灰口铸铁(简称为灰铁)是价格便宜，应用最广的一种铸铁，占各种铸铁总含量的80%以上。 一、灰口铸铁的成分、组织与性能 (一)灰口铸铁的成分与组织 灰口铸铁的化学成分大致为：(2.6～3.6) %C，(1.2～3.0) %Si，(0.4～1.2) %Mn，≤0.15%S，≤0.3%P。 灰口铸铁组织特点是石墨呈片状分布在金属的基体组织上。按金属基体组织的不同，灰口铸铁分为三种类型（其显微组织如图所示）： 1.铁素体灰口铸铁 它是在铁素体的金属基体上分布着粗大的片状石墨。此铸铁的强度、硬度最低，很少用来制造机器零件，但质软，易加工，铸造性能好，可用来制造少数要求不高的铸件或薄件，如盖、外罩、手轮、支架、重锤等。 2.铁素体―珠光体灰口铸铁 它是在珠光体和铁素体组成的金属基体上分布着片状石墨，其石墨片稍粗大，数量也较多，因此，其强度、硬度较差，此种铸造时易控制，切削性能较好，用途广，适用于中等载荷的零件，如支柱、底座、齿轮箱、刀架、阀体等。 3.珠光体灰口铸铁 它是在珠光体的基体上分布着细小而均匀的片状石墨。强度、硬度最高，主要用于制造重要机件，如床身、气缸体、缸套、活塞、轴承座、齿轮、飞轮等。 (二)灰口铸铁的性能 1.机械性能 灰口铸铁组织是钢的基体上分布有片状石墨，石墨的密度为铸铁的1/3，其体积约占铸铁的（7～10）%，石墨的抗拉强度小于20MPa，塑性近于零，硬度3HBS，石墨的这种特性是改变灰口铸铁机械性能的主要因素。 由于片状石墨象刀口一样对金属基体的严重割裂作用，减少了基体受力的有效面积，使铸件金属基体的作用不能充分发挥，据统计灰口铸铁金属基体强度的利用率一般不超过（30～50）%，这表现为铸铁抗拉强度比碳钢低得多，σb为(120～250)MPa，塑性、韧性较差，并且几乎没有延伸率(δ≈0)，使普通灰口铸铁成为脆性材料，故常把灰口铸铁看成具有大量微小裂纹或孔洞的碳钢。但石墨对基体的割裂作用和造成的应力集中对压应力的有害影响较小，所以灰口铸铁的抗压强度远大于抗拉强度，如图所示。石墨数量愈多，愈粗大，分布愈不均匀，对基体的割裂就愈严重，其机械性能愈差。
灰口铸铁抗拉强度与抗压强度的关系 2.工艺性能 由于铸铁很脆，因此不能进行锻造和冲压，焊接时易于产生裂纹，并出现白口组织，使切削加工增加困难，所以说焊接性能差。 灰口铸铁接近共晶成分，铸造时流动性好，又由于石墨膨胀可使收缩减小，铸造性能最好，能够铸造形状复杂的零件。 由于石墨具有割裂基体连续性的作用，从而使铸件的切削屑易脆断成碎片，具有良好的切削加工性。 3.减振性 铸铁中的石墨对振动能起缓冲作用，阻止晶粒间振动能的传递，并将振动能量转变为热能。所以，灰口铸铁具有很好的减振性。并且，粗大片状石墨的减振能力大于球状石墨，因此对于承受振动较大的零件，在强度允许时应先采用具有片状石墨的普通灰口铸铁。 4.耐磨性 石墨对铸铁耐磨性的影响主要表现在储油与润滑两个方面。铸铁摩擦面上的石墨构成大量的显微凹坑，起储油作用，可维持油膜的连续性，同时石墨本身又是良好的润滑剂，脱落在摩擦面上也起润滑作用。所以灰口铸铁具有良好的耐磨性。 5.缺口敏感性小 石墨在铸铁中形成大量的小切口，从而减少了它对外来切口的敏感性。因此，表面加工质量不高对铸铁疲劳强度的不利影响要比对钢的影响小得多。 由于灰口铸铁具有以上一系列的特点，故被广泛地用来制造各种承受压力和要求消振性好的床身、机架、箱体、壳体和经受摩擦的导轨、缸体、活塞环等。 二、灰口铸铁的孕育处理 为了改善灰口铸铁的组织和力学性能，生产中常采用孕育处理的方法。它是把作为孕育剂的硅铁或硅钙合金(加入量一般为铁水总质量的0.4%左右)冲入到C、Si含量稍低的铁水中，经搅拌去渣后进行浇注，以获得大量的人工晶核，从而得到石墨片极为细小且均匀分布的珠光体灰口铸铁，这种铸铁又常称为“孕育铸铁”。其强度、硬度比普通灰口铸铁有显著提高。 孕育铸铁具有较高的强度和硬度，可用来制造力学性能要求较高的铸件，如汽缸、曲轴、凸轮、机床床身等，尤其是截面尺寸变化较大的铸件。 另外，工厂里常用去应力退火和软化退火来消除铸件内应力和白口组织。 三、灰口铸铁的牌号和应用 灰口铸铁的牌号由“灰铁”汉语拼音的字首“HT”和后面的三位数字组成。后续数字表示最低抗拉强度(MPa)的数值。
表21-1列出灰口铸铁的牌号、性能和用途。 | 
