（1）灰铸铁金相组织
灰铸铁是指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁[见图9.5（a）]，其断口呈灰色。石墨的力学性能极差，使铸铁的拉伸强度比钢低很多，伸长率接近于零。铸铁中石墨含量越多，越粗大，力学性能越差。但因为石墨存在，又使铸铁具有一些优点，如减振性比钢好；石墨能起润滑作用，提高铸铁的耐磨性和切削加工性；有良好的铸造性能，收缩小，不易产生铸造缺陷等。另外，它的熔化过程简单、成本低，所以是应用最广的铸造合金。
灰铸铁的显微组织如图9.6所示。
图9.5 灰铸铁的显微组织
（a）片状石墨（灰铸铁）；（b）球状石墨（球墨铸铁）；（c）团絮状石墨（可锻铸铁）；（d）蠕虫状石墨（蠕墨铸铁）
图9.6 灰铸铁的显微组织
（a）铁素体灰铸铁；（b）铁素体+珠光体灰铸铁；（c）珠光体灰铸铁
（2）灰铸铁牌号
灰铸铁牌号用“HT+一组数字”表示，HT为“灰铁”汉语拼音首字母，数字表示最小拉伸强度。例如，HTl50表示拉伸强度Rm≥150MPa的灰铸铁。
（3）灰铸铁的性能
石墨虽然降低了灰铸铁的力学性能，其抗拉强度、塑性、韧性和疲劳强度都比钢低得多，但却使灰铸铁获得了许多钢所不及的优良性能。
1）缺口敏感性低
石墨本身的强度和塑性几乎为零，它就像金属基体中的孔洞和裂缝，因此可以把灰铸铁看成是含有大量孔洞和裂缝的钢，石墨的存在就等于减小了金属基体的有效承载面积，相当于零件上的许多小缺口，使工件加工形成的切口作用相对减弱，故灰铸铁的缺口敏感性低。(www.xing528.com)
2）抗压强度高
石墨割断了金属基体的连续性能，可以把石墨看成是一条条裂纹，在外力作用下裂纹尖端将导致严重的应力集中，形成断裂源。灰铸铁的硬度和抗压强度主要取决于基体，因为在压缩载荷作用下石墨产生的裂纹是闭合的，故灰铸铁的抗压强度是其抗拉强度的3～5倍。
3）加工性能好
灰铸铁在切削加工时，石墨的润滑和断屑作用使其具有良好的切削加工性。在干摩擦的情况下，由于石墨本身的润滑作用，以及它从铸铁表面脱落后留下的孔洞具有储存润滑油的能力，使工作表面保持良好的润滑条件，故灰铸铁又有良好的减摩性。由于石墨组织松软，对振动传递有削减作用，所以灰铸铁的减振性能是钢无法比拟的，具有良好的减振性，在所有铸铁中，灰铸铁的减振性最好。
4）铸造性能好
灰铸铁的熔点比钢低，流动性好，凝固过程中析出了比热容较大的石墨，减小了收缩率，故具有良好的铸造工艺性能，能够铸造形状复杂的零件。
（4）灰铸铁的孕育处理
为了改善灰铸铁的组织和力学性能，生产中常采用孕育处理，即在浇注前向铁水中加入少量孕育剂（如硅铁、硅钙合金等），改变铁水的结晶条件，从而得到细小且均匀分布的片状石墨和细小的珠光体组织。经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。孕育铸铁（HT300、HT350）的力学性能在灰铸铁中属佼佼者，其强度有较大的提高，塑性和韧性也有所改善，一般用于制造力学性能要求较高、截面尺寸变化较大的大型铸件。
（5）灰铸铁的热处理
由于热处理只能改变灰铸铁的基体组织，不能改变石墨的形状、大小和分布，故灰铸铁的热处理一般只用于消除铸件的内应力和白口组织、稳定尺寸、提高工件表面的硬度和耐磨性等。消除应力退火是将灰铸铁缓慢加热到500～600℃，保温一段时间，随炉降至200℃后出炉空冷。消除白口组织的退火是将灰铸铁加热到850～950℃，保温2～5h，然后随炉冷却到400～500℃，出炉空冷，使渗碳体在高温和缓慢冷却中分解，用以消除白口组织，降低硬度，改善切削加工性。为了提高某些铸件的表面耐磨性，常采用表面淬火等方法，使工作面（如机床导轨）获得细小的马氏体基体+石墨组织。
（6）常用灰铸铁的牌号、力学性能及应用
常用灰铸铁的牌号、力学性能和应用如表9.1所示。
表9.1 常用灰铸铁的牌号、力学性能和应用
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