一、鑄鐵的分類(lèi)

二、鑄鐵的石墨化

石墨化：鑄鐵中碳以石墨形式析出的過(guò)程。

1．石墨化的途徑

鑄鐵中的石墨可以從液態(tài)中直接結(jié)晶出或從奧氏體中直接析出，也可以先結(jié)晶出滲碳體，再由滲碳體在一定條件下分解而得到（Fe3C→3Fe＋Ｃ）。

2．影響石墨化的因素——鑄鐵的成份、冷卻速度

（1）鑄鐵的成份

一類(lèi)是促進(jìn)石墨化的元素，有碳、硅、鋁、鎳、銅和鈷等，其中碳和硅對(duì)促進(jìn)石墨化作用最為顯著。鑄鐵中碳、硅含量越高，往往其內(nèi)部析出的石墨量就越多，石墨片也越大。

另一類(lèi)是阻礙石墨化的元素，有鉻、鎢、鉬、釩、錳、硫等。

（2）冷卻速度

當(dāng)鑄鐵結(jié)晶時(shí)，冷卻速度越緩慢，就越有利于擴(kuò)散，使石墨析出的越大、越充分；在快速冷卻時(shí)碳原子無(wú)法擴(kuò)散，則阻礙石墨化，促進(jìn)白口化。

鑄件的冷卻速度主要取決于壁厚和鑄型材料。鑄件越厚、鑄型材料散熱性能越差，鑄件的冷卻速度就越慢，越有利于石墨化。

三、鑄鐵的組織與性能的關(guān)系

鑄鐵的組織：鋼的基體+石墨，由于石墨的強(qiáng)度和塑性幾乎為零，這樣我們就可以把分布在鋼的基體上的石墨看作不同形態(tài)和數(shù)量的微小裂紋或孔洞，這些“孔洞”一方面割裂了鋼的基體，破壞了基體的連續(xù)性，而另一方面又使鑄鐵獲得了良好的鑄造性能、切削加工性能，以及消音、減震、耐壓、耐磨、缺口敏感性低等諸多優(yōu)良性能

四、灰鑄鐵組織與性能

1．灰鑄鐵的成份與組織

化學(xué)成份一般為：C 2.7％~3.6％，Si 1.0％~2.2％，S<0.15％，P<0.3％。組織由鋼的組織構(gòu)成的基體和在基體中分布的片狀石墨組成。

鐵素體灰鑄鐵（鐵素體+片狀石墨）

鐵素體－珠光體灰鑄鐵（鐵素體+珠光體+片狀石墨）

珠光體灰鑄鐵（珠光體+片狀石墨）

2．灰鑄鐵的性能和孕育處理

（1）性能 ：力學(xué)性能中抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性均遠(yuǎn)不如鋼，而抗壓強(qiáng)度和硬度并沒(méi)有明顯降低。切削性能良好，刀具使用壽命高。良好的鑄造性能、耐磨性能、消音減震性能以及較低的缺口敏感性等優(yōu)異性能。

（2）孕育處理或稱變質(zhì)處理，在澆注前往鐵水中投加少量硅鐵、硅鈣合金等作孕育劑，使鐵水內(nèi)產(chǎn)生大量均勻分布的晶核，使石墨片及基體組織得到細(xì)化。

目的：細(xì)化金屬基體并增加珠光體數(shù)量，改變石墨片的形態(tài)和數(shù)量 。

3．灰鑄鐵的牌號(hào)及用途

由“灰鐵”兩字的大寫(xiě)漢語(yǔ)拼音字母字頭“HT”及后面的一組表示最小抗拉強(qiáng)度數(shù)值的數(shù)字組成。

五、可鍛鑄鐵組織與性能

俗稱瑪鋼、馬鐵。它是白口鑄鐵通過(guò)石墨化退火，使?jié)B碳體分解成團(tuán)絮狀的石墨而獲得的。

1．可鍛鑄鐵的組織與性能

成分一般為：C 2％～2.8％，Si 1.2％～1.8％，Mn 0.4％～0.6％，P＜0.1％，S＜0.25％。

鐵素體基體的可鍛鑄鐵（黑心可鍛鑄鐵）

鐵素體+珠光體基體的可鍛鑄鐵

珠光體基體的可鍛鑄鐵

2．可鍛鑄鐵的牌號(hào)及用途

三個(gè)字母及兩組數(shù)字組成。前兩個(gè)字母“KT” ，第三個(gè)字母代表可鍛鑄鐵的類(lèi)別。后面兩組數(shù)字分別代表最低抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的數(shù)值。

例如： KTH300－06表示黑心可鍛鑄鐵，其最低抗拉強(qiáng)度為300MPa，最低伸長(zhǎng)率為6％。KTZ450－06表示珠光體可鍛鑄鐵，其最低抗拉強(qiáng)度為450MPa，最低伸長(zhǎng)率為6％。

六、球墨鑄鐵組織與性能

鐵水在澆注前經(jīng)球化處理，使析出的石墨大部分或全部呈球狀的鑄鐵?；瘜W(xué)成分一般為：C 3.6％~3.9％，Si 2.0％~2.8％，Mn 0.6％~0.8％，S<0.07％，P＜0.1％。 強(qiáng)度和塑性超過(guò)灰鑄鐵和可鍛鑄鐵，接近鑄鋼，而鑄造性能和切削性能均比鑄鋼要好

1．球墨鑄鐵的組織與性能

鐵素體球墨鑄鐵

鐵素體－珠光體球墨鑄鐵

珠光體球墨鑄鐵

2．球墨鑄鐵的牌號(hào)及用途

QT＋兩組數(shù)字”，兩組數(shù)字分別代表其最低抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。例如：QT400－18表示球墨鑄鐵，其最低抗拉強(qiáng)度為400 MPa，最低伸長(zhǎng)率為18％。

七、蠕墨鑄鐵組織與性能

在高碳、低硫、低磷的鐵水中加入蠕化劑（目前采用的蠕化劑有鎂欽合金、稀土鎂鈦合金或稀土鎂鈣合金），經(jīng)蠕化處理后，使石墨變?yōu)槎倘湎x(chóng)狀的高強(qiáng)度鑄鐵。

蠕蟲(chóng)狀石墨介于片狀石墨和球狀石墨之間，金屬基體和球墨鑄鐵相近。性能介于優(yōu)質(zhì)灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間。抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度相當(dāng)于鐵素體球墨鑄鐵，減震性、導(dǎo)熱性、耐磨性、切削加工性和鑄造性能近似于灰鑄鐵。

牌號(hào)表示方法為：“RUT＋數(shù)字”，數(shù)字代表其最低抗拉強(qiáng)度

八、鑄鐵熱處理

1．熱處理作用：改變基體組織，但不能改變石墨的大小、數(shù)量、形態(tài)和分布。

灰鑄鐵：提高力學(xué)性能的作用不大，主要是減小內(nèi)應(yīng)力，提高表面硬度和耐磨性能，消除因冷卻過(guò)快而在鑄件表面產(chǎn)生的白口組織。

可鍛鑄鐵：一般不再進(jìn)行熱處理。

球墨鑄鐵：改變基體組織來(lái)提高和改善其力學(xué)性能。

蠕墨鑄鐵：通過(guò)正火使其獲得以珠光體為主的基體組織，在一定程度上提高其力學(xué)性能。

2．熱處理方法 ：