铸铁材料的分类、石墨的结构和特点
第
二
节
灰
铸
铁
一
、
灰
铸
铁
的
成
分
、
组
织
与
性
能
特
点
1
．
灰
铸
铁
的
化
学
成
分
铸铁中碳、硅、锰是调节组织的元素，磷是控制使用的元素，硫是应限制的元素目前生产
中
，
灰
铸
铁
的
化
学
成
分
范
围
一
般
为
：
wC=2.7%~3.6% ， wSi=1.0%~2.5% ， wMn=0.5%~1.3% ， wP≤0.3% ， wS≤0.15%
2
．
灰
铸
铁
的
组
织
灰 铸 铁 是 第 一 阶 段 和 第 二 阶 段 石 墨 化 过 程 都 能 充 分 进 行 时 形 成 的 铸 铁
它 的 显 微 组 织 特 征 是 片 状 石 墨 分 布 在 各 种 基 体 组 织 上
由 于 第 三 阶 段 石 墨 化 程 度 的 不 同 ， 可 以 获 得 三 种 不 同 基 体 组 织 的 灰 铸 铁
a
）
铁
索
体
灰
铸
铁
b
）
珠
光
体
灰
铸
铁
c
）
铁
索
体
珠
光
体
灰
铸
铁
图
7.4
灰
铸
铁
的
显
微
组
织
3
．
灰
铸
铁
的
性
能
特
点
（1）力学性能：灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性和弹性模量远比相应基体的钢低石墨片的
数
量
愈
多
，
尺
寸
愈
粗
大
分布愈不均匀，对基体的割裂作用和应力集中现象愈严重，则铸铁的强度、塑性与韧
性
就
愈
低
由于灰铸铁的抗压强度 σbc、硬度与耐磨性主要取决于基体，石墨的存在对其影响不大，
故灰铸铁的抗压强度一般是其抗拉强度的 3~4 倍同时，珠光体基体比其它两种基体的灰
铸
铁
具
有
较
高
的
强
度
、
硬
度
与
耐
磨
性
（2
）其它性能 石墨虽然会降低铸铁的抗拉强度、塑性和韧性，但也正是由于石墨的存在，
使
铸
铁
具
有
一
系
列
其
它
优
良
性
能
①
铸造性能良好 由于灰铸铁的碳当量接近共晶成分，故与钢相比，不仅熔点低，流动性
好，而且铸铁在凝固过程中要析出比容较大的石墨，部分地补偿了基体的收缩，从而减
小 了 灰 铸 铁 的 收 缩 率 ， 所 以 灰 铸 铁 能 浇 铸 形 状 复 杂 与 壁 薄 的 铸 件
②
减摩性好 减摩性是指减少对偶件被磨损的性能灰铸铁中石墨本身具有润滑作用，而且
当它从铸铁表面掉落后，所遗留下的孔隙具有吸附和储存润滑油的能力，使摩擦面上的
油膜易于保持而具有良好的减摩性所以承受摩擦的机床导轨、汽缸体等零件可用灰铸铁制
造
③
减
振
性
强
铸
铁
在
受
震
动
时
石
墨
能
阻
止
震
动
的
传
播
起缓冲作用，并把震动能量转变为热能，灰铸铁减振能力约比钢大 10 倍，故常用作
承 受 压 力 和 震 动 的 机 床 底 座 、 机 架 、 机 床 床 身 和 箱 体 等 零 件 ，
④
切 削 加 工 性 良 好
由 于 石 墨 割 裂 了 基 体 的 连 续 性
使
铸
铁
切
削
时
容
易
断
屑
和
排
屑
且 石 墨 对 刀 具 具 有 一 定 润 滑 作 用 ， 故 可 使 刀 具 磨 损 减 少
⑤
缺口敏感性小 钢常因表面有缺口（如油孔、键槽、刀痕等）造成应力集中，使力学性能
显著降低，故钢的缺口敏感性大灰铸铁中石墨本身已使金属基体形成了大量缺口，致使
外 加 缺 口 的 作 用 相 对 减 弱 ， 所 以 灰 铸 铁 具 有 小 的 缺 口 敏 感 性
由 于 灰 铸 铁 具 有 以 上 一 系 列 的 优 良 性 能 ， 而 且 价 廉