文档介绍：碳钢
碳钢——指在冶炼过程中不人为加入合金元素的钢种
合金钢——指在冶炼过程中人为加入合金元素的钢种
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一、化学成分对碳钢性能的影响
1、C的影响
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一、化学成分对碳钢性能的影响
Si
铸铁的分类及特性
石墨化概念及其影响因素
常用灰口铸铁
各自的生产工艺
各自的性能特点
牌号及主要用途
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概述
%、并常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。
铸铁的生产设备和工艺简单，价格便宜，并具有许多优良的使用性能和工艺性能，所以应用非常广泛，是工程上最常用的金属材料之一。它可用于制造各种机器零件，如机床的床身、床头箱；发动机的汽缸体、缸套、活塞环、曲轴、凸轮轴；轧机的轧辊及机器的底座等。
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铸铁的分类及特点
按照碳的存在形式（总的分类），铸铁可分为：
白口铸铁；——碳全部以渗碳体形式存在的（组织中有L`d），很少使用
灰口铸铁；——碳大部分以石墨（G）形式存在的（组织中无L`d），大量使用
麻口铸铁；——碳部分以渗碳体、部分以石墨存在的（组织中有L`d），废品
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灰口铸铁按照石墨的形态, 可分为:
灰铸铁——石墨呈片状灰口铸铁；
可锻铸铁——石墨呈团絮状的灰口铸铁；
球黑铸铁——石墨呈球状的灰口铸铁；
蠕黑铸铁——石墨呈蠕虫状的灰口铸铁。
F或F+P或P
所以：灰口铸铁可以看成是在钢的基体上分布着不同形状的石墨！
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由于灰口铸铁可以看成是在钢的基体上分布着不同形状的石墨，所以灰口铸铁的性能特点要从石墨性质及其存在去分析：
G：密度：，硬度：3~5HBS，强度：20MPa，塑性≈0 ，韧性≈0
二、灰口铸铁的性能特点
晶体形态：
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二、灰口铸铁的性能特点
①优良的铸造性能
收缩小—— G有补缩作用；流动性好——成分接近共晶点
②优良的切削加工性
不缠刀——G易断屑：***磨损小——G是一种固态润滑剂
③良好的减摩性
G是一种固态润滑剂； G处可储存液态润滑剂
④良好的减震性
G吸收震动波
⑤较低的缺口敏感性
G本身是一种缺陷；G有一定的止裂作用
⑥ 较低力学性能，但抗压性能不低于钢
G有切割作用；G有缩减作用
⑦ 锻压性能和焊接性能很差
塑性、韧性低；含碳量太高
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铸铁的石墨化
1. 石墨化的概念
  定义：铸铁中碳原子以石墨形态析出的过程称为石墨化。
石墨析出途径：
L→G；
A→G；
Fe3C→3Fe+ G
2. 影响石墨化的因素
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铁碳合金中，渗碳体并不是一种稳定的相，而石墨是一种稳定的相。在铁碳合金结晶的过程中，因为渗碳体的含碳量较石墨的含碳量更接近合金成分的含碳量，故易形成渗碳体晶核。但在极其缓慢冷却条件下，或在合金中含有促进石墨化的元素时，在铁碳合金的结晶过程中，便会直接自液体或奥氏体中析出石墨相。因此，对铁碳合金的结晶过程来说，实际存在两种相图，即亚稳定状态的Fe-Fe3C相图和稳定的Fe-G相图
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铁碳合金按照Fe-G相图进行结晶，则铸铁的石墨化过程可分为如下三个阶段：
第一阶段：即在1153时通过共晶反应而形成石墨；
第二阶段：自奥氏体中不断析出二次石墨；
第三阶段：通过共析反应而形成石墨。
一般，铸铁在高温冷却过程中，由于具有较高的原子扩散能力，故其第一和第二阶段的石墨化是较容易进行的，而在较低温度下的第三阶段的石墨化，则常因铸铁的成分及冷却速度等条件的不同，石墨化被部分或全部抑制，从而得到三种不同的组织，即：F+G，F+P+G，P+G
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影响铸铁石墨化的因素可分为内因和外因两个方面，内因是化学成分，外因是冷却速度。
影响石墨化的因素
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（1）内因---化学成分
C——形成石墨化的元素。
Si——强烈促进石墨化的元素
硅能减弱碳和铁的亲合力，不利于渗碳体的析出，从而促进了石墨化；在铸铁中，1%Si对石墨化的作用相当于1/3%C，所以有：
碳当量CE=C%+1/3Si%
在灰口铸铁中含有大量的硅，这就是铸铁以灰口
组织出现的根本原因！
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