鑄鐵是一系列主要由鐵、碳和硅組成的合金總稱。具有良好的鑄造性、耐磨性、減震性、切削加工性等，且制造容易、價格廉價。

鑄鐵按碳的存在形式分為：

1.白口鑄鐵：Fe3C

2.灰口鑄鐵：G

3.麻口鑄鐵：Fe3C+G

此外，為滿足耐熱、耐蝕、耐磨等特殊性能的需求，在鑄鐵中參加鉻、鉬、銅、鋁、硅等合金元素就得到合金鑄鐵。第6章鑄鐵

6.1鑄鐵的石墨化及其影響因素

1

鑄鐵中碳原子以石墨〔G〕形式析出的過程稱為石墨化。石墨是碳的一種結(jié)晶形式，具有六方晶格，強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3～5HBS。石墨的形狀、數(shù)量、大小及分布對鑄鐵的組織和性能有重要影響。

1鑄鐵的石墨化2〔1〕化學(xué)成分的影響2影響石墨化的因素

碳和硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素。鑄鐵中碳、硅的含量越高，越容易進(jìn)行石墨化，得到灰口鑄鐵組織。硫是強(qiáng)烈阻止石墨化的元素。一般Ws＜0.15％。錳是阻止石墨化的元素。一般WMn＝0.6％～1.3％。磷是微弱促進(jìn)石墨化的元素。一般WP＜0.3％?！?〕冷卻速度的影響3

6.2灰鑄鐵

6.2.1灰鑄鐵的成分、組織與性能

成份：一般為Wc=2.5%～

3.6%,Wsi=1.0%～

2.2%,WMn=0.5%～

1.3%,Ws≤0.15%,Wp≤0.30%。組織：碳鋼的基體加片狀石墨，分為三類：鐵素體基體、鐵素體-珠光體基體、珠光體基體灰鑄鐵。性能：取決于基體組織和石墨的形態(tài)、數(shù)量、大小和分布?；诣T鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性比鋼低很多。具有優(yōu)良的鑄造性能、優(yōu)良的切削加工性能、良好的減振性、減摩性和低的缺口敏感性。

46.2灰鑄鐵6.2.2灰鑄鐵的孕育處理在澆注前向鐵水中參加少量孕育劑〔如硅鐵〕，使大量高度彌散的難熔質(zhì)點成為石墨的結(jié)晶核心，以獲得細(xì)小均勻的石墨片和細(xì)片珠光體。通過孕育處理得到的鑄鐵稱為孕育鑄鐵。孕育鑄鐵有較高的強(qiáng)度，且鑄件各部位截面上的組織和性能比較均勻。6.2.3灰鑄鐵的牌號、性能及用途

牌號用“HT+數(shù)字〞表示。HT是“灰鐵〞兩字的漢語拼音字首，數(shù)字表示最低的抗拉強(qiáng)度值〔MPa〕。例：HT150?；诣T鐵的性能性能特點是生產(chǎn)簡單、應(yīng)用廣泛，其產(chǎn)量占整個鑄鐵產(chǎn)量的80%以上。P905

6.2灰鑄鐵6.2.4灰鑄鐵的熱處理

66.3球墨鑄鐵

6.3.1球墨鑄鐵的成分、組織與性能

成份：球墨鑄鐵的化學(xué)成分一般為：Wc=3．6％～4．0％，Wsi=2．0％～2．8％，WMn＝0.6％～0．8％，Ws≤0．04％，Wp＜0．1％，WMg＝0.03％～0.05％，WRE＝0．03％～0.05％〔稀土〕。組織：分為鐵素體球墨鑄鐵、鐵素體—珠光體球墨鑄鐵、珠光體球墨鑄鐵、下貝氏體球墨鑄鐵四種。性能：力學(xué)性能比灰口鑄鐵高得多，強(qiáng)度與鋼接近，屈強(qiáng)比到達(dá)0.7～0.8，比碳鋼高；塑性和韌性比灰鑄鐵好，仍比鋼差。具有良好的鑄造性能、減震性、減摩性、低的缺口敏感性、切削加工性等。但存在收縮率較大、流動性稍差、白口傾向大等缺陷不宜制作薄壁、小型零件。76.3球墨鑄鐵6.3.2球墨鑄鐵的牌號、性能及用途

牌號用“QT+A組數(shù)字-B組數(shù)字〞表示。QT是“球鐵〞兩字的漢語拼音字首A組數(shù)字表示最低的抗拉強(qiáng)度值〔MPa〕B組數(shù)字表示最低伸長率。例：QT600-3。廣泛用于制作受力復(fù)雜、性能要求較高的重要零件。P9286.3球墨鑄鐵6.3.3球墨鑄鐵的熱處理

96.4可鍛鑄鐵

6.4.1可鍛鑄鐵的成分、組織與性能

106.5蠕墨鑄鐵

6.5.1蠕墨鑄鐵的成分、組織與性能

通過在一定成分的鐵水中參加適量的蠕化劑、再加孕育劑而生產(chǎn)制得的。1、蠕墨鑄鐵的成分、組織與性能成份：Wc=3.5％～3.9％，Wsi=2.2％～2.8％，WMn＝0.4％～0．8％，Wp＜0．1％，Ws＜0.2％。組織：分為鐵素體、鐵素體-珠光體和珠光體三種基體。性能：力學(xué)性能介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間。減震性、鑄造性能、導(dǎo)熱性優(yōu)于球墨鑄鐵，切削加工性比灰鑄鐵差。6.5.2蠕墨鑄鐵的牌號、性能及用途牌號用“RuT+一組數(shù)字〞表示，RuT是“蠕鐵〞兩字的漢語拼音字首，一組數(shù)字表示最低的抗拉強(qiáng)度值〔MPa〕。例：RuT420。P9611第七章有色金屬與粉末冶金材料

在工業(yè)生產(chǎn)中，通常把鋼鐵材料稱為黑色金屬，而把其它的金屬材料稱為有色金屬。有色金屬具有許多優(yōu)良的特性，是現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的材料，例如，鋁、鎂、鈦等具有相對密度小，比強(qiáng)度高的特點，因而廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、船舶等行業(yè)。粉末冶金材料是通過將金屬粉末或金屬與非金屬粉末壓制成形并燒結(jié)而成。本章主要介紹工業(yè)上廣泛使用的鋁合金、銅合金等有色金屬的性能特點，以及滑動軸承合金、粉末冶金，為合理選用材料打下根底。127.1鋁合金7.1.1工業(yè)純鋁純鋁是一種銀白色的輕金屬，熔點為660℃，具有面心立方晶格，沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。密度小〔只有2.72g/cm3〕；導(dǎo)電性好，僅次于銀、銅和金；導(dǎo)熱性好，比鐵幾乎大三倍；純鋁在大氣中極易與氧作用，在外表形成一層牢固致密的氧化膜，具有良好的抗蝕性。純鋁在低溫下，甚至在超低溫下都具有良好的塑性和韌性，在0℃～－253℃之間塑性和沖擊韌性不降低。13工業(yè)純鋁含有鐵和硅等雜質(zhì)。工業(yè)純鋁牌號L+順序號。牌號有L1、L2、L3、L4、L5、L6。L1、L2可用于電器工業(yè)和熱傳導(dǎo)機(jī)械中。大局部純鋁用來配制鋁合金。7.1.2鋁合金的分類工程上常用的鋁合金大都具有與圖7-1類似的相圖。根據(jù)鋁合金的成分、組織和工藝特點，可以將其分為鑄造鋁合金與變形鋁合金兩大類。14圖7-1鋁合金分類示意圖

157.1.3鋁合金的強(qiáng)化鋁合金的強(qiáng)化方式主要有以下幾種：〔1〕固溶強(qiáng)化〔2〕時效強(qiáng)化：從過飽和的固溶體中析出均勻、彌散的強(qiáng)化相?！?〕細(xì)化組織強(qiáng)化7.1.4變形鋁合金變形鋁合金包括防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金及鍛鋁合金等。變形鋁合金的主要牌號、化學(xué)成分、機(jī)械性能及主要用途見表7-1。p99

16表7-1變形鋁合金的主要牌號、成分、機(jī)械性能及用途

177.1.5鑄造鋁合金鑄造鋁合金按照主要合金元素的不同，可分為四類：Al-Si鑄造鋁合金，如ZL101、ZL105等；Al-Cu鑄造鋁合金，如ZL201、ZL203等；Al-Mg鑄造鋁合金，如ZL301、ZL302等；Al-Zn鑄造鋁合金，如ZL401、ZL402等。各類鑄造鋁合金的牌號、機(jī)械性能及用途見表7-2。p100

18197.2銅及銅合金銅及銅合金具有以下性能特點：1．有優(yōu)異的物理化學(xué)性能。2．有良好的加工性能。銅及某些銅合金塑性很好，容易冷、熱成型；鑄造銅合金有很好的鑄造性能。3．有某些特殊的機(jī)械性能。例如優(yōu)良的減摩性和耐磨性〔如青銅及局部黃銅〕。4．色澤美觀。銅及銅合金在電氣工業(yè)、儀表工業(yè)、造船工業(yè)及機(jī)械制造工業(yè)部門中獲得了廣泛的應(yīng)用。207.2.1純銅〔紫銅〕純銅是玫瑰紅色金屬，外表形成氧化銅膜后，外觀呈紫紅色，故常稱為紫銅。密度為8.96g/cm3，熔點為1083℃，具有面心立方晶格。純銅主要用于制作電工導(dǎo)體以及配制各種銅合金。工業(yè)純銅中含有錫、鉍、氧、硫、磷等雜質(zhì)，根據(jù)雜質(zhì)的含量，工業(yè)純銅可分為四種：T1、T2、T3、T4?！癟〞為銅的漢語拼音字頭，編號越大，純度越低。217.2.2黃銅

銅鋅合金或以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅具有良好的塑性和耐腐蝕性，良好的變形加工性能和鑄造性能，在工業(yè)中有很強(qiáng)的應(yīng)用價值。按化學(xué)成分的不同，黃銅可分為普通黃銅、特殊黃銅和鑄造黃銅三類。表7-3是常用黃銅的牌號、成分、性能和用途。p10322〔1〕普通黃銅普通黃銅分為單相黃銅、單相黃銅和雙相黃銅三種類型，從變形特征來看，前者適宜于冷加工，而兩者只能熱加工。常用的黃銅牌號有H70、H62、H59等，“H〞為黃銅的漢語拼音字首，數(shù)字表示平均含銅量?！?〕特殊黃銅為了獲得更高的強(qiáng)度、耐熱性、抗蝕性和良好的加工性能，在銅鋅合金中參加鋁、鉛、硅、錳、鎳等元素，形成各種特殊黃銅。23特殊黃銅的編號方法：“H＋主加元素符號＋銅含量＋主加元素含量〞。例如：HPb59-1表示平均成分為59%Cu，1%Pb，余為Zn的鉛黃銅；鑄造黃銅編號：在編號前加“Z〞。例如：ZCuZn31Al2表示平均成分為31%Zn，2%Al，余為Cu的鋁黃銅。24257.2.3青銅青銅原指銅錫合金，但是，工業(yè)上習(xí)慣把銅基合金中不含錫而含有鋁、鎳、錳、硅、鈹、鉛等特殊元素組成的合金也叫青銅。青銅實際上包含錫青銅、鋁青銅、鈹青銅等。青銅可分為壓力加工青銅〔以青銅加工產(chǎn)品供給〕和鑄造青銅兩類。青銅的編號規(guī)那么是：“Q＋主加元素符號＋主加元素含量〔＋其它元素含量〕〞，“Q〞表示青的漢語拼音字頭。如QSn4-3表示成分為4%Sn、3%Zn、其余為銅的錫青銅。鑄造青銅的編號前加“Z〞。表7-4是各種青銅的牌號、成分、性能和主要用途。P10726〔1〕錫青銅錫青銅是我國歷史上使用得最早的有色合金，也是最常用的有色合金之一。主要用以制造軸承、軸套等耐磨零件和彈簧等彈性元件以及抗蝕、抗磁零件等。工業(yè)上用的錫青銅的含錫量一般為3%～14%。Sn＜5%的錫青銅適宜于冷加工使用，含錫5%～7%的錫青銅適宜于熱加工，大于10%Sn的錫青銅適合鑄造?！?〕鋁青銅

以鋁為主要合金元素的銅合金稱為鋁青銅。鋁青銅的強(qiáng)度和抗蝕性比黃銅和錫青銅還高，它是錫青銅的代用品，常用來制造彈簧、船舶零件等。鋁青銅與上述介紹的銅合金有明顯不同的是可通過熱處理進(jìn)行強(qiáng)化。27〔3〕鈹青銅以鈹為主要合金化元素的銅合金稱為鈹青銅。它是極其珍貴的金屬材料，熱處理強(qiáng)化后的抗拉強(qiáng)度可高達(dá)1250～1500MPa，HB可達(dá)350～400，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何銅合金，可與高強(qiáng)度合金鋼媲美。是唯一可以固溶時效強(qiáng)化的銅合金，經(jīng)過固溶處理和人工時效后，可以得到很高的強(qiáng)度和硬度。鈹青銅常用來制造各種重要彈性元件，耐磨零件〔鐘表齒輪，高溫、高壓、高速下的軸承〕及防爆工具等。但鈹是稀有金屬，價格昂貴，在使用上受到限制。287.3滑動軸承合金簡介

1〕滑動軸承合金的性能和組織特點軸承支承軸進(jìn)行工作，會與軸頸產(chǎn)生摩擦。為減少軸承對軸頸的磨損，對軸承合金有如下要求：較高的抗壓強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度；摩擦系數(shù)小、外表能儲存潤滑油，耐磨性好；良好的抗蝕性、熱導(dǎo)性和較小的膨脹系數(shù)；良好的磨合性；加工性能好，原料來源廣，價格廉價。組織特點:軟基體上分布硬質(zhì)點或硬基體上分布軟質(zhì)點。292〕常用軸承合金簡介牌號：ZCh+根本元素+主加元素+主加元素含量+輔加元素含量如：ZChSnSb11-6表示含銻11%和含銅6%的錫基軸承合金。P107表7-5錫基軸承合金〔錫基巴氏合金〕鉛基軸承合金〔鉛基巴氏合金〕銅基軸承合金307.4粉末冶金材料簡介

1、粉末冶金的特點與工藝1〕粉末冶金的特點粉末冶金與一般的熔煉鑄造相比，有以下特點