铸铁的组织和性能特点 工程材料学,铸铁的组织与性能

、观察灰口铸铁不类型石墨形貌及基体组织

二、实验原理铸铁碳可以以渗碳体形式存也可以石墨形式存。

根据碳铸铁存形态不通常可将铸铁分白口铁、灰口铸铁和麻口铸铁

而根据铸铁石墨形态不又可分普通灰口铸铁蠕虫状石墨铸铁球墨铸铁以及可锻铸铁

灰口铸铁金相特是钢基础上分布着片状石墨组织是根据石墨片、长、分布基体类型不有很差异这主要定化学成份和铸造条件而定。

、灰口铸铁石墨类型型石墨石墨片尺寸和分布都比较匀且无方向性。

这种石墨是碳当量共晶成份或接近共晶成分铁水共晶温围从铁水和奥氏体析出其生成条件是具有较冷这样才能造成匀生核和长使各处结晶和生长速相差不得到和分布匀型石墨(见图)。

石墨是由片状初生石墨与较细共晶石墨所组成。

石墨相差很但分布比较匀无方向性(见图3)。

这种类型石墨主要出现共晶程较冷却速较慢厚壁铸件由缓慢冷却共晶结晶前形成初生石墨铁水能充分长形成粗片状石墨

随着初生石墨析出铁水含碳量逐渐降低共晶温下具有共晶成分铁水发生共晶变而析出共晶石墨结形成粗片状初生石墨和细共晶石墨片混杂分布形式。

石墨片存使铸铁机械性能显著降低。

石墨初生奥氏体晶分布着有方向性短片石墨其特征和成因与型石墨基相只是型石墨分布具有明显方向性(见图5)。

实际生产型和型石墨通常不作严格区分分称、型石墨也称冷石墨或枝晶石墨

石墨分布方向性较强它对机械性能影响也较型石墨些。

(二)灰口铸铁基体组织共晶铸铁常含有较多磷它奥氏体或体素体溶很;古陶纯铁溶%而含碳35%铸铁只能溶03%。

再加上结晶偏析结。

虽然含磷量比上述数值也总有磷共晶出现。

铸铁含有0%磷组织就会出现%二元磷共晶

铸铁共晶往往既有二元也有有还有碳化物组成磷共晶—碳化物复合物其数量超铸铁磷含量0倍主题促进石墨因素多促进二元磷共晶生成促进碳化物形成因素则促进磷共晶生成。

二元磷共晶由磷化三铁和状铁素体多组成(见图0);磷共晶由磷化三铁碳化三铁和状铁素体所组成(见图);磷共晶——碳化物复合物二元或磷共晶上镶有较碳化物条或块(见图)。

(二)球墨铸铁珠光体+球状石墨)(铁素体+球状石墨)球墨铸铁组织可以看成是钢组织加球状石墨所组成而机械性能又主要取金属基体因像钢样通热处理可以改变其基体组织从而显著地改善球墨铸铁性能。

球墨铸铁虽然碳含量比钢高得多但通热处理控制其不石墨化程、不仅可以获得类似低碳钢铁素体基体(退火处理见图)和类似、高碳钢铁素体+珠光体甚至珠光体基体组织而且还可以获得不相对量和形态铁素体+珠光体基体组织(正火处理见图5)。

因球墨铸铁热处理即可获得相当低碳钢机械性能又可获得相当、高碳钢机械性能这是钢热处理所达不到。

外等温淬火是目前发挥球墨铸铁材潜力有效种热处理方法球墨铸铁等温淬火可以获得高强或超强具有较高塑性韧性和具备良综合机械性能及耐磨性还有热处理变形特。

所以适当等温处理球墨铸铁可以满足日益发展高速、马达、受力复杂机件性能要从而扩了球墨铸铁使用围。

调质处理球墨铸铁具有较综合机械性能热处理工艺及设备则比等温淬火简单且被切割加工性比较球墨铸铁调质处理组织素氏体+球状石墨可代替部分铸钢和锻钢制造些重要结构零件如连杆、曲轴等。

对球墨铸铁进行感应加热表面淬火使它们除具有良综合机械性能外工作表面具有较高硬和耐磨性以及疲劳强。

根据某些球墨铸铁件往往要强烈磨损或氧化、腐蚀介质条件下工作要必须进行化学热处理如氮化、软氮化、渗硼等。

珠光体铁素体+球状石墨珠光体铁素体+蠕虫状石墨+莱氏体(三)蠕墨铸铁外灰铸铁还会出现莱氏体即白口化(见图7)。

可锻铸铁生产程是先浇成白口铸铁件然再退火成灰口组织

可锻铸铁石墨呈团絮状分布(见图8)对金属基体割裂和破坏较、石墨尖端引起应力集金属基体强、塑性及韧性可较程地发挥作用。

故可锻铸铁机械性能比灰铸铁高、特别是塑性、韧性要高得多。

可锻铸铁团絮状石墨数量愈少、外形越规则分布愈细匀其机械性能愈多。

可锻铸铁机械性能除与石墨团形状、、数量和分布有关外、还与金属基体组织有很关系可锻铸铁基体铁素体基体珠光体基体两种铁素体基体具有定强和较多塑性与韧性主要用作承受冲击和震动铸件。

珠光体基体具有高强、硬和耐磨性以及定塑性、韧性主要用以要高强、硬、耐磨铸件。

生产实践和今工作我们将要碰到量铸铁工件金相检验就铸铁金相试样制备特作简短说明铸铁(不包括白口铸铁)试样抛光既要使基体表面无道痕又要保证石墨不污染不脱落重要是要能正确显示石墨形态和试样磨平用新砂纸(丛粗到细)磨制。

用旧了砂纸是不利磨制石墨会使石落石落其空腔会由周围金属变形而变或由腐蚀而扩磨面被污物充填。

抛光了防止石落或污染要选择短毛纤维柔软丝织物较适宜。

抛光磨可用氧化镁开始抛光使用抛光盘外圈以提高切削速要随动试样(特别是球铁)防止出现“彗星尾巴”。

随着抛光接近完成要逐步减轻压力并将试样移至抛光盘心区。

抛光程必须保持抛光盘湿适宜水分多或少都会带不良。

铁素体基体则推荐用硝酸酒精溶液。

但要石墨会吸收硝酸腐蚀往往引起石墨膨胀并导致石墨球或石墨片局部脱落。

、实验容及步骤()描绘出几种合金钢组织示图。

设备金相显微镜。

表常见铸铁组织、实验目

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