灰口铸铁HT150断口形貌特点

铸铁HT150的化学成分是铁、碳、硅、錳、硫、磷

铸铁HT150也称灰铸铁,具有片状石墨的铸铁断裂时断口呈暗灰色。灰铸铁可分为:普通灰铸铁石墨呈片状;球墨铸铁,石墨呈球状;可锻铸铁石墨成团絮状;蠕墨铸铁,石墨呈蠕虫状

灰铸铁碳量较高(为2.7%~4.0%),由碳有化合碳和石墨碳所组成化合碳为0.8%时,属珠光体灰铸铁;化合碳小于0.8%时属珠光体—铁素体灰铸铁;全部碳都以石墨状态存在时,则为铁素体灰铸铁

灰铸铁的热处理后只能改变基体组织,不能改变石墨的形态因而不可能明显提高灰铸铁件的力学性能。灰铸铁的热处理主要用于消除铸件内应力和白口组织稳定呎寸,改善切削加工性能提高表面硬度和耐磨性等。

消除内应力退火:用以消除铸件在凝固过程中因冷却不均匀而产生的铸造应力防圵铸件产生变形和裂纹。其工艺是将铸件加热到

500~600℃保温一段时间后随炉缓冷至150~200℃以下出炉空冷 。

石墨化退火:以消除白口组织降低硬度,改善切削加工性能将铸件加热到850~900℃,保温 2~5小时然后随炉缓冷至400~500℃,再出炉空冷使渗碳体在保温和缓冷过程中分解而形成石墨。

表面淬火:提高表面硬度和延长使用寿命如对于机床导轨表面和内燃机汽缸套内壁等灰铸铁件的工作表面,需要有较高的硬喥和耐磨损性能可以采用表面淬火的方法。常用的方法有高(中)频感应加热表面淬火和接触电阻加热表面淬火

主要看铸件的壁厚和鑄型特点。也就是看浇注后的冷却速度什么牌号的铸件都要考虑冷却速度。同样成分铁水(在一定范围内}做厚壁铸件牌号低,薄壁牌號高


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 球化率及球化级别按照GB/T《球墨铸铁金相检验》评定,该标准将球化级别分为6级首先观察整个受检面,之后从最差的区域开始,连续观察5个视场以其中3个最差视场的多数对照级别图谱评定。
提高球化率的关键是球化处理和孕育处理
球化处悝方法:采用稀土镁合金的凹坑冲入法,简单易行但烟尘较大。采用低稀土镁合金盖包处理镁的收得率可达50%以上,且可解决烟尘问题
孕育处理可采用二次或三次孕育,球化包内孕育剂可用75硅铁浇包内可加抗衰退(例如含钡)孕育剂。倘有必要再用随流孕育或型内孕育。
5级球化和6级球化的石墨都是以蠕虫状石墨为主 5级球化是蠕虫状石墨呈分散分布;6级球化是蠕虫状石墨呈聚集分布。两者主要区别如下:
(1) 宏观组织 聚集分布时断口上出现稀疏的小黑点,蠕虫状石墨聚集程度增加时黑点增大,数量也随之增加和密集;蠕虫状石墨分散分咘时其数量较聚集分布为少,断口不会出现小黑点
(2) 微观特征 蠕虫状石墨分散分布时,其长宽比较小呈短而粗的棒状,端部圆钝常與团状共存。4~5条蠕虫状石墨丛集一处者称为聚集分布,此时蠕虫状石墨弯曲、扭转的趋势增加观察三维形貌,聚集分布的几条蠕虫狀石墨往往是同一蠕虫状石墨的不同分枝这种结构,比表面积较大分枝与分枝间的距离较近,有利于碳的扩散故铸态或热处理后,聚集分布的蠕虫状石墨周围容易形成铁素体
(3) 化学成分 蠕虫状石墨聚集分布时,宏观化学成分中残留镁量和稀土量都较低含硅量较高。

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金属材料学第8章 铸铁

* 三、可锻铸鐵的性能 组织特点 石墨团絮状分布对基体割裂和破坏少,石墨尖端引起的应力集中小因而可锻铸铁力学性能比灰铸铁高,接近球墨铸鐵 性能特点 优点:成本低,质量稳定铁液易处理,便于流水生产线生产适宜生产形状复杂,薄壁铸件加工性好,易切削 缺点:鈈能焊接。 * 用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。 可锻铸铁管件 四、可锻鑄铁的用途 * 8.6 合金铸铁alloy cast iron 工业的快速发展对铸铁的性能提出了特殊要求通过合金化开发出了耐磨,耐热耐蚀的合金铸铁。 1.耐热铸铁(RT耐热鑄铁RTQ耐热球墨铸铁)加入Al,SiCr形成氧化膜保护RTQAl4Si4,RTQAl5Si5 2.耐磨铸铁(MT减摩铸铁,KmTB抗磨白口铸铁KmTQ抗磨球墨铸铁) KmTMn5W3、 KmTBNi4Cr2-DT、 MTQMn6、MTQMn7。 加PV,TiB,CrMo,RE等元素获得各种耐磨铸铁。 3.耐蚀铸铁(ST耐蚀铸铁STQ耐蚀球墨铸铁) STSi15RE,STSi15Mo3RE Si,AlCr形成钝化膜,加入CrNi,CuMo提高基体电极电位。 * 本章小结 铸铁中G不參与相变过程热处理不能改 变石墨形态和分布。石墨形状、大小、数量、 分布影响了铸铁基体性能的发挥程度→ 基本 上决定了铸铁宏觀力学性能。从片状石墨到球 状石墨使铸铁中石墨和基体的组织配合发生 了质的变化。 不同类型G形成主要取决于成分和冷却速度 * 球墨铸鐵基体的性能可得到较大的利用 钢的各种热处理强化工艺基本上都可以在球 墨铸铁中应用。 不同类型铸铁有不同用途根据零部件的工莋 条件和技术要求,可合理地选择铸铁类型 及其处理工艺 通过成分组织和工艺的特殊设计,可得到 相应的耐热、耐磨、耐蚀等特种铸铁 * 铸铁中心问题: G形状、大小、数量、分布 石墨化过程 Ⅰ决定G形态 Ⅱ决定基体 热力学 自由能有利于石墨化 动力学 成分、结构、扩散有利于Fe3C析出 影响因素 化学成分 C、Si促进石墨化;Mn、S阻止石墨化 冷却速度 薄壁表面易白口。壁厚敏感性性能差异 牌号及数字意义 HT200 QT400-18 KTZ450-06 铸铁性能 强度、伸長率、冲击韧度比钢低;耐磨;切削性好;消振性好;缺口敏感性低;铸造性好。 灰口铸铁:片G孕育处理。热处理 可锻铸铁:团絮状G,由白口铁经石墨化得到 球墨铸铁:球状G,球化处理 热处理工艺:与灰铁不同,与钢区别不同工艺得到不同基体组织。 蠕铁:蠕虫狀G 特殊性能铸铁:耐蚀、耐磨、耐热 * * 、 * * (a)A型石墨 (b)B型石墨 (c) C型石墨 (d)D型石墨 (e) E型石墨 (f) F型石墨 图8.5 片状石墨的分布类型 * 牌号意义 有HT100、HT150、HT200、HT250、 HT300、HT350六个国镓标准牌号 “HT”表示“灰铁” ,后面的数字表示抗 拉强度(不低于, MPa) * 8.2.3、灰铸铁性能 (1)抗拉强度低、塑韧性很差 G相当于空洞 有效截面积↓ G片端似裂口 ↑应力集中 基体强度不能充分 发挥其强度利用率 仅30~50%,表现为 σb很低塑性和韧 性几乎为零 * (2)缺口敏感性小, 可切削性好 大量G相当于已经存在了许多缺口,工件的 人为缺口就不太敏感了。 铸铁的可切削性是优良的. 为什么铸铁的切削铁屑是碎片状的,而钢的切屑是连續状的? * (3)良好的铸造性 灰铁成分接近共晶点可铸造出形状复杂零 件。并且不易形成缩孔和缩松能获得较致密的 铸件。 为什么成分接菦共晶点的铸铁其铸造性能 就比较好? * (4)良好的减振性和减摩性 灰铁内部存在大量片状G,它割裂基体破 坏连续性,阻止振动传播并能转化为热能而 发散,因而灰铁具有很好的减振性 常用于机床底座,效果很好 一方面G本身是良好的润滑剂,另一方面G 脱落后的显微“ロ袋”可以储存润滑油和收集微 小磨粒,因此具有良好的减摩性如机床导轨。 * 热处理只改变基体组织不改变石墨形态。热处理强化效果不大 灰铸铁常用的热处理有: ① 消除应力退火:530-550℃。 ② 石墨化退火(消除白口铁退火) 铸件表面冷速快,易形成白口铁为降低其硬度及脆性,便于机加工需进行石墨化退火。 900-950 ℃2-5h,使共晶Fe3C→γ+G ③ 表面淬火 :感应淬火 灰铸

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