麻口铸铁

冶金术语

麻口铸铁是是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁。麻口铸铁一般是由于组织成分不当和冷却速度过快等原因造成的，麻口铸铁不易加工，性能也不好故生产中应避免出现麻口组织。

产品介绍

根据碳铸铁断口颜色对铸铁进行分类，铸铁可分为白口铸铁、灰铸铁和麻口铸铁。

麻口铸铁简称麻口铁，是具有灰口和白口铸铁的混合组织。麻口铸铁是麻口铸铁中的碳既以渗碳体形式存在，又以石墨状态存在，断口夹杂着白亮的游离渗碳体和暗灰色的石墨。

麻口铸铁一般是由于组织成分不当和冷却速度过快等原因造成的，麻口铸铁不易加工，性能也不好故生产中应避免出现麻口组织。

1977年湖南长窑岭战国早期墓出土了一件铁鼎，呈麻口铁组织，是中国也是全世界最早的麻口铁，说明战国早期生铁冶炼、铸造已达到一定水平。

麻口铸铁组织形成

麻口铸铁组织的形成需要有这样的合金成分和冷却速度，使铸铁在凝固过程中既能产生石墨又能产生渗碳体。在麻口铸铁中兼有灰口铸铁和白口铸铁的组成。

在过共晶成分的铸铁中可能有三种类形的麻口组织。当冷却速度相当小时(提高硅含量)，由液体和析出初生石墨，共晶分解也在形成石墨一奥氏体共晶团时开始。但是，全部液体向石墨和奥氏体过渡的时间可能比在同一过冷度条件下渗碳体产生的孕育期要长，因此部分液体凝固时形成了渗碳体和奥氏体。

当加速冷却时，全部共晶成分的液体将分解为渗碳体和奥氏体。在这种情况下，凝固以后的铸铁组织由初生石墨和渗碳体一奥氏体共晶组成。继续提高冷却速度可得到这样的结果，即在液相线和固相线区间随着初生石墨的析出又有初生渗碳体的形成，在共晶分解时形成的是渗碳体和奥氏体，凝固之后的铸铁组织由初生石墨、初生渗碳体和渗碳体一奥氏体共晶组成。

共晶和亚共晶成分的铸铁，在共晶转变过程中，当液体的一部分分解成石墨和奥氏体，另一部分则分解为渗碳体和奥氏体，这时也形成r麻口组织。

一般在液体中石墨一奥氏体共晶团先产生和生长，而后莱氏体才结晶，通常莱氏体长久时具有很大的线速度。因此在首批渗碳体晶体出现的瞬间，液体的基本体积便分解成渗碳体和奥氏体。

可能还有另一种含有石墨成分的共晶体和含有渗碳体成分的共晶体的形成顺序。如果在共晶分解开始前，液体的过冷刚好可使渗碳体产生，则液体的凝固以形成粗分化共晶团形式开始(或者在含有杂质峋情况下，则以渗碳体晶体和奥氏体晶体的单独长大形式开始)。它们的长大速度是很小的，并在所有液体都转变成渗碳体—奥氏体共晶之前，在一定过冷条件下即达到了石墨生晶的孕育期，这样部分液体则转变成石墨—奥氏体共晶体。在此情况下，以前形成的莱氏体决定了以后形成的石墨—奥氏体共晶团的位置和形状。

已凝固的麻口铸铁在冷却过程中，基本上也产生象在白口铸铁中一样的组织变化，析出再生渗碳阵并形成珠光体。为此可作这样的说明，就是已经广结晶时捉使渗碳体形成的条佴：也保证了固相时渗碳体，出较低温度时的析出。在包围着石墨晶粒的区域可能有石墨析出，在铸铁奥氏体基体中硅的不均匀分布和温度降低时减缓铸降的冷却都可促进这一过程的进行。

白口铸铁在抗弯曲、抗拉伸和加压时所表现出来的机械性能在很大的范围内波动：抗考强度为牛顿/平方米(30~50公斤/平方毫米)，抗拉强发为牛顿/平方米(10~40公斤/平方毫米)，抗压强度为牛顿/平方米(70～140公斤/平方毫米)。硬度也在很大的范围内变化(HB=300~700)。白口铸铁的塑性和韧性低：延伸率为0.10～0.20%，挠度为2.0~3.5毫米。无切口试样的冲击韧性为焦耳/平方米(0.1～0.5公斤·米/平方厘米)。

共晶度对性能有很大影响，随着共晶体数量的增加和初生渗碳体的出现，白口铸铁的硬度和脆性也增大。机械性能还与共晶组织构造有关，共晶体中含有粗大形状聚集物的铸铁最脆；具有蜂窝结构莱氏体的铸铁则有稍高的强度和韧性；片状莱氏体组织最好。

当合金化白口铸铁时，它的初生组织可能变化很大，这也将反映在铸件的性能上。

奥氏体转变产物的结构对自口铸铁性能有影响，贝氏体组织最为合适。

由于白口铸铁具有很高的硬良，医此它作为耐磨材料得到了广泛的应用，尤其当白口铸铁的脆性不起多大作用时，白口铸铁在干摩擦与湿摩擦的工作条件下特别用得广泛。

麻口铸铁的热处理

麻口铁是在配料不正确，也就是铸铁成分同技术条件不符合的情况下(含硅低或含铬、含蜢和其他反石墨化的元素高时)得到的。

薄的零件、小的截面以及表面屑上(即快速冶却时)可能得到麻口结构。

用镁变质的铸铁特别容易过冷。这种铸铁即使在厚度达8～10公厘的截面上也会得到麻口结构。

麻口铁的结构是：莱氏体+珠光体+石墨或珠光体+渗碳体+石墨。由于这种铸铁存在莱氏体或渗碳体，所以很硬、很脆，加工性不好，或者根本不能在机床上加工。

为了减低硬度和改善加工性，需要把莱氏体中的渗碳体和二次渗碳体分解。达可以用900～920℃的温度，经过3~10小时的石墨化(第一阶段)来达到；因为这种铸铁一般合有相当高的硅(2～3%)。渗碳体分解以后得到奥氏体+石墨的结构，然后在空气中冷却时。得到了珠光体+石墨或珠光体+铁素体+石墨的结构。这种铸铁的硬度在布氏200~280之间。

如果要求更低的硬度，需要第二阶段石墨化(在720～700℃保温3~6小时)，或在800℃到700℃的范围内缓慢冷却。在空气中冷却时，如果不是从退火温度(900~920℃)开始，而是从更低的温度(800～820℃)开始，结果硬度将更为降低。

铸铁分类

碳在铸铁中的存在形式有两种：渗碳体和石墨(石墨用符号G表示)。根据碳的存在形式，铸铁可分为以下几类：

白口铸铁

在白口铸铁中，碳除少量溶人铁素体外，绝大部分以渗碳体的形式存在。其因断口呈银白色，故称为白口铸铁。白口铸铁硬度高，脆性大，难以切削加工，故很少直接用来制造机械零件，主要用作炼钢原料、可锻铸铁的毛坯，以及不需要切削加工但要求硬度高和耐磨性好的零件，如轧辊、犁铧及球磨机的磨球等。

灰铸铁

在灰铸铁中，碳主要以石墨的形式存在，断口呈灰色。这类铸铁是工业上最常用的铸铁。

灰铸铁的组织可看成是碳素钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同，灰铸铁分为三类，即铁素体基体灰铸铁、铁素体一珠光体基体灰铸铁、珠光体基体灰铸铁。

灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。由于石墨的力学性能几乎为零，因此可以把铸铁看成是布满裂纹或空洞的钢。一方面，石墨不仅破坏了基体的连续性，而且减少了金属基体承受载荷的有效截面积，使实际应力大大增加；另一方面，在石墨尖角处易造成应力集中，使尖角处的应力远大于平均应力。所以，灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢。石墨片的数量越多、尺寸越大、分布越不均匀，对力学性能的影响就越大。但石墨的存在对灰铸铁的抗压强度影响不大，因为抗压强度主要取决于灰铸铁的基体组织，因此灰铸铁的抗压强度与钢相近。

麻口铸铁

在麻口铸铁中，碳一部分以石墨存在，另一部分以渗碳体存在，断口呈黑白相间。这类铸铁的脆性较大，故很少使用。

工业上最常用的灰铸铁，根据石墨的存在形式不同，可分为以下四类：

(1)灰铸铁碳主要以片状石墨形式存在的铸铁。

(2)球墨铸铁碳主要以球状石墨形式存在的铸铁。

(3)可锻铸铁碳主要以团絮状石墨形式存在的铸铁。

(4)蠕墨铸铁碳主要以蠕虫状石墨形式存在的铸铁。

此外，为了进一步提高铸铁的性能或得到某种特殊性能，在铸铁中加入一种或多种合金元素(Cr、Cu、W、Al、B等)可得到合金铸铁，如耐磨铸铁、耐蚀铸铁、耐热铸铁等。

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