鑄鐵是一系列主要由鐵、碳和硅組成的合金的總稱。在這些合金中，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過了在共晶溫度時(shí)能保留在奧氏體固溶體中的量。

    （一）鑄鐵的分類

    1. 根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形式分類

    （1）白口鑄鐵指碳主要以游離碳化鐵形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈銀白色。

    （2）灰鑄鐵指碳主要以片狀石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈灰色。它是工業(yè)中應(yīng)用最廣的鑄鐵。

    （3）麻口鑄鐵指碳部分以游離碳化鐵形式出現(xiàn)，部分以石墨形式出現(xiàn)，斷口灰白相間。

    2. 根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)分類

    （1）普通灰鑄鐵石墨呈片狀，見圖9-10；

•          圖 9-10 灰口鑄鐵

[nextpage]

    （2）蠕墨鑄鐵石墨呈蠕蟲狀，見圖9-11；

圖9-11   蠕墨鑄鐵

    （3）可鍛鑄鐵石墨呈團(tuán)絮狀，見圖9-12；

圖9-12   可鍛鑄鐵

[nextpage]

    （4）球墨鑄鐵石墨呈球狀，見圖9-13。

圖9-13   球墨鑄鐵

    3. 根據(jù)鑄鐵的化學(xué)成分分類（1）普通鑄鐵（2）合金鑄鐵

    （二）灰鑄鐵

    1.灰鑄鐵的顯微組織及其性能

    （1）灰鑄鐵的顯微組織

    灰鑄鐵的顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）與片狀石墨組成。

[nextpage]

    灰口鑄鐵的組織：

    鐵素體+片狀石墨

    鐵素體．珠光體+片狀石墨

    珠光體+片狀石墨

    （2）灰鑄鐵的性能

    a) 力學(xué)性能由于石墨的存在，一方面使得基體承載的有效面積減少，另一方面在基體中容易造成應(yīng)力集中現(xiàn)象，最終導(dǎo)致灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度和彈性模量均比鋼低得多，斷裂強(qiáng)度通常為120～250Mpa；塑性和沖擊韌性近于0，屬于脆性材料。

    b) 工藝性能灰鑄鐵屬于脆性材料，不能進(jìn)行沖壓；同時(shí)，其焊接性能也很差。但灰鑄鐵的切削加工性能較好。

    c) 減振性灰鑄鐵具有良好的減振性，其減震能力約為鋼的5～10倍。工業(yè)上常用它來制造機(jī)床床身、機(jī)座等。

    d) 耐磨性好

    e) 缺口敏感性低

    2.灰鑄鐵的孕育處理

[nextpage]

    孕育是以少量材料加入熔融金屬，促進(jìn)成核，以改善其組織和性能的方法。加入的材料稱為孕育劑。常用的孕育劑是FeSi75，熔點(diǎn)為1300℃，經(jīng)孕育處理后的鑄鐵稱孕育鑄鐵。孕育鑄鐵的強(qiáng)度、硬度比普通灰鑄鐵有顯著提高。孕育鑄鐵適用于對強(qiáng)度、硬度和耐磨性要求較高的重要鑄件，尤其是厚大鑄件，如床身、凸輪、凸輪軸、氣缸體和氣缸套等?；诣T鐵的孕育處理見圖9－14。

圖9-14   灰口鑄鐵的孕育處理

（三）可鍛鑄鐵

    可鍛鑄鐵是白口鑄鐵通過石墨化或氧化脫碳可鍛化處理，改變其金相組織或成分而獲得的有較高韌性的鑄鐵?？慑戣T鐵實(shí)際上并非可以鍛造，這個(gè)名子只表示它具有一定的塑性和韌性。

1.可鍛鑄鐵件的微觀組織及其性能特點(diǎn)

[nextpage]

（1）可鍛鑄鐵的顯微組織

可鍛鑄鐵的顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）與團(tuán)絮狀石墨組成。

（2）可鍛鑄鐵的性能

可鍛鑄鐵的強(qiáng)度一般為300～400Mpa，最高可達(dá)700 Mpa，同時(shí)，可鍛鑄鐵具有一定的塑性和較高的沖擊韌度。

可鍛鑄鐵的鑄造性能

可鍛鑄鐵的碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，熔點(diǎn)比灰鑄鐵高，凝固溫度范圍大，故鐵液的流動(dòng)性差，必須適當(dāng)提高鐵液的出爐溫度，以防產(chǎn)生冷隔、澆不到等缺陷。同時(shí)，可鍛鑄鐵的凝固過程沒有石墨化膨脹階段，體積收縮和線收縮較大，易形成縮孔和裂紋等缺陷。在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)除應(yīng)考慮合理的結(jié)構(gòu)形狀外，在鑄造工藝上應(yīng)采用定向凝固的原則設(shè)置冒口和冷鐵，適當(dāng)提高型砂的耐火度，退讓性和透氣，為擋住熔渣，在澆注系統(tǒng)中應(yīng)安放過濾網(wǎng)。

（四）球墨鑄鐵

球墨鑄鐵是鐵液經(jīng)過球化處理后使石墨大部分或全部呈球狀，有時(shí)少量為團(tuán)絮狀的鑄鐵。

1. 球墨鑄鐵的組織與性能

（1）球墨鑄鐵的顯微組織

球墨鑄鐵的顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）與球狀石墨組成。

（2）球墨鑄鐵的性能

球墨鑄鐵不僅強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于灰鑄鐵，優(yōu)于可鍛等鐵，甚至可與鋼媲美，尤其屈強(qiáng)比（一般大于0.7）明顯高于碳鋼（僅0.6左右），疲勞強(qiáng)度與中碳鋼接近，而且其耐磨性遠(yuǎn)高于45鋼表面淬火。球墨鑄鐵還具有優(yōu)良的熱處理性能，球墨鑄鐵的鑄造性能、減振性、切削加工性及缺口敏感性較灰鑄鐵差，但仍優(yōu)于鑄鋼。其塑性和韌性雖低于鋼，但仍能滿足一般零件的要求。

球墨鑄鐵的鑄造工藝特點(diǎn)

球墨鑄鐵的鑄造性能介于灰鑄鐵與鑄鋼之間。其流動(dòng)性與灰鑄鐵相近，可生產(chǎn)壁厚3mm~4mm鑄件。球墨鑄鐵的結(jié)晶特點(diǎn)是在凝固收縮前有較大的膨脹，在鑄造工藝上應(yīng)采用定向凝固原則，用干型或水玻璃砂快干型提高鑄型的強(qiáng)度，并增設(shè)冒口以加強(qiáng)補(bǔ)縮。球墨鑄鐵凝固時(shí)有較大的內(nèi)應(yīng)力、變形和冷裂傾向，故對重要的球墨鑄鐵件要退火以消除應(yīng)力。

（五）蠕墨鑄鐵

指大部分石墨為蠕蟲狀石墨的鑄鐵。蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能介于基體相同的灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間。