1.成分与组织特点
铸钢与碳钢相比较，其化学成分中除了有较高的C、Si含量外(C2.5%～4，0%、Si1.0%一3.0%)，还含有较高的杂质元素Mn、P，S，在特殊性能的合金铸钢中，还


含有某些合金元素。所有这些元素的存在及其含量，都将直接影响铸钢的组织和性能。
由于铸钢中的碳主要是以石墨(G)形式存在的，所以铸钢的组织是由金属基体和石墨所组成的。铸钢的金属基体有珠光体、铁素体和珠光 体加铁素体三类，它们


相当于钢的组织。因此，铸钢的组织特点，可以看成是在钢的基体上分布着不同形状的石墨。


2.铸钢的性能特点
铸钢的抗拉强度、塑性和韧性要比碳钢低。虽然铸钢的机械性能不如钢，但由于石墨的存在，却赋予铸钢许多为钢所不及的性能。如良好的耐磨性、高消振性、


低缺口敏感性以及优良的切削加工性能。此外 ，铸钢的碳含量高，其成分接近于共晶成分，因此铸钢的熔点低，约为1200℃左右，铁水流动性好，由于石墨结


晶时体积膨胀，所以传送收缩率小，其铸造性能优于钢，因而通常采用铸造方法制成铸件使用，故称之为铸钢。
铸钢 - 性能
1.优良的铸造性能
由于友铸钢的化学成分接近共晶点，所以铁水流动性好，可以铸造非常复杂的零件。另外，由于石墨比容较大，使铸件凝固时的收缩量减少，可简化工艺，减轻


铸件的应力并可得到致密的组织。


2.优良的耐磨性和消震性
石墨本身具有润滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性。此外，由于铸件中带有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力进一步提


高，这对于制备活塞环、气缸套等受摩擦零件具有重要意义。
石墨可以阻止后动的传播，灰铸钢的消夸大能力是钢的10倍，常用来制作承受振动的机床底座。


3.较低的缺口敏感性和良好的切削加工性能
灰铸钢中由于石墨的存在，相当于存在很多小的缺口时表面的缺陷、缺口等几乎没有敏感性，因此，表面的缺陷对铸钢的疲劳强度影响较小 ，但其疲劳强度比钢


要低。由于发铸钢中的石墨可以起断屑作用和对刀具的润滑起减障作用，所以其可切削加工性是优良的。


4.灰铸钢的机械性能
铸钢的抗拉强度、塑性、韧性及弹性模量都低于碳素锈钢，如表所示。灰铸钢的抗压强度和硬度主要取决于基体组织。灰铸钢的抗压强度一般比抗拉强度高出三


四倍 ，这是灰铸钢的一种特性。因此，与其把灰铸钢用作抗拉零件还不如做耐压零件更适合。这就是广泛用作机床床身和支柱受耐压零件的原因。
铸钢 - 热处理工艺
1.消除应力退火
由于铸件壁厚不均匀，在加热，冷却及相变过程中，会产生效应力和组织应力。另外大型零件在机加工之后其内部也易残存应力，所有这些内应力都必须消除。


去应力退火通常的加热温度为500～550℃保温时间为2～8h，然后炉冷(灰口铁)或空冷(球铁)。采用这种工艺可消除 铸件内应力的90～95%，但铸钢组织不发生


变化。若温度超过550℃或保温时间过长，反而会引起石墨化，使铸件强度和硬度降低。


2.消除铸件白口的高温石墨化退火
铸件冷却时，表层及薄截面处，往往产生白口。白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落。因此必须采用退火(或正火)的方法消除白口组织。退火工艺为：加热到


550－950℃保温2～5 h，随后炉冷到500-550℃再出炉空冷。在高温保温期间 ，游高渗碳体和共晶渗碳体分解为石墨和A，在随后护冷过程中二次渗碳体和共析


渗碳体也分解，发生石墨化过程。由于渗碳体的分解，导致硬度下降，从而提高了切削加工性。


3.球铁的正火
球铁正火的目的是为了获得珠光体基体组织，并细化晶粒，均匀组织，以提高铸件的机械性能。有时正火也是球铁表面淬火在组织上的准备、正 火分高温正火和


低温正火。高温正火温度一般不超过950～980℃，低温正火一般加热到共折温度区间820～860℃。正火之后一般还需进行四人处理，以消除正火时产生的内应


力。


4.球铁的淬火及回火
为了提高球铁的机械性能，一般铸件加热到Afc1以上30～50℃(Afc1代表加热时A形成终了温度)，保温后淬入油中，得到马氏体组织。为了适当降低淬火后的残


余应力，一般淬火后应进行回火，低温回火组织为回火马氏作加残留贝氏体再加球状石墨。这种组织耐磨性好 ，用于要求高耐磨性，高强度的零件。中温回火温


度为350-500℃回火后组织为回火屈氏体加球状石墨，适用于要求耐磨性好、具有一定效稳定性和弹性的厚件。高温 回火温度为500-60D℃，回火后组织为回火


索氏作加球状石墨，具有韧性和强度结合良好的综合性能，因此在生产中广泛应用。


5.球铁的多温淬火
球铁经等温淬火后可以获得高强度，同时兼有较好的塑性和韧性。多温淬火加热温度的选择主要考虑使原始组织全部A化、不残留F，同时也避免A晶粒长大。加


热温度一般采用Afc1以上30～50℃，等温处理温度为0～350℃以保证获得具有综合机械性能的下贝氏体组织。稀土镁铝球铁等 温淬火后σb=1200～1400MPa，


αk=3～3.6J／cm2，HRC＝47～51。但应注意等温淬火后再加一道回火工序。


6.表面淬火
为了提高某些铸件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度，可采用表面淬火。灰铸钢及球铁铸件均可进行表面淬火。一般采用高(中) 频感应加热表面淬火和电接触表面


淬火。


7.化学热处理
对于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蚀的铸件，可以采用类似于钢的化学热处理工艺，如气体软氯化、氯化、渗硼、渗硫等处理。
铸钢 - 灰铸钢
灰铸钢抗拉强度及硬度的变化是由于机体组织及石墨大小、数量不同的结果。
纯铁素体为基体的灰铸钢：强度、硬度最低，纯珠光体为基体的灰铸钢：强度、硬度较高，改变基体中铁素体及珠光体相对含量，可得不同的抗拉强度及硬度的


HT，石墨呈粗片状的灰铸钢，抗拉强度较低，石墨呈细片状的灰铸钢其抗拉强度较高。
灰铸钢中碳的存在状态及其基体组织决定于铸件冷却速度 ：