铸铁的分类和性能

铸铁的分类

铸铁里的碳主要以渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在，根据碳在铸铁中存在形式的不同，铸铁可分为以下几种。

（1）白口铸铁。碳除少数溶于铁素体外，其余的碳都以渗碳体的形式存在于铸铁中，断口呈银白色，故称白口铸铁。这类铸铁力学性能硬而脆 （硬度相当于800HBS），不易加工，除用于铸造犁铧 （图7-2）、轧辊 （图7-3）等以外，很少直接用它来制造各类零件，主要用作炼钢的原料和生产可锻铸铁的毛坯。

（2）灰口铸铁。碳全部或大部分以游离状态的石墨存在于铸铁中，其断口呈暗灰色，故称灰口铸铁。灰口铸铁具有良好的可加工性、减摩性、减振性及铸造性能等，熔炼的工艺与设备简单，成本低廉，是目前工业上应用最广泛的一类铸铁。

图7-2 犁铧

图7-3 轧辊

根据灰口铸铁中石墨形态的不同，它又可分为以下四种。

①灰铸铁。铸铁中的石墨呈片状存在。

②可锻铸铁。铸铁中的石墨呈团絮状存在。它是由一定成分的白口铸铁经高温长时间退火后获得的。其力学性能 （特别是塑性和韧性）较灰铸铁高，故习惯上称为可锻铸铁。

③球墨铸铁。铸铁中的石墨呈球状存在。它是在铁水浇注前经球化处理后获得的。不仅力学性能高于灰铸铁和可锻铸铁，生产工艺比可锻铸铁简单，而且还可以通过热处理进一步提高其力学性能，因此它在生产中的应用日益广泛。

④蠕墨铸铁。它是20世纪60年代发展起来的一种新型铸铁。石墨呈蠕虫状存在，介于片状与球状之间，故其性能也介于灰铸铁与球墨铸铁之间。

（3）麻口铸铁。碳一部分以石墨形式存在，类似灰口铸铁；另一部分以自由渗碳体形式存在，类似白口铸铁。断口呈现黑白相间的麻点，故称麻口铸铁。由于这类铸铁也具有较大的硬脆性，故工业上很少使用。

铸铁的性能

常用铸铁组织中的石墨割裂了金属基体，破坏了金属基体的连续性，严重削弱了金属基体的强度、塑性和韧性，所以铸铁的力学性能比钢要差，但铸铁具有许多钢所没有的优良性能。

（1）铸造性好。由于铸铁的含碳量接近共晶成分，熔点低，结晶区间小，而且流动性好，收缩性小，铸造性好，适合浇注形状复杂的零件或毛坯。

（2）切削加工性好。由于石墨割裂了金属基体的连续性，使铸铁的切削易脆断，并且石墨对刀具有一定的润滑作用，可以减少刀具的磨损。

（3）减摩。铸铁与其他钢件发生摩擦时，由于铸铁中的石墨本身具有润滑作用，特别是当它从铸铁表面脱落后所留下的孔隙能吸附和储存润滑油，使摩擦面上的油膜易于保持而具有良好的减摩性。工业上常用铸铁制造车轮制动片 （图7-4）、机床导轨 （图7-5）等。

图7-4 车轮制动片

图7-5 机床导轨

（4）减振。由于铸铁中的石墨在受到振动时能起到缓冲作用，阻止振动的传播，并把振动能转变为热能，减振能力比钢大10倍。因此，铸铁常用作承受振动的零件，如机床床身、机器支架、底座等。

（5）缺口敏感性小。钢制零件常因表面有缺口造成应力集中，容易出现裂纹和断裂，降低了力学性能。铸铁中的石墨本身就相当于很多小的缺口，所以对外加的缺口并不敏感。

练习与实践

一、填空题

1.将下列铸铁的石墨显微形态填入表格内。

2.根据铸铁中石墨的形态，铸铁可分为__________、__________、__________和__________。

二、判断题 （下列说法你认为对的打√，错的打×）

1.铸铁的减振性比钢好。 （ ）

2.石墨能够提高铸铁的缺口敏感性。 （ ）

3.化学成分相同的铸铁，其组织就一定相同。 （ ）

4.白口铸铁由于硬度很高，故可做刀具材料。 （ ）

三、简述与实践题

何谓铸铁？与钢相比它有哪些优良性能？