目录

  • 1 绪论
    • 1.1 章节简介
    • 1.2 机械工程材料的分类及应用
    • 1.3 机械工程材料课程的目的和学习要求
  • 2 工程材料的性能
    • 2.1 章节简介
    • 2.2 材料的力学性能
    • 2.3 材料的工艺性能
    • 2.4 章节测验
  • 3 工程材料的结构
    • 3.1 章节简介
    • 3.2 材料的结合键
    • 3.3 金属的晶体结构
    • 3.4 金属的实际晶体结构
    • 3.5 章节测验
  • 4 工程材料的凝固
    • 4.1 章节简介
    • 4.2 纯金属的结晶
    • 4.3 合金的结晶
    • 4.4 Fe-Fe3C相图
    • 4.5 章节测验
  • 5 金属的塑性成形和再结晶
    • 5.1 章节简介
    • 5.2 金属的塑性变形
    • 5.3 塑性变形对金属组织和和性能的影响
    • 5.4 回复与再结晶
    • 5.5 金属的热加工
    • 5.6 章节测验
  • 6 钢的热处理
    • 6.1 概述
    • 6.2 章节简介
    • 6.3 钢在加热时的组织转变
    • 6.4 钢在冷却时的组织转变
    • 6.5 钢的退火与正火
    • 6.6 钢的淬火
    • 6.7 淬火钢的回火
    • 6.8 钢的表面热处理
    • 6.9 章节测验
  • 7 工业用钢
    • 7.1 章节简介
    • 7.2 钢的分类与编号
    • 7.3 钢中的杂质与合金元素
    • 7.4 结构钢
    • 7.5 工具钢
    • 7.6 特殊性能钢
    • 7.7 章节测验
  • 8 铸铁
    • 8.1 章节简介
    • 8.2 概述
    • 8.3 灰铸铁
    • 8.4 球墨铸铁
    • 8.5 可锻铸铁
    • 8.6 章节测验
  • 9 非铁合金
    • 9.1 章节简介
    • 9.2 铝及铝合金
    • 9.3 铜及铜合金
    • 9.4 滑动轴承合金
    • 9.5 章节习题
  • 10 常用非金属材料
    • 10.1 章节简介
    • 10.2 常用高分子材料
    • 10.3 陶瓷材料
    • 10.4 复合材料
    • 10.5 章节习题
  • 11 新型工程材料
    • 11.1 章节简介
    • 11.2 章节习题
  • 12 零部件的失效与选材
    • 12.1 章节简介
    • 12.2 零部件的失效
    • 12.3 零部件的选材
    • 12.4 章节习题
  • 13 实验课程
    • 13.1 金相显微镜的使用
    • 13.2 铁碳合金平衡组织观察与分析
    • 13.3 钢的普通热处理
    • 13.4 钢的硬度测定
    • 13.5 金相互动实验
    • 13.6 典型零件选材、热处理工艺及金相分析综合性试验
    • 13.7 创新实践活动
灰铸铁

灰铸铁的化学成分

  灰铸铁的化学成分范围一般为:wC=2.7%~3.6%,wSi=1.0%~2.5%,wMn=0.5%~1.3%,wP≤0.3%,wS≤0.15%。

灰铸铁的组织

由于第三阶段石墨化程度的不同,可以获得三种不同基体组织的灰铸铁。即:铁索体、珠光体、铁索体+珠光体灰铸铁。

灰铸铁的性能特点

☆  力学性能:灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性和弹性模量远比相应基体的钢低。

由于灰铸铁的抗压强度σbc、硬度与耐磨性主要取决于基体,石墨的存在对其影响不大,故灰铸铁的抗压强度一般是其抗拉强度的3~4倍。同时,珠光体基体比其它两种基体的灰铸铁具有较高的强度、硬度与耐磨性。

☆  铸铁具有的优良性能

          ①  铸造性能良好 

     ②  减摩性好

     ③  减振性强 

     ④  切削加工性良好

     ⑤  缺口敏感性小 


孕育处理就是在浇注前往铁液中加入少量孕育剂,改变铁液的结晶条件,从而获得细珠光体基体加上细小均匀分布的片状石墨组织的工艺过程。经孕育处理后的铸铁称为孕育铸铁。

生产中常先熔炼出含碳(2.7%~3.3%)、硅(1%~2%)均较低的铁水,然后向出炉的铁水中加入孕育剂,经过孕育处理后再浇注。常用的孕育剂为含硅75%的硅铁,加入量为铁水重量的0.25%~0.6%。

孕育铸铁的石墨仍为片状,塑性和韧性仍然很低,其本质仍属灰铸铁。


灰铸铁的牌号

 “HT”表示灰铸铁,数字为其最低抗拉强度值。例如,HT200,表示以ф30mm单个铸出的试棒测出的抗拉强度值大于200 MPa(但小于300 MPa)。依照GB 5675—85,灰铸铁共分为HT100、HT150、HT200、HT250、  HT300、HT350六个牌号。其中,HT100为铁素体灰铸铁,HT150为珠光体—铁素体灰铸铁,HT200和HT250为珠光体灰铸铁,HT300和HT350为孕育铸铁。

灰铸铁的应用

选择铸铁牌号时必须考虑铸件的壁厚和相应的强度值。

消除内应力退火

改善切削加工性退火

灰口铸铁的表层及一些薄截面处,由于冷速较快,可能产生白口,硬度增加,切削加工困难,故需要进行退火降低硬度,其工艺规程依铸件壁厚而定。

表面淬火

表面淬火的目的是提高灰铸铁件的表面硬度和耐磨性。其方法除感应加热表面淬火外,铸铁还可以采用接触电阻加热表面淬火。