文档介绍：铸铁铸铁足碳的质量分数大于 2. 1l%, 并含有较多的硅、锰元素及磷、硫等杂质元素的铁碳合金。铸铁是一种成本低廉、用途广泛的金属材料,与钢相比,虽然力学性能较低,但却有许多钢所没有的优良性能, 如良好的减振性、耐磨性、铸造性、切削加工性等, 且生产工艺及设备较简单。因此, 在生产中得到普遍的应用。如按质量比统汁在汽车、拖拉机中铸铁用量占 50 %~ 70 %,在机床中占 60 %一 90 %。人类使用铸铁要比钢早得多, 但由于其力学性能不高, 只用于受力较小的不重要零件。自从球墨铸铁问世以来, 铸铁的用途愈来愈广泛, 目前已经成为一种优良的结构材料。采用球墨铸铁可代替部分锻钢、铸钢以及优质合金钢来制造各种零件。近年来由于铸铁组织的进一步改善,使石墨对基体的破坏作用大为减轻,热处理对基体的强化作用也更明显。因此, 铸铁已逐步用于制造各种性能要求较高,受力较复杂的零件。由于铸铁中含有较多的碳和硅,因此,铸铁中的碳既可形成化合态的渗碳体(Fc3C) , 也可形成游离状的石墨(G) 。根据碳在铸铁中存在的形式,铸铁可分为以下几种: 1) 白口铸铁: 这种铸铁中的碳全部以渗碳体的形式存在, 其组织如 Fe— Fe3C 相图中白口铁部分所示, 囚其断口呈白亮色, 故称白口铸铁。由于大量硬而脆的渗碳体的存在, 故白口铸铁硬度高、脆忭大,难于进行切削加工。因此,工业上很少直接用它来制造机器零件, 主要用作可锻铸铁的毛坯以及某些不需进行切削加工,但要求硬度高、耐磨性好的机件,如犁铧等。 2) 灰口铸铁:这种铸铁中的碳大部或全部以游离的石墨形式存在,断口呈灰色,故称灰口铸铁。根据其石墨形态的不同, 灰口铸铁又可分为普通灰铸铁( 简称灰铸铁)、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁, 其中灰铸铁具有许多优良的性能, 是目前工业生产中应用最广泛的一种铸铁。 3) 麻口铸铁:该铸铁组织中的碳绝大部分以渗碳体的形式存在,只有少量以石墨的形式存在( 即从液相中析出的石墨), 断口为灰、白交错的麻点, 故称麻口铸铁, 这种铸铁在工业上很少使用。此外, 为了满足一些特殊性能要求, 向铸铁中加入某些合金元素( 如铬、铜、铝、硼等) 可得到耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等合金铸铁。铸铁的石墨化及其影响因素影响铸铁组织和性能的关键是碳在铸铁中存在的形式、形态、大小和分布。铸铁的发展, 主要是围绕如何改变石墨的数量、大小、形状和分布这一中心问题进行的。因此, 首先应研究铸铁中石墨的形成过程及其影响因素。铸铁的石墨化铸铁中石墨的形成过程称为石墨化。在铸铁中,碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在, 游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格, 如图 7—1 所示, 基面中的原子间距为 o. 142nm , 原子间结合力较强; 而两基面间的面间距为 o, 340nm ,因基面间距较大,原子间结合力较弱,故结晶时易形成片状结构,且强度、塑性和韧性极低, 接近于零, 硬度仅为 3HBS 。另外, 在碳原子的四个价电子中, 只有一个价电子参加到电子气中去,这便是石墨具有某些不太明显的金属性能( 如导电性) 的原因。前面我们已讨论过化合态的渗碳体,它若加热到高温,便会分解为铁和碳(Fe2C → 3Fe+C) 。所以化合态的渗碳体只是一种亚稳定相, 而游离态的