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表2.1-15抗磨白口鑄鐵牌號及化學成分(摘自GB/T8263-1999)

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

注：

1.牌號中的"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.鑄鐵的熱處理規范和金相組織，參見GB/T8263-1999。

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

一、鑄鐵的石墨化過程

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

     根據Fe－C合金雙重狀態圖，鑄鐵的石墨化過程可分為三個階段：

     第一階段，即液相亞共晶結晶階段。包括，從過共晶成分的液相中直接結晶出一次石墨和共晶成分的液相結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分解形成的石墨。

     中間階段，即共晶轉變亞共析轉變之間階段。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間分解形成的石墨。

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

二、影響鑄鐵石墨化的因素

     鑄鐵的組織取決于石墨化進行的程度，為了獲得所需要的組織，關鍵在于控制石墨化進行的程度。實踐證明，鑄鐵化學成分、鑄鐵結晶的的冷卻速度及鐵水的過熱和靜置等諸多因素都影響石墨化和鑄鐵的顯微組織。

     1.化學成分的影響

     鑄鐵中常見的C，Si、Mn、P、S中，C，Si是強烈促進石墨化的元素，S是強烈阻礙石墨化的元素。實際上各元素對鑄鐵的石墨化能力的影響極為復雜。其影響與各元素本身的含量以及是否與其它元素發生作用有關，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，它們又表現出有促進石墨化的作用。

     2.冷卻速度的影響

     一般來說，鑄件冷卻速度趨緩慢，就越有利于按照Fe-G穩定系狀態圖進行結晶與轉變，充分進行石墨化；反之則有利于按照 Fe-Fe3C亞穩定系狀態圖進行結晶與轉變，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，原子擴散困難，所以通常情況下，共析階段的石墨化難以充分進行。

     鑄鐵的冷卻速度是一個綜合的因素，它與澆注溫度、造型材料的導熱能力以及鑄件的壁厚等因素有關。而且通常這些因素對兩個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，這樣既促進了第一階段的石墨化，也促進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，也可增加共析轉變。

     3.鑄鐵的過熱和高溫靜置的影響

     在一定溫度范圍內，提高鐵水的過熱溫度，延長高溫靜置的時間，都會導致鑄鐵中的石墨基作組織的細化，使鑄鐵強度提高。進一步提高過熱度，鑄鐵的成核能力下降，因而使石墨形態變差，甚至出現自由滲碳體，使強度反而下降，因而存在一個‘臨界溫度’。臨界溫度的高低，主要取決于鐵水的化學成分及鑄件的冷卻速度一般認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計、確定鑄造工藝方案的首要任務，也是最重要的內容，對整個鑄造生產過程和鑄件質量有著至關重要的影響且難以改變，除非重新設計工藝，重新制作模具。因此設計、確立合理的鑄造工藝方案必須依據鑄件材質、結構和技術要求及生產批量大小，結合實際生產條件綜合考慮。就如何確定鑄造工藝方案，國際鑄業網技術顧問常興勝坐客“百家鑄業論談”，為我們請具體分析如下：

一、澆鑄位置的確定

澆鑄位置是指澆鑄時鑄件在鑄型中所處的位置，正確的澆鑄位置應易于獲得合格的鑄件，使整個鑄造過程盡量簡單，易于控制。正確選擇澆鑄位置，應遵循以下基本原則：

1.重要面、大平面不向上的原則，這是因為澆鑄位置的上面容易出現各種鑄造缺陷，如氣孔、查孔、沙孔、夾砂等缺陷。

2.厚實部分向上的原則，盡量讓厚實部分位于上方，實現順序凝固，易于冒口補縮。對于收縮大的合金更是如此。

3.薄壁部分不向上的原則，防止澆不足、冷隔

4.澆鑄位置還應有利于減少砂芯數量、使砂芯易于固定、易于排氣。

實際生產中，能夠同時滿足以上原則的鑄件很少，這就要求確定鑄造工藝方案時必須綜合分析，抓住主要方面予以保障，無法滿足的，必須能夠通過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。對砂型鑄造，分型面是必不可少的，否則模具無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成本，同時對鑄件的質量也有一定的影響。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，以防止錯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量。

4.分型面的選擇不應影響澆鑄系統的布置。

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