知識(shí)點(diǎn)：灰鑄鐵

汽車車身材料掌握灰鑄鐵的組織和性能理解灰鑄鐵的變質(zhì)處理熟悉灰鑄鐵的牌號(hào)及用途掌握灰鑄鐵的熱處理

汽車車身材料教學(xué)目標(biāo)灰鑄鐵的組織和性能

汽車車身材料為什么灰鑄鐵是工業(yè)上使用最廣泛的鑄鐵呢？

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灰鑄鐵的組織：灰鑄鐵的組織是由碳鋼的基體加片狀石墨組成。按基體組織不同，灰鑄鐵分為鐵素體灰鑄鐵、鐵素體-珠光體灰鑄鐵和珠光體灰鑄鐵三類。

汽車車身材料鐵素體+片狀石墨鐵素體+珠光體+片狀石墨珠光體+片狀石墨

汽車車身材料灰鑄鐵的性能取決于哪些因素呢？

汽車車身材料灰鑄鐵的性能取決于基體的組織和石墨的形態(tài)。按基體組織不同，灰鑄鐵分為鐵素體灰鑄鐵、鐵素體-珠光體灰鑄鐵和珠光體灰鑄鐵三類。

汽車車身材料灰鑄鐵的力學(xué)特點(diǎn)：

抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性遠(yuǎn)低于鋼。石墨片的數(shù)量越多、尺寸越大、分布越不均勻，對(duì)力學(xué)性能的影響就越大。石墨的存在對(duì)灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度影響不大，因?yàn)榭箟簭?qiáng)度主要取決于灰鑄鐵的基體組織，灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度與鋼相近。因此，灰鑄鐵“抗壓不抗拉”。

汽車車身材料01020304良好的鑄造性能良好的耐磨性、減震性低的缺口敏感性優(yōu)良的切削加工性能灰鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)：

汽車車身材料F基體+片狀GF+P基體+片狀GP基體+片狀G強(qiáng)度、硬度和耐磨性最低，塑性較好強(qiáng)度、硬度、耐磨性較高，塑性較差介于兩者之間三種不同基體組織灰鑄鐵的比較

汽車車身材料灰鑄鐵的變質(zhì)處理（孕育處理）

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灰鑄鐵組織中因有片狀石墨的存在，因而它的力學(xué)性能較低。為了改善灰鑄鐵的組織，提高其力學(xué)性能，故而對(duì)灰鑄鐵進(jìn)行變質(zhì)處理。澆注前在鐵水中加Si-Fe，Si-Ca等孕育劑，改善結(jié)晶條件：

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G細(xì)而均勻，壁厚敏感性小

P細(xì)化，強(qiáng)度、塑性、韌性明顯提高硅鐵硅鈣孕育處理前孕育處理后

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汽車車身材料灰鑄鐵的牌號(hào)及用途

汽車車身材料HT250“HT”代表“灰鐵”二字?jǐn)?shù)字表示其最小抗拉強(qiáng)度值

例如HT250表示最小抗拉強(qiáng)度為250Mpa的灰鑄鐵灰鑄鐵的牌號(hào)灰鑄鐵的用途：由于灰鑄鐵具有以上一系列性能特點(diǎn)，而且生產(chǎn)成本比鋼低得多，因此被廣泛地用來(lái)制作各種受力不大或以承受壓應(yīng)力為主和要求減震性好的機(jī)床床身與機(jī)架、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的殼體與箱體、承受摩擦的缸體與導(dǎo)軌等。常用灰鑄鐵的牌號(hào)與用途如表1所示。灰鑄鐵是汽車制造工業(yè)中應(yīng)用最多的一種鑄鐵，常見(jiàn)灰鑄鐵在汽車上的應(yīng)用見(jiàn)表2所示。

汽車車身材料牌號(hào)鑄鐵類別鑄件壁厚（㎜）鑄件最小抗拉強(qiáng)度（MPa）適用范圍及用途舉例HT100鐵素體灰鑄鐵2.5~10130適用于載荷小，對(duì)摩擦磨損無(wú)特殊要求的零件，如蓋、外罩、油盤、手輪、支架、底板、重錘等10~2010020~309030~5080HT150鐵素體-珠光體灰鑄鐵2.5~10175適用于承受中等應(yīng)力的零件，如普通機(jī)床上的支柱、底座、齒輪箱、刀架、床身、軸承座、工作臺(tái)、皮帶輪等10~2014520~3013030~50120HT200珠光體灰鑄鐵2.5~10220適用于承受大載荷的重要零件，如汽車、拖拉機(jī)的汽缸體、汽缸蓋、制動(dòng)輪等10~2019520~3017030~50160HT2504.0~10270適用于承受大應(yīng)力、重要的零件，如聯(lián)軸器盤、油缸、閥體、泵體、泵殼、化工容器及活塞等10~2024020~3022030~50200HT300孕育鑄鐵10~20290適用于承受高載荷、高氣密性和要求耐磨的重要零件，如剪床、壓力機(jī)等重型機(jī)床的床身、機(jī)座、機(jī)架以及受力較大的齒輪、凸輪、襯套、大型發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體、汽缸套、汽缸蓋、油缸、泵體、閥體等20~3025030~50230HT35010~2034020~3029030~50260圖表1

汽車車身材料圖表2灰鑄鐵在汽車上的應(yīng)用牌號(hào)應(yīng)用舉例HT150進(jìn)排氣岐管、變速器殼體、水泵葉輪HT200凸輪軸正時(shí)齒輪、飛輪殼、汽缸體、汽缸蓋、氣門導(dǎo)管、制動(dòng)蹄等HT250汽缸體、飛輪、曲軸帶輪等

汽車車身材料灰鑄鐵的應(yīng)用灰鑄鐵齒輪箱水泵葉輪

發(fā)動(dòng)機(jī)部件閥門手輪

汽車車身材料灰鑄鐵的熱處理

汽車車身材料灰鑄鐵的熱處理只能改變基體的組織，而不能改變石墨的形狀、大小、數(shù)量和分布情況。所以，灰鑄鐵的熱處理一般只用于消除鑄件內(nèi)應(yīng)力和白口組織，穩(wěn)定尺寸、提高工件表面硬度和耐磨性。

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去應(yīng)力退火

(低溫退火、又稱人工時(shí)效)：

500~550℃，防止機(jī)加工、使用時(shí)變形或開(kāi)裂高溫退火（消除白口組織退火

）：

850~900℃,使表面、薄壁等處Fe3C→G,

硬度↓,切削加工性↑表面淬火：提高導(dǎo)軌表面、汽缸體內(nèi)壁等的耐磨性

汽車車身材料灰鑄鐵的孕育處理二灰鑄鐵的熱處理四灰鑄鐵的牌號(hào)及用途三灰鑄鐵的組織和性能一小結(jié)