【正文】 性。其主要有分為以下幾種： 由于灰鑄鐵的化學成分接近共晶點，所以鐵水流動性好，可以鑄造非常復雜的零件。故工業(yè)上較多使用的是珠光體基體的灰鑄鐵?；诣T鐵中的片狀石墨對基體的割裂嚴重，在石墨尖角處易造成應力集中，使灰鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性遠低于鋼，但抗壓強度與鋼相當，也是常用鑄鐵件中力學性能最差的鑄鐵。普通灰鑄鐵的金屬基體是由珠光體與鐵索體按不同比例組成，珠光體含量越高的灰鑄鐵，其抗拉強度也越高，其硬度也相應有所提高，常見灰鑄鐵的力學性能見表 22。表21 常用鑄鐵的化學成分鑄鐵類別化學成分ω(%)C SiMnSP其它灰鑄鐵 ～～～﹤﹤—球墨鑄鐵～～～﹤﹤～～可鍛鑄鐵～～～﹤﹤Cr﹤二、灰鑄鐵的性能性能灰鑄鐵中的碳以片狀石墨的形態(tài)存在于球光體或鐵素體中，或二者按不同比例混合的基體組織中，其斷口呈灰色，因此而得名。在相同基體組織情況下，其中以球墨鑄鐵的力學性能（強度、塑性、韌性）為最高，可鍛鑄鐵次之，蠕墨鑄鐵又次之，灰鑄鐵最差。我國上述各類逐漸的化學成分大致范圍見表21。其中碳大部分以團絮狀石墨的形態(tài)存在，它是由一定成分的白口鑄鐵經(jīng)長時間的石墨化退火而得到的。由于石墨呈球狀分布，就大大降低了石墨割裂金屬基體組織的作用，因此球墨鑄鐵具有較高的強度和一定的韌性，能通過熱處理（如正火、淬火、退火等）顯著改善其力學性能，可以用來制造力學性能要求較高的鑄件，并可在一定范圍內(nèi)代替碳鋼或合金鋼來制造某些強度要求較高或形狀較為復雜的鑄件。這種鑄鐵的組織為滲碳體和共晶萊氏體，均屬脆硬相，不能進行切削加工，故在機械工業(yè)中極少用來直接制造及其零部件，主要用作煉鋼的原料或作為可鍛鑄鐵件的毛坯。它具有一定的力學性能和良好的加工性能，是目前使用得最多的一種鑄鐵。第二章 灰鑄鐵的分類及其性能一、 鑄鐵分類根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形態(tài)，可將鑄鐵分為：灰鑄鐵、白口鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵等。焊接結構已有日新月異的發(fā)展，符合目前綠色制造和資源循環(huán)利用建設節(jié)約型社會的大潮流。但是鑄鐵件的焊補極易產(chǎn)生白口和裂縫，其中產(chǎn)生白口的主要原因是冷卻速度過快和石墨元素不足；而產(chǎn)生裂縫的原因主要是焊接應力。采用焊接方法修復這些有缺陷的鑄鐵件，由于焊接成本低，不僅可獲得巨大的經(jīng)濟效益，而且有利于及時完成生產(chǎn)任務。當然，Si/C比較高，會使鐵素體增加，強度和硬度有所降低?；诣T鐵傳統(tǒng)的化學成分中Si/C比較低。由于共晶結晶過程中石墨化膨脹，還有減少縮松、縮孔的傾向?；诣T鐵在結晶過程中，約有w（C）為80%的碳以石墨的形式析出，這就給灰鑄鐵帶來兩方面的特點：一方面，由于石墨強度較低，且以片狀的形態(tài)存在，因此灰鑄鐵的強度不高，脆性較大。迄今是工業(yè)中應用最廣泛的一種鑄鐵。安徽機電職業(yè)技術學院畢 業(yè) 設 計灰鑄鐵的焊接性及焊接工藝研究系 別 機械工程系 專 業(yè) 焊接技術及自動化 班 級 焊接3112班 姓 名 王委托 學 號 1203113048 2013～2014學年第一學期第一章 摘要工業(yè)中應用最早的鑄鐵就是以片狀石墨存在于金屬基體中的灰鑄鐵。由于其成本低廉，并具有鑄造性、可加工性、耐磨性及減振性均優(yōu)良的特點。20世紀80年代初，鑄鐵材料發(fā)展進入了頂峰期，隨后，世界的鑄鐵產(chǎn)量便出現(xiàn)急劇遞減，然而鑄鐵仍是當今金屬材料中應用最為廣泛的基礎材料。另一方面，由于石墨的存在，灰鑄鐵具有良好的減震性、耐磨性、切削加工性和缺口敏感性。同時，灰鑄鐵還有較高的抗壓強度。提高Si/C比的作用是：可使連續(xù)的初析奧氏體枝晶增加，這就像混凝土中的鋼筋一樣，對灰鑄鐵起到加固的作用，可擴大穩(wěn)定系和介穩(wěn)定系的溫度差，增加過冷度△T，從而細化石墨，有效地擴大集體組織的利用率；還可降低灰鑄鐵的白口傾向，減小斷面敏感性，提高彈性模量和形變抗力。我國各種鑄鐵的年產(chǎn)量現(xiàn)約為800萬噸，有各種鑄造缺陷的鑄件約占鑄鐵年產(chǎn)量的10%～15%，若這些鑄件工報廢,將是極大的浪費。常用的焊既接方法中手工電弧焊應用最多。近年來，焊接已由一個單一的加工工藝發(fā)展成為有科學基礎有廣泛應用范圍和前景的焊接工程和焊接產(chǎn)業(yè)。目前我國微電子及IT行業(yè)中的發(fā)展，高強有色金屬、光釬、超導和復合材料及高分子材料的應用，都對焊接工藝、設備和材料提出了很多新的要求，因而得到了相應發(fā)展?；诣T鐵中的碳全部或大部以片狀石墨形態(tài)存在，因其斷口呈灰色而得名。白口鑄鐵簡稱白口鐵，其中碳除極少量溶于鐵素體外，其余都以滲碳體（Fe3C）的形態(tài)存在，斷口呈白亮色，故稱“白口”。球墨鑄鐵簡稱球鐵，其中碳全部或大部以球狀石墨的形態(tài)存在?？慑戣T鐵是因其具有較高的韌性而得名，實際并不可鍛。因團絮狀石墨對金屬基體組織破壞作用小，故具有較高的強度和韌性，適于制造形狀復雜、受沖擊載荷的薄壁鑄件。由表21中對比可看出：灰鑄鐵中硫、磷雜質(zhì)含量最高，碳、硅含量適中，錳含量較高；球墨鑄鐵中硫、磷含量最低，有較高的碳硅含量和一定的含錳量，并且含有球化元素鎂、稀土（RE）等；可鍛鑄鐵中碳、硅、硫、磷等含量均低于灰鑄鐵。但由于灰鑄鐵成本低廉，并具有鑄造性、可加工性、耐磨性及減震性均優(yōu)良的特點，是工業(yè)中應用最廣泛的一種鑄鐵。石墨的力學能力很低，使金屬基本承受負荷的有效截面積減小，而且片狀石墨使應力嚴重集中(影 響很大的是石墨片的數(shù)量、長短、粗細)，因而使灰鑄鐵的力學性能不高。 表22 灰鑄鐵牌號與力學性能鑄鐵類型牌號σb/MPaHBS不小于鐵素體灰鑄鐵HT100100≤175鐵素體珠光體灰鑄鐵HT150150150～200珠光體鐵素體HT200200170～220HT250250190～240孕育鑄鐵HT300300210～260HT350350230～280灰鑄鐵的力學性能與基體的組織和石墨的形態(tài)有關。同時，基體組織對灰鑄鐵的力學性能也有一定的影響，鐵素體基體灰鑄鐵的石墨片粗大，強度和硬度最低，故應用較少；珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細小，有較高的強度和硬度，主要用來制造較重要鑄件；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大，性能不如珠光體灰鑄鐵。三、灰鑄鐵的用途灰鑄鐵的使用性能與其化學成分和組織有密切的聯(lián)系。另外，由于石墨比容較大，使鑄件凝固時的收縮量減少，可簡化工藝，減輕鑄件的應力并可得到致密的組織。此外，由于鑄件中帶有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力進一步提高，這對于制備活塞環(huán)、氣缸套等受摩擦零件具有重要意義?；诣T鐵中由于石墨的存在，相當于存在很多小的缺口時表面的缺陷、缺口等幾乎沒有敏感性，因此，表面的缺陷對鑄鐵的疲勞強度影響較小，但其疲勞強度比鋼要低。灰鑄鐵的抗拉強度、塑性、韌性及彈性模量都低于碳素鋼，如表所示。灰鑄鐵的抗壓強度一般比抗拉強度高出三四倍，這是灰鑄鐵的一種特性。這就是廣泛用作機床床身和支柱受耐壓零件的原因。、缸蓋、活塞、活塞環(huán)、齒輪、齒輪室蓋等、拖拉機的離合器殼、左右半軸殼、剎車轂等、閥體、泵體等5圓周速度12～15m／s的帶輪HT300HT350(HT400)，耐磨。1960KPa，或需表面淬火1. 重要機械零件，如齒輪、凸輪、襯套等，沖床、剪床、壓力機、車床和重型機床的床身、機座、主軸箱、卡盤等、缸蓋、缸套等4. 高壓油缸、水缸、泵體、閥體等5. 圓周速度20～25m／s 的帶輪第三章 灰鑄鐵的焊接性及焊接工藝特點一、 鑄鐵焊接性分析　 鑄鐵焊接中灰鑄鐵的焊接最為常見。在力學性能上的特點是強度低，塑性差。這些因素導致焊接性不良。二、焊接接頭的白口組織灰鑄鐵焊接時，由于熔池體積小，存在時間短，加之鑄鐵內(nèi)部的熱傳導作用，使得焊縫及近縫區(qū)的冷卻速度遠遠大于鑄件在砂型中的冷卻速度。%、%的灰鑄鐵在電弧焊后其接頭的組織變化情況如圖31所示?，F(xiàn)在分別予以討論。當焊縫成分與灰鑄鐵鑄件（即同質(zhì)焊縫）成分相同時，則在一般電弧焊情況下，由于焊縫冷卻速度很大，形成的焊縫組織為共晶滲碳體加二次滲碳鐵加珠光體，基本上為白口組織。鑄鐵中的元素按其對石墨化的影