灰铸铁和球墨铸铁的区别

湘西民族职业技术学院备课用纸

第2节(每节、每课或连排2课时) 课题：可锻铸铁与球墨铸铁 讲授节数 2节 授课班级 11-5高模具1 11-5高数控1 11-5高数控2 11-5高数控3 11-5高数控4 授课日期 星期 日/ 月 星期 日/ 月 星期 日/ 月 星期 日/ 月 星期 日/ 月 教学目的要求：掌握可锻铸铁化学成分；了解可锻铸铁的性能及用途；掌握可锻铸铁的牌号表示 方法；了解球墨铸铁的性能；了解球墨铸铁常用热处理工艺种类；掌握球墨铸铁的牌号表示方法。 学会正确识别可锻铸铁与球墨铸铁；能正确选用球墨铸铁常用热处理方法。 教学重点： 1、可锻铸铁化学成分； 2、可锻铸铁的性能及用途； 3、球墨铸铁的性能。 教学难点： 1、可锻铸铁的牌号表示方法； 2、球墨铸铁常用热处理； 3、球墨铸铁的牌号。 作业布置： 配套习题册 一、5.6.7.8. 二、6.7.8.9.10. 三、4.5.6。 教 具： 三角板一只。 课后小结：本次课重点在于学习可锻铸铁及球墨铸铁的组织、性能及牌号，难点在于教学过程 可锻铸铁及球墨铸铁的热处理工艺。通过学习本节内容，再联系前面第六章学习过的 转下页 钢的热处理

引用 引用 灰铸铁、球墨铸铁渗碳体的成因与防止

引用

的

引用

的

化学元素Ti 球墨铸铁 张文和，丁俊，聂富荣

(铸峰特殊合金有限公司销售公司，南京210002)

摘要：灰铸铁、球墨铸铁铸件生产过程中，往往出现游离渗碳体。本文从铸铁的常规化学成分；反石墨化元素；O、N、H气体元素；共晶团数；冷却速度；铸铁的熔炼；炉料遗传性；共晶最后阶段凝固特点等方面，阐述铸铁渗碳体出现的原因，并提出相应的防止措施。

关键词：渗碳体；石墨化；白口倾向；共晶团；孕育

铸铁凝固时，铁液按稳定系结晶，碳原子以石墨状态析出，铸铁断口呈灰色，得到灰铸铁；铁液按介稳定系结晶，碳原子与铁原子结合成碳化铁，断口呈白色，得到白口铸铁；介于两者之间，得到麻口铸铁。

铸铁中碳原子聚合成石墨的过程，称石墨化。

灰铸铁共晶阶段冷却曲线如图1，

TE1——稳定系共晶转变开始温度

TE——介稳定系共晶转变开始温度TE

TEN——共晶生核开始温度

TEU——大量形核温度

TER——共晶回升温度最高值

TS——共晶转变终了温度

如果TEU>TE、TS>TE则得到全部灰口组织；如果TEN、TER则得到全部白口组

球墨铸铁铸造工艺

1、金属炉料的要求

1.1各种入炉金属炉料必须明确成份，除回炉铁和废钢由炉前配料人员根据炉料状况确定外，螺纹钢不准加入球铁中。其余炉料必须具备化学成份化验单方可使用，同时应保证炉料、合金干燥。 1.2防止有密闭容器混入炉料中。 1.3所有炉料应按配料单过称。 2.1球墨铸铁化学成分

牌号 C Si Mn P <0.1 <0.1 <0.1 S Cu Ni 0.35/0.5 正火+回火 正火+回火 Re 0.02/0.03 0.03/0.06 0.02/0.05 0.02/0.05 0.02/0.05 0.02/0.05 Mg 0.05/0.06 0.03/0.06 0.03/0.07 0.03/0.05 0.035/0.07 0.035/0.05

QT400LT 3.7/3.8 QT400 QT450 QT500 QT600 QT700 QT800 QT900 备注 2.0/2.15 0.1/0.15 <0.3 0.3/0.45 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 0.5/0.8 3.55/3.75 2.5/2.7 3.55/3.75 2.5/2.7 3.55/3.75 2.4/2.55 0.40/0.55 <0.08 3.6/3.8 3.6/3.8 3.55/3.8 3.55/3.8 厚壁铸件取下限，薄壁铸件取上限 2.0/2.3 0.5/0.7 <0.08 <0.08 <0.08 <0.08 1.9/2.15 0.7/0.9 1.8/2.0 1.7/2.0 厚壁铸件取下限，薄壁铸件取上限 0.7/0.9 0.7/0.9 厚壁铸件取上限，薄壁铸件取下限 0.02/0.045 0.035/0.06 0.02/0.045 0.035/0.06 <0.02 0.15/0.2 0.45/0.6 2.2球墨铸铁单铸试样力学性能（GB/T1348-1988）

牌号 抗拉强度 屈服强度 断后伸长率 硬度 HBS 130-170 3个平均大于12，单个大于9 130-170 130-180 160-210 170-230 190-270 225-305 245-335 280-360 铁素体〉95% 铁素体〉90% 铁素体〉90% 铁素体 铁素体+珠光体 珠光体+铁素体 珠光体 珠光体或回火组织 贝氏体或回火马氏体 U型缺口试样在-20℃冲击吸收功/J 主要组织 σb/MPa≥ σb/MPa≥ δ（%） QT400LT 400 250 250 250 310 320

球墨铸铁焊接方式有几种__球墨铸铁熔炼技巧有什么

用在北方寒冷地区的球墨铸铁件要求有足够好的低温冲击韧性。比如，用在寒冷地区的风力发电机的铸件，要求在-40℃下运转20年至30年不损坏，所用的球墨铸铁件须符合耐低温高韧性球墨铸铁件标准。这就得体现球墨铸铁熔炼技巧了，有好的熔炼技巧才能满足我们的需求，今天我们就来讲一讲球墨铸铁焊接方式有几种以及墨铸铁熔炼技巧有什么，请看~

球墨铸铁熔炼技巧：

一、熔炼球墨铸铁时控制化学成分

试验表明，球墨铸铁中Si的含量对其韧性影响很大。当ω(Si)为0.8时，室温的冲击功较低，但-20℃时的冲击功高;而ω(Si)为1.8时，-40℃时的冲击功高;ω(Si)为2.1时，常温的冲击功高。P以及P与Si的配比对低温韧性的影响也很大。当ω(Si)为2.6，ω(P)从0.02提高到0.05时，-40℃时的冲击功从120J降至10J左右。锰是促进珠光体形成的元素，而且呈正偏析，导致球墨铸铁后凝固部位铁素体量减少，故应限制。武汉职业技术学院的研究小组建议：ω(C)=3.5~3.8，一般取中值，厚壁取下限；ω(Si)=1.8~2.2；ω(Mn)<0.2；ω(P)越低越好。控制Cr,V,Sn,Ti,W,Mo等促进珠光体形成元素的含量，越低越好。这些元素多从废钢中来，故对废钢应严加管理。

二、选用合适的球化剂和孕育剂

球化剂宜选用Mg6RE2中镁低稀土球化剂。若原铁液硅高，可选用

1.4 提高灰铸铁抗拉强度的途径

提高灰铸铁的强度是拓展灰铸铁应用的前提，因此，提高灰铸铁的强度永远是国内外铸铁研究和生产者追求的主要目标。

要生产出满足罗茨风机用的合格叶轮铸件，必须通过合适的化学成分、高温优质的铁液、有效孕育处理的综合作用来完成。

对于如何提高灰铸铁强度，国内外灰铸铁研究者进行了大量的研究工作，归纳起来有如下几种途径：

1.4.1 优化灰铸铁成分与提高冶金质量 1.4.1.1 优化碳当量 CE 与 Si/C 比

由于石墨的强度和硬度极低，相对于铁来说可以视为零，加之片状石墨对基体的严重割裂作用，故灰铸铁中的碳含量越高，一般来说，其强度和硬度越低，即灰铸铁的抗拉强度随着碳当量的提高而降低[10，20，21]。

在高强度灰铸铁的发展历程中，用降低碳当量，提高锰含量，从而提高灰铸铁中珠光体的比例，提高灰铸铁抗拉强度的方法曾经是重要的措施。但是，以降低碳当量来提高灰铸铁抗拉强度的方法也带来了许多不利影响，如铸造工艺性能变差；白口倾向增大，难以加工；应力大，容易产生裂纹；铁液收缩大，易产生缩松，造成渗漏；铸件断面敏感性高，容易产生废品等，因此，未能被广泛应用[22，23]。

上世纪60年代初，WALTHER HILLER 等人提出了

球墨铸铁与球化剂的现状和发展

球墨鑄鐵問世至今已有52年，其發展迅速之快令人驚訝，即使在經濟不景氣的情況下，球鐵仍然有所發展，有人稱球墨鑄鐵為不適當退卻中的勝利者，指出︰球墨鑄鐵由於其高強度、高韌性和低價格，所以在材料市場上仍佔有重要的地位，儘管幾年來鋼鐵鑄造總產量有所下降，但球鐵產量並未下降，奧──貝球鐵的出現增強了球鐵的競爭地位。

球鐵的生產和研究現狀

3.1常規球鐵

目前常規球鐵──即以鐵素體和珠光體為基體的球鐵仍占球鐵產量中的絕大部分比例，因此注意提升常規球鐵的性能和質量，在保持球鐵的競爭地位中起了重要的作用。

3.2對影響球鐵質量的原素加強控制

球鐵的組織與性能取決於鑄鐵的成份和結晶條件以及所用球化劑的質量，研究認為為了確保球鐵的機械性能，必須針對鑄件具體壁濃、澆注溫度、所用球化劑、球化處理工藝、冷卻參數的優化以及有效的排渣措施進行嚴格控制，而適當的降低碳當量，合金化和熱處理是改善球鐵的有效措施。

3.3有效控制鐵素體球鐵和球光體球鐵的生產[2]

控制球鐵基體的主要原素有鑄鐵的成份、所用球化劑、孕育劑的類型，加入方法以及冷卻條件等。鑄態鐵素體球鐵的成份控制微過共晶成份，其中碳稍高，但不出現石墨漂浮，含矽稍低，孕育劑矽量應少於3%，錳越低越好，應使M

球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五大常见元素。对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。同普通灰铸铁不同的是，为保证石墨球化，球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。

1、碳及碳当量的选择原则：

碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在～%之间，碳当量在～%之间。铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限。将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性，对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。但是，碳含量过高，会引起石墨漂浮。因此，球墨铸铁中碳当量的上限以不出现石墨漂浮为原则。

2、硅的选择原则：

硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中，硅不仅可以有效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。但是，硅提高铸铁的韧脆性转变温度（图1），降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。球墨铸铁中终硅量一般在—%。选定碳当量后，一般采取高碳低硅强化孕育的原则。硅的下限以不出现自由渗碳体为原则。

球墨铸铁中碳硅含量确定以

球墨铸铁管安装规范

球墨铸铁管安装规范

新兴铸管股份有限公司 2008.03.20

球墨铸铁管安装规范

一. 离心球墨铸铁管与其他管材区别球墨铸铁管与传统铸铁管的区别： 球铁管不是一般的铸造工艺，在铁水中加入少量的球化剂，使 得铸铁中的片状石墨转变成球状，克服了片状石墨对铁基体连 续性的阻止作用，使铁具有了卓越的可延性、柔韧性和抗冲击 性，而球管铸造时在40G—50G的离心力作用下使铁水中的杂质 和气体充分排出，使得管壁十分密实(7050Kg/m3),在保证 标准公差壁厚可靠性与安全性的前提下比原灰铁管壁厚减薄， 重量比由原来生产两根灰铁管的铁水现可生产三根球铁管，大 量节约了国家铁资源，取得了良好的社会效益,球墨铸铁管不 仅保存了灰铁管的优良传统(腐蚀性.耐磨性),而且大幅度地提 高其性能指标(抗拉强度,延伸率等),采用柔性可偏转的接头形 式,可以适应工程各种复杂的被专家称为铸铁管行业的一场革 命.球墨铸铁与灰铁金相对比图：

球墨铸铁管的机械性能与10#钢管的机械性能几乎相似，其强 度远远高于灰铁管、称为铁的本质钢的性能.

球墨铸铁管安装规范

二.

单支管及管件K9.K12系列出厂压力等级

a. 1.当管线工作压力≤1MPa时，试验压力应为管线工作压力的1.

球墨铸铁铸造工艺

1、金属炉料的要求

1.1各种入炉金属炉料必须明确成份，除回炉铁和废钢由炉前配料人员根据炉料状况确定外，螺纹钢不准加入球铁中。其余炉料必须具备化学成份化验单方可使用，同时应保证炉料、合金干燥。 1.2防止有密闭容器混入炉料中。 1.3所有炉料应按配料单过称。 2.1球墨铸铁化学成分

牌号 C Si Mn P <0.1 <0.1 <0.1 S Cu Ni 0.35/0.5 正火+回火 正火+回火 Re 0.02/0.03 0.03/0.06 0.02/0.05 0.02/0.05 0.02/0.05 0.02/0.05 Mg 0.05/0.06 0.03/0.06 0.03/0.07 0.03/0.05 0.035/0.07 0.035/0.05

QT400LT 3.7/3.8 QT400 QT450 QT500 QT600 QT700 QT800 QT900 备注 2.0/2.15 0.1/0.15 <0.3 0.3/0.45 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 <0.02 0.5/0.8 3.55/3.75 2.5/2.7 3.55/3.75 2.5/2.7 3.55/3.75 2.4/2.55 0.40/0.55 <0.08 3.6/3.8 3.6/3.8 3.55/3.8 3.55/3.8 厚壁铸件取下限，薄壁铸件取上限 2.0/2.3 0.5/0.7 <0.08 <0.08 <0.08 <0.08 1.9/2.15 0.7/0.9 1.8/2.0 1.7/2.0 厚壁铸件取下限，薄壁铸件取上限 0.7/0.9 0.7/0.9 厚壁铸件取上限，薄壁铸件取下限 0.02/0.045 0.035/0.06 0.02/0.045 0.035/0.06 <0.02 0.15/0.2 0.45/0.6 2.2球墨铸铁单铸试样力学性能（GB/T1348-1988）

牌号 抗拉强度 屈服强度 断后伸长率 硬度 HBS 130-170 3个平均大于12，单个大于9 130-170 130-180 160-210 170-230 190-270 225-305 245-335 280-360 铁素体〉95% 铁素体〉90% 铁素体〉90% 铁素体 铁素体+珠光体 珠光体+铁素体 珠光体 珠光体或回火组织 贝氏体或回火马氏体 U型缺口试样在-20℃冲击吸收功/J 主要组织 σb/MPa≥ σb/MPa≥ δ（%） QT400LT 400 250 250 250 310 320

球墨铸铁与球化剂的现状和发展

球墨鑄鐵問世至今已有52年，其發展迅速之快令人驚訝，即使在經濟不景氣的情況下，球鐵仍然有所發展，有人稱球墨鑄鐵為不適當退卻中的勝利者，指出︰球墨鑄鐵由於其高強度、高韌性和低價格，所以在材料市場上仍佔有重要的地位，儘管幾年來鋼鐵鑄造總產量有所下降，但球鐵產量並未下降，奧──貝球鐵的出現增強了球鐵的競爭地位。

球鐵的生產和研究現狀

3.1常規球鐵

目前常規球鐵──即以鐵素體和珠光體為基體的球鐵仍占球鐵產量中的絕大部分比例，因此注意提升常規球鐵的性能和質量，在保持球鐵的競爭地位中起了重要的作用。

3.2對影響球鐵質量的原素加強控制

球鐵的組織與性能取決於鑄鐵的成份和結晶條件以及所用球化劑的質量，研究認為為了確保球鐵的機械性能，必須針對鑄件具體壁濃、澆注溫度、所用球化劑、球化處理工藝、冷卻參數的優化以及有效的排渣措施進行嚴格控制，而適當的降低碳當量，合金化和熱處理是改善球鐵的有效措施。

3.3有效控制鐵素體球鐵和球光體球鐵的生產[2]

控制球鐵基體的主要原素有鑄鐵的成份、所用球化劑、孕育劑的類型，加入方法以及冷卻條件等。鑄態鐵素體球鐵的成份控制微過共晶成份，其中碳稍高，但不出現石墨漂浮，含矽稍低，孕育劑矽量應少於3%，錳越低越好，應使M