麻口鑄鐵

根據碳鑄鐵斷口顏色對鑄鐵進行分類，鑄鐵可分為白口鑄鐵、灰鑄鐵和麻口鑄鐵。 ^[2] 

麻口鑄鐵簡稱麻口鐵，是具有灰口和白口鑄鐵的混合組織。麻口鑄鐵是麻口鑄鐵中的碳既以滲碳體形式存在，又以石墨狀態存在，斷口夾雜着白亮的遊離滲碳體和暗灰色的石墨。

麻口鑄鐵一般是由於組織成分不當和冷卻速度過快等原因造成的，麻口鑄鐵不易加工，性能也不好故生產中應避免出現麻口組織。 ^[1] 

1977年湖南長窯嶺戰國早期墓出土了一件鐵鼎，呈麻口鐵組織，是中國也是全世界最早的麻口鐵，説明戰國早期生鐵冶煉、鑄造已達到一定水平。

麻口鑄鐵組織的形成需要有這樣的合金成分和冷卻速度，使鑄鐵在凝固過程中既能產生石墨又能產生滲碳體。在麻口鑄鐵中兼有灰口鑄鐵和白口鑄鐵的組成。

在過共晶成分的鑄鐵中可能有三種類形的麻口組織。當冷卻速度相當小時(提高硅含量)，由液體

和析出初生石墨，共晶分解也在形成石墨一奧氏體共晶團時開始。但是，全部液體向石墨和奧氏體過渡的時間可能比在同一過冷度條件下滲碳體產生的孕育期要長，因此部分液體凝固時形成了滲碳體和奧氏體。

當加速冷卻時，全部共晶成分的液體將分解為滲碳體和奧氏體。在這種情況下，凝固以後的鑄鐵組織由初生石墨和滲碳體一奧氏體共晶組成。繼續提高冷卻速度可得到這樣的結果，即在液相線和固相線區間隨着初生石墨的析出又有初生滲碳體的形成，在共晶分解時形成的是滲碳體和奧氏體，凝固之後的鑄鐵組織由初生石墨、初生滲碳體和滲碳體一奧氏體共晶組成。

共晶和亞共晶成分的鑄鐵，在共晶轉變過程中，當液體的一部分分解成石墨和奧氏體，另一部分則分解為滲碳體和奧氏體，這時也形成r麻口組織。

一般在液體中石墨一奧氏體共晶團先產生和生長，而後萊氏體才結晶，通常萊氏體長久時具有很大的線速度。因此在首批滲碳體晶體出現的瞬間，液體的基本體積便分解成滲碳體和奧氏體。

可能還有另一種含有石墨成分的共晶體和含有滲碳體成分的共晶體的形成順序。如果在共晶分解開始前，液體的過冷剛好可使滲碳體產生，則液體的凝固以形成粗分化共晶團形式開始(或者在含有雜質峋情況下，則以滲碳體晶體和奧氏體晶體的單獨長大形式開始)。它們的長大速度是很小的，並在所有液體都轉變成滲碳體—奧氏體共晶之前，在一定過冷條件下即達到了石墨生晶的孕育期，這樣部分液體則轉變成石墨—奧氏體共晶體。在此情況下，以前形成的萊氏體決定了以後形成的石墨—奧氏體共晶團的位置和形狀。

已凝固的麻口鑄鐵在冷卻過程中，基本上也產生象在白口鑄鐵中一樣的組織變化，析出再生滲碳陣並形成珠光體。為此可作這樣的説明，就是已經廣結晶時捉使滲碳體形成的條佴：也保證了固相時滲碳體，出較低温度時的析出。在包圍着石墨晶粒的區域可能有石墨析出，在鑄鐵奧氏體基體中硅的不均勻分佈和温度降低時減緩鑄降的冷卻都可促進這一過程的進行。

白口鑄鐵在抗彎曲、抗拉伸和加壓時所表現出來的機械性能在很大的範圍內波動：抗考強度為

牛頓/平方米(30~50公斤/平方毫米)，抗拉強發為

牛頓/平方米(10~40公斤/平方毫米)，抗壓強度為

牛頓/平方米(70～140公斤/平方毫米)。硬度也在很大的範圍內變化(HB=300~700)。白口鑄鐵的塑性和韌性低：延伸率為0.10～0.20%，撓度為2.0~3.5毫米。無切口試樣的衝擊韌性為

焦耳/平方米(0.1～0.5公斤·米/平方釐米)。

共晶度對性能有很大影響，隨着共晶體數量的增加和初生滲碳體的出現，白口鑄鐵的硬度和脆性也增大。機械性能還與共晶組織構造有關，共晶體中含有粗大形狀聚集物的鑄鐵最脆；具有蜂窩結構萊氏體的鑄鐵則有稍高的強度和韌性；片狀萊氏體組織最好。

當合金化白口鑄鐵時，它的初生組織可能變化很大，這也將反映在鑄件的性能上。

奧氏體轉變產物的結構對自口鑄鐵性能有影響，貝氏體組織最為合適。

由於白口鑄鐵具有很高的硬良，醫此它作為耐磨材料得到了廣泛的應用，尤其當白口鑄鐵的脆性不起多大作用時，白口鑄鐵在幹摩擦與濕摩擦的工作條件下特別用得廣泛。 ^[3] 

麻口鐵是在配料不正確，也就是鑄鐵成分同技術條件不符合的情況下(含硅低或含鉻、含蜢和其他反石墨化的元素高時)得到的。

薄的零件、小的截面以及表面屑上(即快速冶卻時)可能得到麻口結構。

用鎂變質的鑄鐵特別容易過冷。這種鑄鐵即使在厚度達8～10公釐的截面上也會得到麻口結構。

麻口鐵的結構是：萊氏體+珠光體+石墨或珠光體+滲碳體+石墨。由於這種鑄鐵存在萊氏體或滲碳體，所以很硬、很脆，加工性不好，或者根本不能在機牀上加工。

為了減低硬度和改善加工性，需要把萊氏體中的滲碳體和二次滲碳體分解。達可以用900～920℃的温度，經過3~10小時的石墨化(第一階段)來達到；因為這種鑄鐵一般合有相當高的硅(2～3%)。滲碳體分解以後得到奧氏體+石墨的結構，然後在空氣中冷卻時。得到了珠光體+石墨或珠光體+鐵素體+石墨的結構。這種鑄鐵的硬度在布氏200~280之間。

如果要求更低的硬度，需要第二階段石墨化(在720～700℃保温3~6小時)，或在800℃到700℃的範圍內緩慢冷卻。在空氣中冷卻時，如果不是從退火温度(900~920℃)開始，而是從更低的温度(800～820℃)開始，結果硬度將更為降低。 ^[4] 

碳在鑄鐵中的存在形式有兩種：滲碳體和石墨(石墨用符號G表示)。根據碳的存在形式，鑄鐵可分為以下幾類：

在白口鑄鐵中，碳除少量溶人鐵素體外，絕大部分以滲碳體的形式存在。其因斷口呈銀白色，故稱為白口鑄鐵。白口鑄鐵硬度高，脆性大，難以切削加工，故很少直接用來製造機械零件，主要用作鍊鋼原料、可鍛鑄鐵的毛坯，以及不需要切削加工但要求硬度高和耐磨性好的零件，如軋輥、犁鏵及球磨機的磨球等。

在灰鑄鐵中，碳主要以石墨的形式存在，斷口呈灰色。這類鑄鐵是工業上最常用的鑄鐵。

灰鑄鐵的組織可看成是碳素鋼的基體加片狀石墨。按基體組織的不同，灰鑄鐵分為三類，即鐵素體基體灰鑄鐵、鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵、珠光體基體灰鑄鐵。

灰鑄鐵的力學性能與基體的組織和石墨的形態有關。由於石墨的力學性能幾乎為零，因此可以把鑄鐵看成是佈滿裂紋或空洞的鋼。一方面，石墨不僅破壞了基體的連續性，而且減少了金屬基體承受載荷的有效截面積，使實際應力大大增加；另一方面，在石墨尖角處易造成應力集中，使尖角處的應力遠大於平均應力。所以，灰鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性遠低於鋼。石墨片的數量越多、尺寸越大、分佈越不均勻，對力學性能的影響就越大。但石墨的存在對灰鑄鐵的抗壓強度影響不大，因為抗壓強度主要取決於灰鑄鐵的基體組織，因此灰鑄鐵的抗壓強度與鋼相近。

在麻口鑄鐵中，碳一部分以石墨存在，另一部分以滲碳體存在，斷口呈黑白相間。這類鑄鐵的脆性較大，故很少使用。

工業上最常用的灰鑄鐵，根據石墨的存在形式不同，可分為以下四類：

(1)灰鑄鐵碳主要以片狀石墨形式存在的鑄鐵。

(2)球墨鑄鐵碳主要以球狀石墨形式存在的鑄鐵。

(3)可鍛鑄鐵碳主要以團絮狀石墨形式存在的鑄鐵。

(4)蠕墨鑄鐵碳主要以蠕蟲狀石墨形式存在的鑄鐵。

此外，為了進一步提高鑄鐵的性能或得到某種特殊性能，在鑄鐵中加入一種或多種合金元素(Cr、Cu、W、Al、B等)可得到合金鑄鐵，如耐磨鑄鐵、耐蝕鑄鐵、耐熱鑄鐵等。 ^[5]