铁碳合金的显微组织及分析-铸铁

材科基实验报告的总结报告

铁碳合金的显微组织及分析-铸铁

摘要：在铁碳二元系中，含碳量大于2%的合金称为铸铁。铸铁具有较低的熔点、优良的铸造性能，生产工艺简单，成本低廉，是工程中最常用的金属材料之一。根据碳在铸铁中存在状态及形式的不同，可得到不同类型的铸铁。 关键词：石墨化；灰口铸铁；球墨铸铁；展性铸铁；麻口铁 0引言

铸铁为含碳量在2%以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含碳量为2%～4%。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有1%～3%的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。根据碳在铸铁中得存在形式的不同，可将铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、冷硬铸铁、蠕墨铸铁。

铸铁的生产工艺简单，成本低廉。因此在机械制造、冶金、国防工业等部门应用广泛。铸铁不仅可以用来制造强度和韧性要求都不高的一般部件，如机床机身、发动机气缸体等；还可以用来制造某些要求具备综合力学性能的重要零件如柴油机曲轴、汽车后桥等。 铸铁的组织视化学成分和冷却速度而异，当铸铁凝固的冷却速度足够大时，得到白口铸铁组织，随冷却速度减小，铸铁组织依次改变为麻口铸铁、珠光体灰口铸铁、珠光体铁素体灰口铸铁和铁素体灰口铸铁；球墨铸铁是在浇铸前向灰口铸铁加入少量球化剂获得球状石墨的铸铁。球墨铸铁具备优于灰铁的强度、范性和韧性；可锻铸铁又叫

展性铸铁，由白口铸铁经过石墨化退火后制成，是一种强度韧性都较高的铸铁。

1、铸铁组织的形成--石墨化 在铁碳系中，碳还能够以稳定的石墨形式存在，这反映了铁与石墨之间的稳定平衡关系。描述这个平衡关系的图解就是铁-石墨相图，把铁-石墨相图叠加在亚稳的铁-渗碳体相图之上就得到所谓复线相图。相图中实线表示铁-渗碳体相图，虚线表示铁-石墨相图，虚线跟实线重合时用实线表示。

按照铁碳相图可将铸铁的石墨化分为三个温度阶段。

第一阶段——从铸铁的液相中结晶出一次石墨（过共晶合金）和通过共晶反应结晶出共晶石墨。 中间阶段——奥氏体中直接析出二次石墨，或通过渗碳体在共晶温度和共析温度之间发生分解而形成石墨。

第二阶段——从铸铁的共析转变中析出石墨。或者通过渗碳体在共析温度附近及其以下温度发生分解形成石墨。

根据铸铁化学成分和凝固条件的不同，在铸铁组织中石墨呈现出不同的形状、大小和分布。