以后的铸铁组织由初生石墨和渗碳体一奥氏体共晶组成。继续提高冷却速度可得到这样的结果,即在液相线和固相线区间随着初生石墨的析出又有初生渗碳体的形成,在共晶分解时形成的是渗碳体和奥氏体,凝固之后的铸铁组织由初生石墨、初生渗碳体和渗碳体一奥氏体共晶组成。
共晶和亚共晶成分的铸铁,在共晶转变过程中,当液体的一部分分解成石墨和奥氏体,另一部分则分解为渗碳体和奥氏体,这时也形成r麻口组织。
一般在液体中石墨一奥氏体共晶团先产生和生长,而后莱氏体才结晶,通常莱氏体长久时具有很大的线速度。因此在首批渗碳体晶体出现的瞬间,液体的基本体积便分解成渗碳体和奥氏体。
可能还有另一种含有石墨成分的共晶体和含有渗碳体成分的共晶体的形成顺序。如果在共晶分解开始前,液体的过冷刚好可使渗碳体产生,则液体的凝固以形成粗分化共晶团形式开始(或者在含有杂质峋情况下,则以渗碳体晶体和奥氏体晶体的单独长大形式开始)。它们的长大速度是很小的,并在所有液体都转变成渗碳体—奥氏体共晶之前,在一定过冷条件下即达到了石墨生晶的孕育期,这样部分液体则转变成石墨—奥氏体共晶体。在此情况下,以前形成的莱氏体决定了以后形成的石墨—奥氏体共晶团的位置和形状。
已凝固的麻口铸铁在冷却过程中,基本上也产生象在白口铸铁中一样的组织变化,析出再生渗碳阵并形成珠光体。为此可作这样的说明,就是已经广结晶时捉使渗碳体形成的条佴:也保证了固相时渗碳体,出较低温度时的析出。在包围着石墨晶粒的区域可能有石墨析出,在铸铁奥氏体基体中硅的不均匀分布和温度降低时减缓铸降的冷却都可促进这一过程的进行。
白口铸铁在抗弯曲、抗拉伸和加压时所表现出来的机械性能在很大的范围内波动:抗考强度为
共晶度对性能有很大影响,随着共晶体数量的增加和初生渗碳体的出现,白口铸铁的硬度和脆性也增大。机械性能还与共晶组织构造有关,共晶体中含有粗大形状聚集物的铸铁最脆;具有蜂窝结构莱氏体的铸铁则有稍高的强度和韧性;片状莱氏体组织最好。
当合金化白口铸铁时,它的初生组织可能变化很大,这也将反映在铸件的性能上。
奥氏体转变产物的结构对自口铸铁性能有影响,贝氏体组织最为合适。
由于白口铸铁具有很高的硬良,医此它作为耐磨材料得到了广泛的应用,尤其当白口铸铁的脆性不起多大作用时,白口铸铁在干摩擦与湿摩擦的工作条件下特别用得广泛。
麻口铁是在配料不正确,也就是铸铁成分同技术条件不符合的情况下(含硅低或含铬、含蜢和其他反石墨化的元素高时)得到的。
薄的零件、小的截面以及表面屑上(即快速冶却时)可能得到麻口结构。
用镁变质的铸铁特别容易过冷。这种铸铁即使在厚度达8~10公厘的截面上也会得到麻口结构。
麻口铁的结构是:莱氏体 珠光体 石墨或珠光体 渗碳体 石墨。由于这种铸铁存在莱氏体或渗碳体,所以很硬、很脆,加工性不好,或者根本不能在机床上加工。
为了减低硬度和改善加工性,需要把莱氏体中的渗碳体和二次渗碳体分解。达可以用900~920℃的温度,经过3~10小时的石墨化(第一阶段)来达到;因为这种铸铁一般合有相当高的硅(2~3%)。渗碳体分解以后得到奥氏体 石墨的结构,然后在空气中冷却时。得到了珠光体 石墨或珠光体 铁素体 石墨的结构。这种铸铁的硬度在布氏200~280之间。
如果要求更低的硬度,需要第二阶段石墨化(在720~700℃保温3~6小时),或在800℃到700℃的范围内缓慢冷却。在空气中冷却时,如果不是从退火温度(900~920℃)开始,而是从更低的温度(800~820℃)开始,结果硬度将更为降低。
不光要增碳增硅,还需要孕育,硅能增强渗碳体的分解,但是太多也会产生渗碳体,所以碳、硅、孕育剂、出铁温度都很重要
答:你这个问题是一部人对这方面的不了解。 原来的排水管道大多是铸铁的,承插水泥接口,为了接口水泥的凝固,达到一定的强度和提高效率,对部分管道和零件都是预制的。就是打好口以后还要养护一段时间 才可以用。...
白口铸铁碳以游离碳化物形式析出的铸铁,断口呈暗白色,晶粒粗大,有明显方向性.灰口铸铁其断口的外貌呈浅灰色.白口铸铁(white cast iron)碳以渗碳体形态存在的铸铁,其断面为灰白色。是一种良好...
碳在铸铁中的存在形式有两种:渗碳体和石墨(石墨用符号G表示)。根据碳的存在形式,铸铁可分为以下几类:
在白口铸铁中,碳除少量溶人铁素体外,绝大部分以渗碳体的形式存在。其因断口呈银白色,故称为白口铸铁。白口铸铁硬度高,脆性大,难以切削加工,故很少直接用来制造机械零件,主要用作炼钢原料、可锻铸铁的毛坯,以及不需要切削加工但要求硬度高和耐磨性好的零件,如轧辊、犁铧及球磨机的磨球等。
在灰铸铁中,碳主要以石墨的形式存在,断口呈灰色。这类铸铁是工业上最常用的铸铁。
灰铸铁的组织可看成是碳素钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同,灰铸铁分为三类,即铁素体基体灰铸铁、铁素体一珠光体基体灰铸铁、珠光体基体灰铸铁。
灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。由于石墨的力学性能几乎为零,因此可以把铸铁看成是布满裂纹或空洞的钢。一方面,石墨不仅破坏了基体的连续性,而且减少了金属基体承受载荷的有效截面积,使实际应力大大增加;另一方面,在石墨尖角处易造成应力集中,使尖角处的应力远大于平均应力。所以,灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢。石墨片的数量越多、尺寸越大、分布越不均匀,对力学性能的影响就越大。但石墨的存在对灰铸铁的抗压强度影响不大,因为抗压强度主要取决于灰铸铁的基体组织,因此灰铸铁的抗压强度与钢相近。
在麻口铸铁中,碳一部分以石墨存在,另一部分以渗碳体存在,断口呈黑白相间。这类铸铁的脆性较大,故很少使用。
工业上最常用的灰铸铁,根据石墨的存在形式不同,可分为以下四类:
(1)灰铸铁碳主要以片状石墨形式存在的铸铁。
(2)球墨铸铁碳主要以球状石墨形式存在的铸铁。
(3)可锻铸铁碳主要以团絮状石墨形式存在的铸铁。
(4)蠕墨铸铁碳主要以蠕虫状石墨形式存在的铸铁。
此外,为了进一步提高铸铁的性能或得到某种特殊性能,在铸铁中加入一种或多种合金元素(Cr、Cu、W、Al、B等)可得到合金铸铁,如耐磨铸铁、耐蚀铸铁、耐热铸铁等。
泵用麻口铸铁的研制及应用
介绍了低合金抗磨麻口铸铁的设计与制备技术,所研制的低合金麻口铸铁抗拉强度大于310MPa,冲击韧度为4~9J/cm2,硬度为300~400HB,耐磨性比灰铸铁提高1/3。
分类方法 | 分类名称 | 说明 |
按 断 口 颜 色 | 灰铸铁 | 该铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在,其断口呈暗灰色,有一定的力学性能和良好的被切削性能。 |
白口铸铁 | 白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金,其断口呈白亮色,硬而脆,不能进行切削加工,很少在工业上直接用来制作机械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性,又称激冷铸铁或冷硬铸铁 | |
麻口铸铁 | 麻口铸铁是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁,其断口呈灰白相间的麻点状,性能不好,极少应用 | |
按 化 学 成 分 | 普通铸铁 | 是指不含任何合金元素的铸铁,如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等 |
合金铸铁 | 是在普通铸铁内加入一些合金元素,用以提高某些特殊性能而配制的一种高级铸铁。如各种耐蚀、耐热、耐磨的特殊性能铸铁 | |
按 生 产 方 法 和 组织性能分 | 普通灰铸铁 | 这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在,其断口呈暗灰色,有一定的力学性能和良好的被切削性能,普遍应用于工业中 |
孕育铸铁 | 这是在灰铸铁基础上,采用"变质处理"而成,又称变质铸铁。其强度、塑性和韧性均比一般灰铸铁好得多,组织也较均匀。主要用于制造力学性能要求较高,而截面尺寸变化较大的大型铸件 | |
可锻铸铁 | 可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成,比灰铸铁具有较高的韧性,又称韧性铸铁。它并不可以锻造,常用来制造承受冲击载荷的铸件 | |
球墨铸铁 | 简称球铁。它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂,以促进呈球状石墨结晶而获得的。它和钢相比,除塑性、韧性稍低外,其他性能均接近,是兼有钢和铸铁优点的优良材料,在机械工程上应用广泛 | |
特殊性能铸铁 | 这是一种有某些特性的铸铁,根据用途的不同,可分为耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。大都属于合金铸铁,在机械制造上应用较广泛 |
灰铸铁的组织与性能
Wc=2.5%~3.6%
1、灰铸铁的组织
(1)铁素体灰铸铁--石墨化过程充分进行;
(2)铁素体珠光体灰铸铁--第一、二阶段石墨化过程充分进行,第三阶段石墨化过程部分进行;
(3)珠光体灰珠铁--第一、二阶段石墨化过程充分进行,第三阶段石墨化过程完全没有进行;
2、灰铸铁的性能
1)灰铸铁的性能主要取决于基体的性能和石墨的数量、形状、大小、分布状况。其中以细晶粒的珠光体基体和细片状石墨组成的灰铸铁的性能最优,应用范围最广。
2)灰铸铁的抗拉强度和塑性大大高于具有相同基体的钢,但石墨片对灰铸铁的抗压强度影响不大,所以灰铸铁广泛用作承受压载荷的零件,如机座、轴承座等。
3)灰铸铁具有良好的铸造性能、切削加工性能,而且石墨的存在可以起到减磨、减震作用。
变质处理(孕育处理)--孕育铸铁
1、变质处理:浇注前向铁液中加入变质剂,促进晶粒细化。
常用变质剂为含硅75%的硅铁,加入量一般为铁液重量的0.4%左右。
2、性能:孕育铸铁的强度有很大提高,并且塑性、韧性也有所提高。
灰铸铁的热处理
灰铸铁的热处理仅能改变其基体组织,改变不了石墨形态,因此,热处理不能明显改变灰铸铁的力学性能,并且灰铸铁的低塑性又使快速冷却的热处理方法难以实施,所以灰铸铁的热处理受大一定的局限性。其热处理主要用于消除应力和改善切削加工性能等。
1、消除内应力退火(时效处理)--低温退火。将铸件置于100~200℃的炉中,缓慢升温至500~600℃,保温4~8h缓冷。
2、改善切削性能的退火--高温退火,降低硬度将铸件加热至850~900℃,保温2~5h,缓冷至400~500℃出炉空冷。
3、表面淬火--提高硬度和耐磨性
灰铸铁的牌号及用途
1、共六个牌号:HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350
例如见图所示:
1、化学成分:Wc=2.4%~2.8%
2、制造方法:可锻铸铁是一定成分的白口铸铁经长时间石墨化退火而得到的具有团絮状结果的石墨的铸铁。
3、石墨化退火工艺:900~1000℃保温15 h后随炉缓慢冷却至650℃以下出炉空冷,可得到F基体的可锻铸铁。
球墨铸铁的主要成分
--与灰铸铁相比,主要特点是高C、高Si、低S。
球墨铸铁的显微组织
--基体+球状石墨。基体有F、P、F+P、B下四种。
球墨铸铁组织示意图,如图所示:
球墨铸铁的生产方法
--对铁液进行球化处理和孕育处理而得到。
球墨铸铁的性能
--球状石墨对基体的割裂作用影响最小,因而具有很高的强度、良好的韧性、塑性和切削加工性。
球墨铸铁牌号的表示方法
如图所示:
球墨铸铁的热处理
(1)退火--目的是为了获得铁素体基体组织和 消除铸造应力;
(2)正火--目的是为了获得P或P+F基体,细化组织、提高强度和耐磨性;
(3)调质--为了得到良好的综合力学性能;
(4)等温淬火--为了获得B下基体的球墨铸铁。
化学成分
Wc=2.4%~2.8%
制造方法
可锻铸铁是一定成分的白口铸铁经长时间石墨化退火而得到的具有团絮状石墨的铸铁。
石墨化退火工艺
900~1000℃保温15 h后随炉缓冷至650℃以下出炉空冷,可得到F基体的可锻铸铁。
可锻铸铁的种类
1)铁素体可锻铸铁(黑心可锻铸铁)--较高的塑性和韧性;
2)珠光体可锻铸铁--较高强度、硬度和耐磨性。
可锻铸铁的性能
团絮状石墨大大减轻了石墨对基体金属的割裂作用及应力集中现象,所以可锻铸铁的强度比灰铸铁高,塑性韧性也有很大提高。
应用范围
但由于退火周期长,工艺复杂,成本高,只适 用于大批量生产薄壁零件。
可锻铸铁牌号表示方法
见图所示:
可锻铸铁组织示意图如图所示:
灰口铸铁:大部分或全部以游离态的石墨存在于铸铁中,断口为暗灰色。 白口铸铁:少量碳溶于F中,其余全部以Fe3C的形式存在于铸铁中,断口为银白色,此白口铸铁组织中有共晶莱氏体,质硬而脆,白口铸铁很少用于机械零件。 麻口铸铁:一部分C以石墨的形式存在,另一部分以Fe3C形式存在,断口夹杂白亮与喑灰色夹杂。
灰口铸铁:石墨为片状 可锻铸铁:石墨为团絮状 球墨铸铁:石墨为球状 蠕墨铸铁:石墨为蠕虫状