鑄鐵聯(lián)軸器，鑄鐵的分類與石墨化

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第一節(jié) 鑄鐵的分類與石墨化

一、鑄鐵的分類

碳在鑄鐵中可能以滲碳體（Fe3C)或石墨(G)形式存在，根據(jù)碳的存在形式，鑄鐵可分為：白口鑄鐵、灰口鑄鐵、麻口鑄鐵。

[白口鑄鐵]：白口鑄鐵中，碳除少量溶入鐵素體外，絕大部分以滲碳體的形式存在。因斷口呈銀白色，故稱白口鑄鐵。白口鑄鐵硬度高，脆性大，難以切削加工，故很少直接用來制造機械零件，主要用作煉鋼原料、可鍛鑄鐵的毛坯，以及不需切削加工、要求硬度高和耐磨性好的零件，如軋輥、犁鏵及球磨機的磨球等。

[灰口鑄鐵]：灰口鑄鐵中，碳主要以石墨的形式存在，斷口呈灰色。這類鑄鐵是工業(yè)上最常用的鑄鐵。根據(jù)其石墨的存在形式不同，灰口鑄鐵可分為如下四類性能不同的鑄鐵件：

[麻口鑄鐵]：麻口鑄鐵中，碳一部分以石墨存在，另一部分以滲碳體存在，斷口呈黑白相間，這類鑄鐵的脆性較大，故很少使用。
此外，為了進一步提高鑄鐵的性能或得到某種特殊性能，在鑄鐵中加入一種或多種合金元素（Cr、Cu、W、Al、B等）可得到合金鑄鐵，如耐磨鑄鐵、耐蝕鑄鐵、耐熱鑄鐵等。

二、鑄鐵的石墨化及影響因素

1、石墨化過程
鑄鐵中碳以石墨形態(tài)析出的過程叫做鑄鐵的石墨化。
按Fe-Fe3C雙重相圖，鑄鐵在結(jié)晶過程中，隨著溫度的下降，各溫度階段都有石墨析出，石墨化過程是一個原子擴散的過程，溫度越低，原子擴散越困難，越不易石墨化。 結(jié)晶時，若各階段石墨化能充分或大部分進行，則能獲得常用的灰口鑄鐵，反之將會得到白口鑄鐵。

2、影響石墨化的因素

化學成分的影響:

冷卻速度的影響：緩慢冷卻時碳原子擴散充分，易形成穩(wěn)定的石墨，即有利于石墨化。鑄造生產(chǎn)中凡影響冷卻速度的因素均對石墨化有影響。如鑄件壁越厚，鑄型材料的導熱性越差，越有利于石墨化。

三、常用灰口鑄鐵件的性能特點

[力學性能]：常用灰口鑄鐵中具有石墨存在，而石墨的力學性能幾乎為零，可以把鑄鐵看成是布滿裂紋或空洞的鋼。石墨不僅破壞了基體的連續(xù)性，減少了金屬基體承受載荷的有效截面積，使實際應(yīng)力大大增加；另一方面，在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中，使尖角處的應(yīng)力遠大于平均應(yīng)力。所以，灰鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性遠低于鋼。石墨片的數(shù)量越多、尺寸越大、分布越不均勻，對力學性能的影響就越大。但石墨的存在對灰鑄鐵的抗壓強度影響不大，因為抗壓強度主要取決于灰鑄鐵的基體組織，因此灰鑄鐵的抗壓強度與鋼相近。

鑄鐵的抗拉強度與抗壓強度

[其他性能]：石墨雖然降低了灰鑄鐵的力學性能，但卻給灰鑄鐵帶來一系列其它的優(yōu)良性能。

（1）良好的鑄造性能 灰鑄鐵件鑄造成形時，不僅其流動性好，而且還因為在凝固過程中析出比容較大的石墨，減小凝固收縮，容易獲得優(yōu)良的鑄件，表現(xiàn)出良好的鑄造性能。
（2）良好的減振性 石墨對鑄鐵件承受振動能起緩沖作用，減弱晶粒間振動能的傳遞，并將振動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽�所以灰鑄鐵具有良好的減振性。
（3）良好的耐磨性能 石墨本身也是一種良好的潤滑劑，脫落在摩擦面上的石墨可起潤滑作用，因而灰鑄鐵具有良好的耐磨性能。
（4）良好的切削加工性能 在進行切削加工時，石墨起著減摩、斷屑的作用；由于石墨脫落形成顯微凹穴，起儲油作用，可維持油膜的連續(xù)性，故灰鑄鐵切削加工性能良好，刀具磨損小。
（5）低的缺口敏感性 片狀石墨相當于許多微小缺口，從而減小了鑄件對缺口的敏感性，因此表面加工質(zhì)量不高或組織缺陷對鑄鐵疲勞強度的不利影響要比對鋼的影響小得多。

[適用場合]：由于灰鑄鐵具有以上一系列性能特點，因此被廣泛地用來制作各種受壓應(yīng)力作用和要求消震的機床床身與機架、結(jié)構(gòu)復雜的殼體與箱體、承受摩擦的缸體與導軌等。