灰铸铁

灰铸铁是指含有片状石墨的铸铁，因其断口呈深灰色，主要成分为铁，故称灰铸铁、碳、硅、锰、硫、磷是应用最广泛的铸铁，其产量占铸铁总产量的80%以上。

根据石墨的形状，灰铸铁可分为普通灰铸铁，石墨呈片状；球墨铸铁，石墨是球形的；可锻铸铁，石墨结块和絮状；蠕墨铸铁，石墨呈蠕虫状。

灰铸铁是铸铁的一种。碳以片状石墨的形式存在于铸铁中。断口呈灰色。有良好的铸造、良好的切削性能和耐磨性。用于制造机架、箱体等。灰铸铁石墨呈片状，有效承载面积相对较小，在石墨尖端容易发生应力集中，所以灰铸铁的强度、塑性、韧性低于其他铸铁。但是它具有优异的减振性能、低缺口敏感性和高耐磨性。

可以获得比铸钢更薄和更复杂的铸件，并且铸件中的残余内应力和翘曲变形比铸钢中的小。

对冷却速度比较敏感，所以薄断面容易形成白点和裂纹，厚断面容易形成疏松因此，当壁厚超过其临界值时，灰铸铁件的力学性能会随着壁厚的增加而显著降低。表面光滑，所以加工余量比铸钢小，表面加工质量低对疲劳极限的不利影响很小。

具有较高的吸振性，常用作承振架，不允许用于长期在250度工作的零件。

不同部分的性能是一致的。适于做要求高、而具有不同截面的那些更厚〔大型)铸件。

灰铸铁分为≥HT250和≤HT220，其密度分别为7.35g/cmsup3;与7.2g/cmsup3；

灰铸铁的熔点是1100~1300摄氏度。

灰铸铁显微组织灰铸铁含碳量高(为2.7%~4.可以认为是碳钢基体加片状石墨。根据基体组织的不同，灰铸铁可分为三种类型：铁素体基体灰铸铁；珠光体铁素体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。

铁素体灰铸铁是一种具有许多厚片状石墨的铁素体基体，其强度、硬度差，很少用；

珠光体灰铸铁均匀分布在珠光体基体上、细石墨薄片，其强度、硬度比较高，常用来制造机床床身、机体等重要件；

珠光体-铁素体灰铸铁是珠光体和铁素体的混合基体，分布着较厚的石墨薄片这种铸铁的强度、虽然硬度比前者低，但仍能满足一般车身的要求，其铸造性、它是应用最广泛的灰铸铁，减震性好，易熔化。

灰铸铁显微组织的差异实质上是铸铁中碳的不同形态。灰铸铁中的碳是化合物碳(Fe3C)和石墨碳所组成。化合碳为0.8%当时属于珠光体灰铸铁；化合碳小于0.8%时，属珠光体—铁素体灰铸铁；当碳全部以石墨状态存在时，为铁素体

60年代，在灰铸铁中加入稀土，即使用稀土孕育剂，已在生产中日益推广应用。由于稀土孕育剂具有很强的抗衰退能力、降低白口、改善断面均匀性、改善铸件的机械性能、耐磨性、致密性和耐压等功能，因此，有人称含稀土硅铁孕育剂为高效-长效孕育剂。

对稀土在灰铸铁中行为的研究表明，稀土对亚共晶有很大影响、共晶和过共晶铸铁对组织和性能都有良好的影响，可以明显增加共晶团的数量；稀土的加入量与抗拉强度之间存在双峰效应微量稀土消除白斑的能力很强，但过量添加会促进白斑的形成。此外，稀土还能改善截面敏感性和夹杂物形态。

稀土在散热器上的应用取得了巨大的成功。由于稀土的加入，散热器材料的抗拉强度可提高20 ~ 50 MPa，耐压可提高1 ~ 2 kg/Cm2，提高了铸件的成品率，取得了显著的经济效益和社会效益。

我国1000万吨铸件中，约80%它是灰铸铁，所以在灰铸铁中添加稀土，特别是在低品位灰铸铁中添加稀土来改善其性能是很有潜力的。

力学性能

灰铸铁的机械性能与基体组织和石墨形态有关。灰铸铁中的片状石墨严重分裂基体，容易在石墨尖角处造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度变差、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是普通铸铁件中力学性能最差的铸铁。同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响铁素体基体灰铸铁的石墨片较粗，强度和硬度最低，很少使用；珠光体基体灰铸铁石墨薄片细小，强度高，硬度高，主要用于制造重要铸件；铁素体-珠光体基体灰铸铁的石墨片比珠光体灰铸铁略厚，性能不如珠光体灰铸铁。因此，珠光体基体灰铸铁在工业上得到广泛应用。

其他性能

灰铸铁具有良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切割性能、低的缺口敏感性。

消除内应力退火；

用于改善可加工性退火；

表面淬火灰铸铁的密度。

灰铸铁经过热处理后，只能改变基体组织，而不能 不改变石墨的形状，就不可能明显提高灰铸铁的力学性能。灰铸铁的热处理主要用于消除铸件内应力和白口组织，稳定尺寸，改善机械加工性能，提高表面硬度和耐磨性。

灰铸铁铸件

消除内应力退火

用于消除凝固过程中由于冷却不均匀而产生的铸造应力，防止铸件变形和开裂。工艺是将铸件加热到 500 ~ 600℃，保温一段时间，然后随炉慢慢冷却到150 ~ 200℃以下，再取出空冷有时，铸件被长时间放置在自然环境中以释放铸件的内应力这个方法被称为“自然时效”该方法可用于消除大型灰铸铁件的铸造应力。

石墨化退火

为了消除白口组织，降低硬度，提高切削性能。方法是将铸件加热至850 ~ 900℃，保温333，562 ~ 5小时，然后随炉缓慢冷却至400 ~ 500℃，再从炉中取出空冷，使渗碳体在保温和缓慢冷却过程中分解形成石墨。

表面淬火

提高表面硬度，延长使用寿命。例如，对于机床导轨表面内燃机气缸套内壁等灰铸铁件的工作表面，需要有较高的硬度和耐磨性，可以采用表面淬火的方法。常用的方法有高（中）频率感应加热表面淬火和接触电阻加热表面淬火。