表2.1-15抗磨白口鑄鐵牌號(hào)及化學(xué)成分(摘自GB/T8263-1999)

表2.1-16抗磨白口鑄鐵力學(xué)性能及應(yīng)用舉例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌號(hào)中的"DT"和" GT"，分別為“低碳”和“高碳”的拼音字母的首位字母，表示含碳全的高低。

2.鑄鐵的熱處理規(guī)范和金相組織，參見(jiàn)GB/T8263-1999。

3.鑄件在清理鑄件或處理鑄件缺陷過(guò)程中，不能采用火焰切割、電弧切割、電焊切割和補(bǔ)焊。

一、鑄鐵的石墨化過(guò)程

     鑄鐵中石墨的形成過(guò)程稱為石墨化過(guò)程。鑄鐵組織形應(yīng)的基本過(guò)程就是鑄鐵中石墨的形成過(guò)程。因此，了解石墨化過(guò)程的條件與影響因素對(duì)掌握鑄鐵材料的組織與性能是十分重要的。

     根據(jù)Fe－C合金雙重狀態(tài)圖，鑄鐵的石墨化過(guò)程可分為三個(gè)階段：

     第一階段，即液相亞共晶結(jié)晶階段。包括，從過(guò)共晶成分的液相中直接結(jié)晶出一次石墨和共晶成分的液相結(jié)晶出奧氏體加石墨由一次滲碳體和共晶滲碳體在高溫退火時(shí)分解形成的石墨。

     中間階段，即共晶轉(zhuǎn)變亞共析轉(zhuǎn)變之間階段。包括從奧氏體中直接析出二次石墨和二次滲碳體在此溫度區(qū)間分解形成的石墨。

     第三階段，即共折轉(zhuǎn)變階段。包括共折轉(zhuǎn)變時(shí)，形成的共析石墨和共析滲碳體退火時(shí)分解形成的石墨。

二、影響鑄鐵石墨化的因素

     鑄鐵的組織取決于石墨化進(jìn)行的程度，為了獲得所需要的組織，關(guān)鍵在于控制石墨化進(jìn)行的程度。實(shí)踐證明，鑄鐵化學(xué)成分、鑄鐵結(jié)晶的的冷卻速度及鐵水的過(guò)熱和靜置等諸多因素都影響石墨化和鑄鐵的顯微組織。

     1.化學(xué)成分的影響

     鑄鐵中常見(jiàn)的C，Si、Mn、P、S中，C，Si是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素，S是強(qiáng)烈阻礙石墨化的元素。實(shí)際上各元素對(duì)鑄鐵的石墨化能力的影響極為復(fù)雜。其影響與各元素本身的含量以及是否與其它元素發(fā)生作用有關(guān)，如Ti、Zr、B、Ce、Mg等都阻礙石墨化，但若其含量極低(如B、Ce<0.01%，T<0.08%)時(shí)，它們又表現(xiàn)出有促進(jìn)石墨化的作用。

     2.冷卻速度的影響

     一般來(lái)說(shuō)，鑄件冷卻速度趨緩慢，就越有利于按照Fe-G穩(wěn)定系狀態(tài)圖進(jìn)行結(jié)晶與轉(zhuǎn)變，充分進(jìn)行石墨化；反之則有利于按照 Fe-Fe3C亞穩(wěn)定系狀態(tài)圖進(jìn)行結(jié)晶與轉(zhuǎn)變，最終獲得白口鐵。尤其是在共析階段的石墨化，由于溫度較低，冷卻速度增大，原子擴(kuò)散困難，所以通常情況下，共析階段的石墨化難以充分進(jìn)行。

     鑄鐵的冷卻速度是一個(gè)綜合的因素，它與澆注溫度、造型材料的導(dǎo)熱能力以及鑄件的壁厚等因素有關(guān)。而且通常這些因素對(duì)兩個(gè)階段的影響基本相同。

     提高澆注溫度能夠延緩鑄件的冷卻速度，這樣既促進(jìn)了第一階段的石墨化，也促進(jìn)了第二階段的石墨化。因此，提高澆注溫度在一定程度上能使石墨粉化，也可增加共析轉(zhuǎn)變。

     3.鑄鐵的過(guò)熱和高溫靜置的影響

     在一定溫度范圍內(nèi)，提高鐵水的過(guò)熱溫度，延長(zhǎng)高溫靜置的時(shí)間，都會(huì)導(dǎo)致鑄鐵中的石墨基作組織的細(xì)化，使鑄鐵強(qiáng)度提高。進(jìn)一步提高過(guò)熱度，鑄鐵的成核能力下降，因而使石墨形態(tài)變差，甚至出現(xiàn)自由滲碳體，使強(qiáng)度反而下降，因而存在一個(gè)‘臨界溫度’。臨界溫度的高低，主要取決于鐵水的化學(xué)成分及鑄件的冷卻速度一般認(rèn)為普通灰鑄鐵的臨界溫度約在1500-1550℃左右，所以總希望出鐵溫度高些。

確定澆鑄位置、選擇分型面是鑄造工藝設(shè)計(jì)、確定鑄造工藝方案的首要任務(wù)，也是最重要的內(nèi)容，對(duì)整個(gè)鑄造生產(chǎn)過(guò)程和鑄件質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響且難以改變，除非重新設(shè)計(jì)工藝，重新制作模具。因此設(shè)計(jì)、確立合理的鑄造工藝方案必須依據(jù)鑄件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求及生產(chǎn)批量大小，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件綜合考慮。就如何確定鑄造工藝方案，國(guó)際鑄業(yè)網(wǎng)技術(shù)顧問(wèn)常興勝坐客“百家鑄業(yè)論談”，為我們請(qǐng)具體分析如下：

一、澆鑄位置的確定

澆鑄位置是指澆鑄時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置，正確的澆鑄位置應(yīng)易于獲得合格的鑄件，使整個(gè)鑄造過(guò)程盡量簡(jiǎn)單，易于控制。正確選擇澆鑄位置，應(yīng)遵循以下基本原則：

1.重要面、大平面不向上的原則，這是因?yàn)闈茶T位置的上面容易出現(xiàn)各種鑄造缺陷，如氣孔、查孔、沙孔、夾砂等缺陷。

2.厚實(shí)部分向上的原則，盡量讓厚實(shí)部分位于上方，實(shí)現(xiàn)順序凝固，易于冒口補(bǔ)縮。對(duì)于收縮大的合金更是如此。

3.薄壁部分不向上的原則，防止?jié)膊蛔?、冷?/span>

4.澆鑄位置還應(yīng)有利于減少砂芯數(shù)量、使砂芯易于固定、易于排氣。

實(shí)際生產(chǎn)中，能夠同時(shí)滿足以上原則的鑄件很少，這就要求確定鑄造工藝方案時(shí)必須綜合分析，抓住主要方面予以保障，無(wú)法滿足的，必須能夠通過(guò)其它工藝措施予以解決。

二、分型面的選擇

分型面是兩半鑄型接觸的表面。對(duì)砂型鑄造，分型面是必不可少的，否則模具無(wú)法從鑄型中取出形成鑄件型腔。分型面選擇的合理與否，直接影響著鑄件的尺寸精度和生產(chǎn)成本，同時(shí)對(duì)鑄件的質(zhì)量也有一定的影響。選擇分型面一般遵從一下原則：

1.盡量把鑄件全部或主要部分放在同一鑄型內(nèi)，以防止錯(cuò)箱引起鑄件尺寸超差。

2.盡量選擇平面做為分型面。

3.盡量減少砂芯和活塊的數(shù)量。

4.分型面的選擇不應(yīng)影響澆鑄系統(tǒng)的布置。

必須注意的是，分型面不一定是一個(gè)，也可以有兩個(gè)或多個(gè)，應(yīng)根據(jù)不同的造型方法具體確定。砂芯和活塊數(shù)量對(duì)分型面的影響，也應(yīng)視具體造型方法而定。手工造型，可以選擇多個(gè)分型面，可多用活塊，少用砂芯。而機(jī)器造型則相反，一般只有一個(gè)分型面，幾乎不用活塊，多用砂芯代替砂芯。