清華大學(xué)工程材料第九章鑄鐵(已修改)
2025-09-04 16:09 本頁面
【正文】 第九章 鑄鐵 Cast Iron 鑄鐵是歷史上使用得較早的材料 ， 也是最便宜的金屬材料之一 ，同時(shí)它具有很多優(yōu)點(diǎn) 。 比如 ， 在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中 ， 鑄鐵占 80%。 同鋼一樣 ， 鑄鐵也是 Fe、 C元素為主的鐵基材料 ， 但是它含碳量很高（ 碳含量大于 ％ ） ， 達(dá)到亞共晶 、 共晶或過共晶成分 ， 而且鑄鐵成型制成零件毛坯只能用鑄造方法 ， 不能用鍛造或軋制方法 。 鑄鐵中碳元素按主要存在方式不同可分為兩大類：一是白口鑄鑄鐵 （ 斷口呈現(xiàn)白色 ） ， 碳的主要存在形式是化合物 ， 如滲碳體 ，沒有石墨；另一是灰口鑄鐵 （ 斷口呈現(xiàn)黑灰色 ） ， 碳的主要存在形式是碳的單質(zhì) ， 即游離狀態(tài)石墨 。 介于白口鑄鐵與灰口鑄鐵之間為麻口鑄鐵 ， 其中的碳既有游離石墨又有滲碳體 。 第一節(jié) 鑄鐵的石墨化 Graphitization of Cast Iron 一、 FeFe3C和 FeC雙重相圖 在前面介紹過 FeFe3C相圖，按這張相圖自液態(tài)冷卻下來的 FeC合金固態(tài)一般為鐵素體及滲碳體兩相。實(shí)際上滲碳體只是一個(gè)亞穩(wěn)定相，石墨才是穩(wěn)定相。因此描述鐵碳合金組織轉(zhuǎn)變的相圖實(shí)際上有兩個(gè)，一個(gè)是 FeFe3C系相圖，另一個(gè)是 FeC系相圖。把兩者迭合在一起，就得到一個(gè)雙重相圖， Fe 1 2 3 4 5 6 C / % FeFe3C和 FeC雙重相圖 1400 1200 1000 800 600 400 200 溫度 ℃ C E F D B A J N S G P K Q γ ＋δ γ L＋ δ δ L＋ γ γ ＋α γ ＋ Fe3C α ＋ Fe3C α H C′ E′ F′ S′ P′ K′ D′ 二 、 鑄鐵的石墨化過程 按 FeC相圖鑄鐵液冷卻過程中 ， 碳溶解于鐵素體外均以石墨形成析出 。 石墨形成 （ 或石墨化 ） 分為如下兩個(gè)階段： 第一階段：包括自低于液相線 C?D?以下溫度冷卻自液體中析出“ 一次石墨 ” ， 低于共晶線 E?C?F?（ 溫度 1154℃ ） 共晶成分 （ C?點(diǎn)含％ C） ， 液體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體與共晶石墨組成的共晶組織；以及低于共晶
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