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鑄鐵,含碳量大于2.11%不能進行鍛打的鐵碳合金稱為鑄鐵。 根據(jù)碳的存在形態(tài)鑄鐵可分為： 1、白口鑄鐵 碳全部以Fe3C形式存在，斷口呈白色，硬而脆，不能進行切削加工。工業(yè)上很少用于制造機器零件，主要用于煉鋼原料。但軋輥、犁鏵等要求表面高硬度高耐磨性又在無潤滑的干摩擦條件下工作的機器零件，常用急冷的方法在灰口鑄鐵表面獲得一層白口鑄鐵層。 2、灰口鑄鐵 碳全部或大部分以單質(zhì)狀態(tài)的片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈深灰色 。,1,1）石墨化及影響因素,石墨化：碳以石墨形式析出的過程。其影響因素： A、化學(xué)成分：碳和硅是促進石墨化元素。因為硅與鐵的結(jié)合力強，削弱了鐵與碳的結(jié)合，并使共晶點左移。錳與硫是阻礙石墨化元素。S是強烈阻礙石墨化元素。當(dāng)錳較少時，S以（FeS+Fe）低熔點（985Co）的共晶體出現(xiàn)，并常分布在晶界，使鑄鐵產(chǎn)生熱脆，并阻礙碳原子的擴散，增加Fe與C的結(jié)合，因此S是有害元素。錳可抵消S的有害作用，因Mn與S親合力大，形成MnS，可置換出FeS中的鐵，因MnS 熔點高（1620 Co）、比重小，易上浮進入渣中排除。磷對石墨化影響不明顯，但P過多易使鑄鐵產(chǎn)生冷脆。,2,B、冷卻速度,冷卻速度慢易形成石墨。所以厚件比薄件易石墨化、鑄件的心部比表層易石墨化。 2）灰口鑄鐵的組織 鋼的基體+石墨片。包括：F+G片，F(xiàn)+P+G片，P+G片 3 ）灰口鑄鐵的性能 A、機械性能：抗拉強度、彈性模量比鋼低，塑性與韌性接近于零，屬脆性材料。 機械性能低的原因是由于石墨片割裂了鋼基體的結(jié)果。因為：石墨的?b?20MPa，??0，HBS=3。因此，可將灰口鑄鐵視為布滿裂紋的鋼。減少了有效承載的截面積，同時，石墨片邊緣處形成缺口，造成應(yīng)力集中，在外力遠(yuǎn)小于材料的強度極限時，就在局部應(yīng)力集中處破壞，形成脆性斷裂。,3,但是，灰口鑄鐵的抗壓強度受石墨的影響較小，可達600~800MPa。所以鑄鐵常用來作承受壓應(yīng)力的零件（機床底座、床身等）。,B、工藝性能：不能鍛壓，焊接性很差，但鑄造性能好，切削加工性能好。 C、減振性好：由于石墨割裂了基體，對機械振動起緩沖作用，阻止振動能量的傳播，減振性好。所以灰口鑄鐵常用來作支架、機床床身等零件。 D、減摩性好：磨擦面上的石墨構(gòu)成了大量的細(xì)小凹坑，能儲存潤滑油，使磨擦副內(nèi)的油膜易于保持。同時，石墨本身是良好的固體潤滑劑。適于做導(dǎo)軌等減摩件。 E、缺口敏感性小,4,4）灰口鑄鐵的牌號,由于冷卻速度對鑄鐵的性能影響很大，相同成分不同壁厚的強度差別很大，所以，灰口鑄鐵不像鋼那樣按成分編號，只能按強度編號。 按照GB9439-88《鑄鐵牌號表示方法》，灰口鑄鐵以“HT”加3位數(shù)字表示，“HT”表示灰鐵，后面的數(shù)字表示最低抗拉強度（Mpa）。共有HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350六個牌號。 3、球墨鑄鐵 碳全部或大部分以單質(zhì)狀態(tài)的球狀石墨存在。,5,1）球墨鑄鐵的組織,球墨鑄鐵是鐵水澆注前加少量球化劑和墨化劑，經(jīng)球化處理和孕育處理制成。球化劑（稀土鎂）的作用是使石墨呈球狀。墨化劑（硅鐵合金）的作用是促使石墨化，防止出現(xiàn)白口。 組織：鋼的基體+球狀石墨：F+G球 F+P+G球 P+G球。 2）球墨鑄鐵的性能 由于石墨呈球狀，對基體的割裂作用及切口作用大大減小，基體的作用得到充分發(fā)揮（70~90%），使球鐵的抗拉強度不僅高于其它鑄鐵，甚至比碳鋼還高。因此，對承受靜載荷或沖擊不大的零件，用球鐵代鋼是完全可以的。球鐵的塑性韌性低于鋼，但高于其它鑄鐵。球鐵的鑄造性能好，成本低，有好的減振性、減磨性、切削加工性等。,6,3）球墨鑄鐵的牌號,以“QT”后面加兩組數(shù)字表示?！癚T”表示球墨鑄鐵，第一組數(shù)字表示最低抗拉強度（Mpa)，第二組數(shù)字表示最低延伸率。 3、可鍛鑄鐵 可鍛鑄鐵是用低碳低硅鐵水，先澆鑄成白口鑄鐵，再經(jīng)高溫長時間石墨化退火得到。 1）可鍛鑄鐵的組織 依石墨化工藝不同分為：F+G團絮，P+G團絮兩種。,7,2）可鍛鑄鐵的性能,由于石墨呈團絮狀，降低了對基體的割裂作用，使強度顯著提高，最高可達700 Mpa。尤其可貴的是塑性和韌性比灰口鑄鐵顯著提高（??12%，ak?30J/cm2)，“可鐵”由此得名。但仍不能鍛造。常用來做一些受力復(fù)雜、尺寸較小、承受一定沖擊載荷的薄壁件。 3）可鍛鑄鐵的牌號 以“KT”加兩組數(shù)字表示。 “KT”表示可鍛鑄鐵，后面的數(shù)字與球鐵相同。,8,（八）高溫合金,1、高溫合金的性能要求 具有高的抗氧化性、抗蝕性及高的熱強度。高溫下金屬抵抗氧化或氣體腐蝕的能力稱為熱穩(wěn)定性。高溫下抵抗塑性變形和斷裂的能力稱熱強度。 2、提高高溫性能的途徑 1）熱穩(wěn)定性（抗氧化抗氣體腐蝕性） 加入合金元素鉻、鋁、硅形成致密氧化膜或提高基體電極電位。 2）熱強性 選用高熔點金屬作合金的基體 晶界強化 彌散強化 利用鑄造組織,9,3、高溫合金的分類與編號,1）按基體金屬分為：鐵基、鐵-鎳基、鎳基和鈷基等。 2）按生產(chǎn)工藝分：變形高溫合金和鑄造高溫合金。 變形高溫合金牌號以“GH”加序號表示。鑄造高溫合金以“K”加序號表示。 3）按高溫性能、成型特點及用途分： 熱強度變形高溫合金：熱強度高，主要用于高溫下承受大載荷及復(fù)雜應(yīng)力下工作的零件。航空發(fā)動機渦輪葉片、渦輪盤等鍛件。GH36（鐵基），GH49（鎳基） 熱穩(wěn)定變形高溫合金：熱穩(wěn)定性很高，強度不高，但塑性很好。主要用于受力不大而工作溫度很高的零件。如燃燒室的火焰筒等。GH140 （鐵基），GH39（鎳基） 熱強鑄造高溫合金：熱強性很高，塑性低，焊接性差。精密鑄造成零件，如渦輪導(dǎo)向葉片，K1、K3等。,10,