灰铸铁及其组织、牌号及用途

碳大部分或全部以片状石墨形式出现的铸铁，因断口呈灰色，称为灰铸铁。此类铸铁生产工艺简单，价格低廉，工业应用最广。

1）组织特点

灰铸铁的组织由金属基体和片状石墨组成，如图1-31所示。根据基体组织不同，灰口铸铁可分为：

（1）铁素体灰口铸铁。组织是铁素体＋片状石墨。

（2）铁素体-珠光体灰口铸铁。组织是铁素体＋珠光体＋片状石墨。

（3）珠光体灰口铸铁。组织是珠光体＋片状石墨。

图1-31　灰铸铁的显微组织

2）性能特点

由于石墨（wC≈100%）具有简单六方晶格，其强度（σb≈20MPa）、硬度（3～5HBW）很低，塑性、韧性几乎为零，因此灰铸铁的组织相当于在钢的基体上分布着许多细小的裂纹。由于片状石墨割裂了金属基体，并容易引起应力集中，故灰铸铁的抗拉强度低，塑性、韧性很差。但石墨对铸铁的抗压强度和硬度影响不大，所以灰铸铁的抗压强度和硬度与相同基体的钢差不多。石墨的存在，也使灰铸铁获得良好的耐磨性、抗震性、切削加工性和铸造性能，缺口敏感性也较低。

灰铸铁由于有上述的优良性能并且价格低廉，所以在生产上得到了广泛应用。常用于制造形状复杂而力学性能要求不高的工件，如各种箱体、阀体、泵体等；承受压力、要求减震的工件，如机床床身、机座等；以及某些要求耐磨的工件。(www.xing528.com)

3）常用热处理

热处理只能改变基体组织，不能改变石墨的形态、大小和分布，因此，对灰铸铁采用强化型热处理来提高其力学性能的效果不大，其热处理仅限于消除内应力退火、表面淬火处理等。

（1）消除内应力退火。又称人工时效，是将铸件加热到500～550℃，保温后缓慢冷却至200℃出炉空冷的热处理工艺。铸件在冷却过程中会产生内应力，导致铸件在加工和使用过程中产生变形。因此，铸件在成形后都需要进行消除内应力退火，尤其对一些大型、复杂或加工精度较高的铸件（如机床床身、柴油机汽缸等），在铸造后、切削加工前，甚至在粗加工后都要进行一次时效退火。

自然时效是对于一些不急用的铸铁件，可在露天长期放置（数月乃至更长），使内应力随气温的反复变化而逐渐消退的方法。

（2）表面淬火。有些铸件，如机床导轨表面、汽缸内壁等，需要有较高的硬度和耐磨性，常进行表面淬火处理，如高频表面淬火、火焰表面淬火等。

4）牌号及用途

灰铸铁的牌号由字母HT加表示最低抗拉强度值的数字组成。灰铸铁的牌号、性能及主要用途见表1-8。

表1-8　灰铸铁的牌号、性能及主要用途

对于强度要求较高的灰铸铁铸件，生产上除降低碳、硅的含量以获得珠光体基体外，还需在铁水中加少许孕育剂，进行孕育处理而得到细晶粒珠光体和细石墨片组织的铸铁。