在鐵碳合金中，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2．11%的合金稱為鑄鐵。同時根據(jù)碳在鑄鐵中存在形式的不同，又可分為白口鑄鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵。

白口鑄鐵中的碳（珠光體以外）以滲碳體的形式存在，斷口呈白色。由于滲碳體的存在使白口鑄鐵非常硬脆，切削加工困難，工業(yè)上很少直接用它來制造機(jī)械零件。有時可以通過對成分和冷卻條件的控制，獲得表層為白口鑄鐵的冷硬鑄鐵，用于制造車輪、軋輥等表面要求耐磨的零件。

灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵中的碳（珠光體除外）以石墨的形式存在，斷口呈灰色。灰鑄鐵的石墨的形態(tài)是片狀石墨；可鍛鑄鐵的石墨的形態(tài)是團(tuán)絮狀石墨；球墨鑄鐵的石墨的形態(tài)是球狀石墨。

（1）鑄鐵的石墨化

鑄鐵的性能取決于鑄鐵的石墨化程度。如石墨化不充分，易產(chǎn)生白口組織；反之石墨量過多，則形成粗大片狀石墨，導(dǎo)致鑄鐵的力學(xué)性能過低。影響鑄鐵石墨化的因素主要是化學(xué)成分和冷卻速度。

1）化學(xué)成分

灰口鑄鐵除了含碳外，還有硅、錳、硫、磷，它們對石墨化形成有很大的影響。碳是形成石墨的元素，同時也是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素。含碳量越高，析多的石墨越多、越粗大，同時導(dǎo)致基體組織中鐵素體增多，珠光體減少。

硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素。隨著含硅量增多，石墨量增多。當(dāng)含硅量小于0．5%時，即使很高的含碳量，也不能形成石墨，只能得到白口鑄鐵。硅還可提高鑄鐵的流動性、降低收縮率。

硫是嚴(yán)重阻礙石墨化的元素。它的存在使鑄鐵的白口傾向增大，同時它使鑄鐵流動性變差，并使鑄鐵具有熱脆性，因而硫?qū)儆谟泻υ亍?/p>

錳本身是阻礙石墨化的元素。但少量的錳可以與硫反應(yīng)，生成MnS，大部分形成熔渣而排出，降低了硫的有害作用。錳還可以提高基體組織的力學(xué)性能，屬有益元素。

磷對石墨化影響不顯著。磷可提高鑄鐵流動性，但磷增加了鑄鐵的冷脆性，一般來說，磷也是有害元素。

2）冷卻速度

鑄鐵的冷卻速度越慢，越有利于碳原子析出和擴(kuò)散，有利于石墨化的進(jìn)行。生產(chǎn)中，鑄件的冷卻速度主要取決于鑄型散熱條件與壁厚。在同樣的鑄型條件下，鑄件的壁厚越大，冷卻速度越慢，容易形成鐵素體基體和粗大的石墨片，而鑄鐵的力學(xué)性能較差。圖1．5．3為砂型鑄造時，鑄件壁厚和碳、硅含量對鑄鐵組織的影響。

圖1．5．3　鑄鐵壁厚和碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)對鑄鐵組織的影響