第七章铸铁及其热处理
习题解答
7-1 铸造生产中，为什么铸铁的碳、硅含量低时易形成白口? 而同一铸铁件上，为什么其表层或薄壁处易形成白口?
答：因为碳、硅是促进石墨化的元素，当它们含量含量低时石墨化不易进行，所以容易形成白口。同一铸件上表层和薄壁的冷却速度比较快，不利于石墨化，故易形成白口。
7-2 在铸铁的石墨化过程中，如果第一、第二阶段完全石墨化，而第三阶段分别为完全、部分或未石墨化时，问它们各获得哪种基体组织的铸铁?
答：第三阶段石墨化完全进行时，获得铁素体基体铸铁；部分进行时为铁素体+珠光体基体铸铁；未进行石墨化时为珠光体基体铸铁。
7-3 机床的床身、床脚和箱体为什么大都采用灰铸铁铸造？能否用钢板焊接制造?试将两者的使用性和经济性作简要比较。
答：1、因为灰铸铁的性能适合制造这些零件：抗压性能比抗拉性能好，铸造性能优良，减摩性好，减振性强，切削加工性良好，缺口敏感性较低。
2、能用钢板焊接制造，但钢板的减摩性、减振性不如灰铸铁。在使用性和经济性上，灰铸铁成本低，易于铸造结构复杂的零件，并且其尺寸不受限制，这些都是用钢板制造不能达到的。
7-4 有一壁厚为20～30mm的铸件，要求抗拉强度为150MPa，应选用何种牌号的灰铸铁制造?
答：根据强度要求和壁厚，应选用HT200。
7-5 生产中出现下列不正常现象，应采取什么措施予以防止或改善?
(1) 灰铸铁精密床身铸造后即进行切削，在切削加工后发现变形量超差；
(2) 灰铸铁件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。 答：(1) 应在切削前进行去应力退火，消除铸造应力。去应力退火通常是将铸件缓慢加热到500~560℃，保温一段时间(每l0mm厚度保温1h)，然后随炉冷至150～200℃后出炉。
(2)应进行消除白口组织退火。退火方法是把铸件加热到850～950℃，保温1～3h，使共晶渗碳体发生分解，即进行第一阶段的石墨化，然后又在随炉冷却中进行第二和第三阶段石墨化，析出二次石墨和共析石墨，到500～400℃再出炉空冷。
7-6 现有铸态球墨铸铁曲轴一根，按技术要求，其基体应为珠光体组织，轴颈表层硬度为50～55HRC，试确定其热处理方法。
答：高温正火+去应力退火+表面淬火+低温回火。
7-7 列表比较灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁在牌号表示、显微组织、生产方法、性能和用途等方面的特点和区别。 答：
灰铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁 可锻铸铁 KTH/KTB/KTZ+最低抗拉强度+最低伸长率值 团絮状石墨+F HT +抗拉强度 QT +最低抗拉RuT +最低抗拉牌号 强度+最低伸长强度 率值 显微组织 片状石墨球状石墨蠕虫状石墨
+F/F+P/P基体 +F/F+P/P/B下 基体 炉前处理 球化处理和孕生产方法 育处理 灰铸铁的抗拉强度较灰铁好，强度很低，塑屈强比高, 性、韧性几乎塑性、韧性较钢为零。 差。 性能 灰铸铁的抗压强度远高于抗拉强度(约为3～4倍) 造承受压力和承受震动、载荷震动的零件,大的零件，如曲如机床床身、轴、传动齿轮用途 各种箱体、壳等。 体、泵体、缸体。 +F/F+P/P基体 蠕化处理和孕育处理 蠕墨铸铁力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间 /P基体 由白口铸铁经可锻化退火获得 力学性能比灰铸铁高，塑性和韧性好，但可锻铸铁并不能进行锻压加工 用于制造承受热的零件和结构复杂、强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、柴油机汽缸 用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。 7-8 下列说法是否正确? 为什么? (1) 采用球化退火可获得球墨铸铁。 (2) 可锻铸铁可锻造加工。
(3) 白口铸铁硬度高，故可作刀具材料。 (4) 灰铸铁不能淬火。
答：(1) 错，球化退火工艺主要适用于共析、过共析碳钢及合金工具钢，球化退火后可获得球状珠光体。采用球化处理才能获得球墨铸铁。
(2) 错，可锻铸铁虽然有一定的塑性和韧性，但不可锻造加工。
(3) 错，白口铸铁硬度高，但脆性也比较大，不能作刀具材料。 (4) 错，灰铸铁可以进行表面淬火。
7-9 下列工件宜选用何种合金铸铁制造?
(1) 磨床导轨。 (2) 高温加热炉底板。 (3) 硝酸盛储器。
(4) 汽车后桥外壳，要求较高强度、较高塑性和韧性及承受较大冲击载荷，铸件壁较薄。
(5) 柴油机曲轴，要求较高强度、耐磨性及一定的韧性，铸件截面较厚。
答：(1) 耐磨铸铁（减磨铸铁）； (2) 耐热铸铁； (3) 耐蚀铸铁； (4) 可锻铸铁； (5) 球墨铸铁。
机械制造基础第七章铸铁及其热处理习题解答
