最全灰鑄鐵技術核心知識大全，鑄造人的必備技術帖！

一、灰鑄鐵的成分、組織與性能特點

1．灰鑄鐵的化學成分

鑄鐵中碳、硅、錳是調節組織的元素，磷是控制使用的元素，硫是應限制的元素目前生產中，灰鑄鐵的化學成分範圍一般為：wC=2.7%~3.6%，wSi=1.0%~2.5%，wMn=0.5%~1.3%，wP≤0.3%，wS≤0.15%

2．灰鑄鐵的組織

灰鑄鐵是第一階段和第二階段石墨化過程都能充分進行時形成的鑄鐵。 它的顯微組織特徵是片狀石墨分布在各種基體組織上。由於第三階段石墨化程度的不同，可以獲得三種不同基體組織的灰鑄鐵：

a）鐵索體灰鑄鐵； b）珠光體灰鑄鐵 ；c）鐵索體珠光體灰鑄鐵

3．灰鑄鐵的性能特點

（1）力學性能灰鑄鐵的抗拉強度、塑性、韌性和彈性模量遠比相應基體的鋼低石墨片的數量愈多，尺寸愈粗大，分布愈不均勻，對基體的割裂作用和應力集中現象愈嚴重，則鑄鐵的強度、塑性與韌性就愈低。由於灰鑄鐵的抗壓強度σbc、硬度與耐磨性主要取決於基體，石墨的存在對其影響不大，故灰鑄鐵的抗壓強度一般是其抗拉強度的3~4倍同時，珠光體基體比其它兩種基體的灰鑄鐵具有較高的強度、硬度與耐磨性。

（2）其它性能石墨雖然會降低鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性，但也正是由於石墨的存在，使鑄鐵具有一系列其它優良性能

鑄造性能良好由於灰鑄鐵的碳當量接近共晶成分，故與鋼相比，不僅熔點低，流動性好，而且鑄鐵在凝固過程中要析出比容較大的石墨，部分地補償了基體的收縮，從而減小了灰鑄鐵的收縮率，所以灰鑄鐵能澆鑄形狀複雜與壁薄的鑄件

減摩性好減摩性是指減少對偶件被磨損的性能灰鑄鐵中石墨本身具有潤滑作用，而且當它從鑄鐵表面掉落後，所遺留下的孔隙具有吸附和儲存潤滑油的能力，使摩擦面上的油膜易於保持而具有良好的減摩性所以承受摩擦的機床導軌、汽缸體等零件可用灰鑄鐵製造

減振性強鑄鐵在受震動時，石墨能阻止震動的傳播，起緩衝作用，並把震動能量轉變為熱能，灰鑄鐵減振能力約比鋼大10倍，故常用作承受壓力和震動的機床底座、機架、機床床身和箱體等零件，

切削加工性良好由於石墨割裂了基體的連續性，使鑄鐵切削時容易斷屑和排屑，且石墨對刀具具有一定潤滑作用，故可使刀具磨損減少

缺口敏感性小鋼常因表面有缺口（如油孔、鍵槽、刀痕等）造成應力集中，使力學性能顯著降低，故鋼的缺口敏感性大灰鑄鐵中石墨本身已使金屬基體形成了大量缺口，致使外加缺口的作用相對減弱，所以灰鑄鐵具有小的缺口敏感性。

由於灰鑄鐵具有以上一系列的優良性能，而且價廉，易於獲得，故在目前工業生產中，它仍然是應用最廣泛的金屬材料之一。

二、灰鑄鐵的孕育處理

灰鑄鐵組織中石墨片比較粗大，因而它的力學性能較低為了提高灰鑄鐵的力學性能。 生產上常進行孕育處理孕育處理(inoculation)就是在澆注前往鐵液中加入少量孕育劑。改變鐵液的結晶條件，從而獲得細珠光體基體加上細小均勻分布的片狀石墨組織的工藝過程經孕育處理後的鑄鐵稱為孕育鑄鐵。

生產中常先熔煉出含碳（2.7%~3.3%）、硅（1%~2%）均較低的鐵水，然後向出爐的鐵水中加入孕育劑，經過孕育處理後再澆注常用的孕育劑為含硅75%的硅鐵。加入量為鐵水重量的0.25%~0.6%。因孕育劑增加了石墨結晶的核心，故經過孕育處理的鑄鐵石墨細小、均勻，並獲得珠光體基體孕育鑄鐵的強度、硬度較普通灰鑄鐵均高。如σb=250~400Pa，硬度達170~270HBS孕育鑄鐵的石墨仍為片狀，塑性和韌性仍然很低，其本質仍屬灰鑄鐵。

三、灰鑄鐵的牌號和應用

1．灰鑄鐵的牌號

灰鑄鐵的牌號以其力學性能來表示灰鑄鐵的牌號以"HT"起首

其後以三位數字來表示，其中"HT"表示灰鑄鐵

數字為其最低抗拉強度值例如，HT200。表示以ф30mm單個鑄出的試棒測出的抗拉強度值大於200 MPa（但小於300 MPa）依照GB 5675-85，灰鑄鐵共分為HT100、HT150、HT200、HT250、 HT300、HT350六個牌號其中，HT100為鐵素體灰鑄鐵，HT150為珠光體-鐵素體灰鑄鐵，HT200和HT250為珠光體灰鑄鐵，HT300和HT350為孕育鑄鐵。

2．灰鑄鐵的應用

選擇鑄鐵牌號時必須考慮鑄件的壁厚和相應的強度值，如表7.2所列例如，某鑄件的壁厚40mm，要求抗拉強度值為200 MPa，此時，應選HT250，而不是HT200 。

四、灰鑄鐵的熱處理

1．消除內應力退火

鑄件在鑄造冷卻過程中容易產生內應力，可能導致鑄件變形和裂紋，為保證尺寸的穩定，防止變形開裂。對一些大型複雜的鑄件，如機床床身、柴油機汽缸體等，往往需要進行消除內應力的退火處理（又稱人工時效）工藝規範一般為：加熱溫度500~550℃，加熱速度一般在60~120℃/h，經一定時間保溫後，爐冷到150~220℃出爐空冷。

2．改善切削加工性退火

灰口鑄鐵的表層及一些薄截面處，由於冷速較快，可能產生白口，硬度增加，切削加工困難。 故需要進行退火降低硬度，其工藝規程依鑄件壁厚而定冷卻方法根據性能要求而定，如果主要是為了改善切削加工性，可採用爐冷或以30~50℃/h速度緩慢冷卻若需要提高鑄件的耐磨性，採用空冷，可得到珠光體為主要基體的灰鑄鐵。

3．表面淬火

表面淬火的目的是提高灰鑄鐵件的表面硬度和耐磨性其方法除感應加熱表面淬火外鑄鐵還可以採用接觸電阻加熱表面淬火。

資料來源：鑄造裝備

END

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