灰鑄鐵是指具有片狀石墨的鑄鐵，因斷裂時(shí)斷口呈暗灰色，故稱(chēng)為灰鑄鐵。主要成分是鐵、碳、硅、錳、硫、磷，是應(yīng)用最廣的鑄鐵，其產(chǎn)量占鑄鐵總產(chǎn)量80%以上。
根據(jù)石墨的形態(tài)，灰鑄鐵可分為:普通灰鑄鐵，石墨呈片狀;球墨鑄鐵，石墨呈球狀;可鍛鑄鐵，石墨成團(tuán)絮狀;蠕墨鑄鐵，石墨呈蠕蟲(chóng)狀。
灰鑄鐵碳量較高(為2.7%~4.0%)，可看成是碳鋼的基體加片狀石墨。按基體組織的不同灰鑄鐵分為三類(lèi):鐵素體基體灰鑄鐵;珠光體一鐵素體基體灰鑄鐵;珠光體基體灰鑄鐵。灰鑄鐵
鐵素體灰鑄鐵是在鐵素體的基體上分布著多而粗大的石墨片，其強(qiáng)度、硬度差，很少應(yīng)用;
珠光體灰鑄鐵是在珠光體的基體上分布著均勻、細(xì)小的石墨片，其強(qiáng)度、硬度相對(duì)較高，常用于制造床身、機(jī)體等重要件;
珠光體-鐵素體灰鑄鐵是在珠光體和鐵素體混合的基體上，分布著較為粗大的石墨片，此種鑄鐵的強(qiáng)度、硬度盡管比前者低，但仍可滿(mǎn)足一般機(jī)體要求，其鑄造性、減震性均佳，且便于熔煉，是應(yīng)用最廣的灰鑄鐵。
灰鑄鐵顯微組織的不同，實(shí)質(zhì)上是碳在鑄鐵中存在形式的不同。灰鑄鐵中的碳有化合碳(Fe3C)和石墨碳所組成。化合碳為0.8%時(shí)，屬珠光體灰鑄鐵;化合碳小于0.8%時(shí)，屬珠光體-鐵素體灰鑄鐵;全部碳都以石墨狀態(tài)存在時(shí)，則為鐵素體灰鑄鐵。
灰鑄鐵的力學(xué)性能與基體的組織和石墨的形態(tài)有關(guān)?；诣T鐵中的片狀石墨對(duì)基體的割裂嚴(yán)重，在石墨尖角處易造成應(yīng)力集中，使灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性遠(yuǎn)低于鋼，但抗壓強(qiáng)度與鋼相當(dāng)，也是常用鑄鐵件中力學(xué)性能最差的鑄鐵。同時(shí)，基體組織對(duì)灰鑄鐵的力學(xué)性能也有一定的影響，鐵素體基體灰鑄鐵的石墨片粗大，強(qiáng)度和硬度最低，故應(yīng)用較少;珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細(xì)小，有較高的強(qiáng)度和硬度，主要用來(lái)制造較重要鑄件;鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大，性能不如珠光體灰鑄鐵。故工業(yè)上較多使用的是珠光體基體的灰鑄鐵。
灰鑄鐵的熱處理后只能改變基體組織，不能改變石墨的形態(tài)，因而不可能明顯提高灰鑄鐵件的力學(xué)性能?；诣T鐵的熱處理主要用于消除鑄件內(nèi)應(yīng)力和白口組織，穩(wěn)定尺寸，改善切削加工性能，提高表面硬度和耐磨性等。
灰鑄鐵鑄件消除內(nèi)應(yīng)力退火
用以消除鑄件在凝固過(guò)程中因冷卻不均勻而產(chǎn)生的鑄造應(yīng)力，防止鑄件產(chǎn)生變形和裂紋。其工藝是將鑄件加熱到 500~600℃，保溫一段時(shí)間后隨爐緩冷至150~200℃以下出爐空冷，有時(shí)把鑄件在自然環(huán)境下放置很長(zhǎng)一段時(shí)間，使鑄件內(nèi)應(yīng)力得到松弛，這種方法叫"自然時(shí)效"，大型灰鑄鐵件可以采用此法來(lái)消除鑄造應(yīng)力。
石墨化退火
以消除白口組織，降低硬度，改善切削加工性能。方法是將鑄件加熱到850~900℃，保溫 2~5小時(shí)，然后隨爐緩冷至400~500℃，再出爐空冷，使?jié)B碳體在保溫和緩冷過(guò)程中分解而形成石墨。
表面淬火
提高表面硬度和延長(zhǎng)使用壽命。如對(duì)于機(jī)床導(dǎo)軌表面和內(nèi)燃機(jī)汽缸套內(nèi)壁等灰鑄鐵件的工作表面，需要有較高的硬度和耐磨損性能，可以采用表面淬火的方法。常用的方法有高(中)頻感應(yīng)加熱表面淬火和接觸電阻加熱表面淬火。
按GB/T 9439-1988規(guī)定，根據(jù)直徑30mm單鑄試棒的抗拉強(qiáng)度，將灰鑄鐵分為六個(gè)牌號(hào)?；诣T鐵的牌號(hào)是由"HT"("灰鐵"兩字漢語(yǔ)拼音字首)和最小抗拉強(qiáng)度σb 值(用φ30mm試棒的搞拉強(qiáng)度)表示。例如牌號(hào)HT250表示φ30mm試棒的最小抗拉強(qiáng)度值為250MPa的灰鑄鐵。設(shè)計(jì)鑄件時(shí)，應(yīng)根據(jù)鑄件受力處的主要壁厚或平均壁厚選擇鑄鐵牌號(hào)。
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鑄鐵類(lèi)別 |
牌號(hào) |
鑄件壁厚/mm |
力學(xué)性能 |
應(yīng)用 |
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σb/MPa≥ |
HBS |
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鐵素體 灰鑄鐵 |
HT100 |
2.5~10 |
130 |
10~166 |
適用于載荷小、對(duì)摩擦和磨損無(wú)特殊要求的不重要鑄件，如防護(hù)罩、蓋、油盤(pán)、手輪、支架、底板、重錘、小手柄等 |
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10~20 |
100 |
93~140 |
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20~30 |
90 |
87~131 |
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30~50 |
80 |
82~122 |
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鐵素體-珠光體 灰鑄鐵 |
HT150 |
2.5~10 |
175 |
137~205 |
承受中等載荷的鑄件，如機(jī)座、支架、箱體、刀架、床身、軸承座、工作臺(tái)、帶輪、端蓋、泵體、閥體、管路、飛輪、電機(jī)座等 |
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10~20 |
145 |
119~179 |
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20~30 |
130 |
110~166 |
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30~50 |
120 |
105~157 |
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珠光體 灰鑄鐵 |
HT200 |
2.5~10 |
220 |
157~236 |
承受較大載荷和要求一定的氣密性或耐蝕性等較重要鑄件，如汽缸、齒輪、機(jī)座、飛輪、床身、氣缸體、氣缸套、活塞、齒輪箱、剎車(chē)輪、聯(lián)軸器盤(pán)、中等壓力閥體等 |
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10~20 |
195 |
148~222 |
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20~30 |
170 |
134~200 |
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30~50 |
160 |
129~192 |
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HT250 |
4.0~10 |
270 |
175~262 |
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10~20 |
240 |
164~247 |
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20~30 |
220 |
157~236 |
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30~50 |
200 |
150~225 |
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孕育鑄鐵 |
HT300 |
10~20 |
290 |
182~272 |
承受高載荷、耐磨和高氣密性重要鑄件，如重型機(jī)床、剪床、壓力機(jī)、自動(dòng)車(chē)床的床身、機(jī)座、機(jī)架，高壓液壓件，活塞環(huán)，受力較大的齒輪、凸輪、襯套，大型發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸、氣缸體、缸套、氣缸蓋等 |
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20~30 |
250 |
168~251 |
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30~50 |
230 |
161~241 |
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HT350 |
10~20 |
340 |
199~298 |
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20~30 |
290 |
182~272 |
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30~50 |
260 |
171~257 |
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