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磨削技术网»技术交流 › 磨床论坛 › 机械加工论坛 › 金属材料论坛 › 生铁、铁合金、铸铁
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生铁、铁合金、铸铁

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HEATS
发表于 2010-9-12 16:59:32 | 显示全部楼层 |阅读模式

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生铁、铁合金属于炉料，即治炼用原料。铸铁是用生铁（主要是铸造生铁）治炼后的产品。
( |. d' K% f" [8 l
金属材料种类繁多，习惯分成两大类，即黑色金属材料和有色金属材料，黑色金属材料包括生铁、铁合金、铸铁和钢。
3 z8 _5 @ x7 M9 A7 r4 z

1.生铁


8 l! }9 b$ Y1 D5 c8 k3 Y
生铁是含碳量大于2%（2.1%）的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.5%--4%，并含Si、Mn、S、P 等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品。 2 n, x) W4 F4 v" o+ x9 o$ q+ U$ f

    % ~) M9 d S' ?! h7 p
  1. 炼钢生铁：炼钢生铁含硅量不大于1.7%，碳以Fe3c状存在。故硬而脆，断口呈白色。
    ( f1 a) D% M. c7 M' U
  2. 铸造用生铁：铸造生铁硅含量为1.25-3.6%。碳多以石墨状态存在。断口呈灰色。软、易切削加工。主要用来生产各种铸铁件原料如床身、箱体等。
    ) g$ z1 o1 ?* g: p- Z7 E
  3. 球量铸造用生铁：球墨铸造用生铁也是一种铸造生铁，只是低硫低磷。低硫使碳充分在铁中石墨化。低磷提高生铁的机械性能；主要用于生产性能（机械性能）较好的球墨铸铁件。

! x# ?' i; d" } d. i

铁合金


% x: f, l* K! P7 y& d- h/ i
铁合金是指除碳（C）以外的非金属或金属元素与铁组成的合金；金属锰、金属铬两种黑色金属；锰硅（Mn、Si）Si、Cr）合金。铁合金的种类很多，用途也较广。铁合金是一种炉料，用于钢铁及共它金属冶炼和铸造等用。用作脱氧剂、变质剂。以及作为合金元素加入。
1 z) @- T/ V6 A; L' A! g
3 l! M; y0 p/ L: x
7 A3 _* e c8 _' ~7 C6 \1 L' m! Q/ F6 w; n. x; H9 g' S4 A" d% X; G5 \6 w; I. ]3 U# [6 a. u$ z2 N: U/ F2 N$ O5 s; A# d: @% H8 l( v* J* @3 V% ^" d/ X+ R5 y" X$ n* b% R' u0 h0 B+ N9 j f" L$ I0 T$ D2 G; a2 g8 v1 s: J; i, m1 I3 {3 v+ |+ d' q. D! _9 y# z3 J9 r% M# j5 z' a" @3 K( I+ y) o# C' p2 e( ]5 W G. Y
铸铁名称，代号及牌号表示方法
铸铁名称 2 ~- A, j6 f. u m2 J4 i 代号 4 f4 b- Z/ W; i$ q牌号表示方法实例
1 T$ R W: E/ @5 g
灰铸铁 " C; ~) E( X1 t0 F HT 1 g$ n4 p) v' i6 ~ {8 bHT100
( ?8 P1 b: U0 L0 o9 ~
蠕墨铸铁 7 S1 `* x3 R' r* B& e- R RuT 7 P& C6 G7 @1 w- e0 r RuT400
; a. \$ o2 z+ U* e, }
球墨铸铁 ' V E Y3 x& `- H( TQT . q( e0 V" d8 @- \6 {QT400-17
 ) M, S1 U& r& A0 v* i1 N0 T
黑心可锻铸铁
白心可锻铸铁
珠光体可锻铸铁 5 [0 i- Q! h: L) o [3 H! Z		KHT
KBT
KZT - g" r. A& y& |# D* ~- x1 i4 D		KHT300-06
KBT350-04
KZT450-06
 9 W8 }0 a/ a* c0 Z- ?3 } Z f
耐磨铸铁 d+ @ j" H: B2 O" O$ a7 D5 V MT 1 T$ M5 b: n* V# g- C; kMT Cu1PTi-150
% y- E9 `# p* }0 v% @
抗磨白口铸铁
抗磨球墨铸铁 2 {! h8 _! N" @		KmBT
KmQT / ]9 a. F( v! E+ g9 B		KmBTMn5Mo2Cu
KmQTMn6
 9 o+ E K2 D* M7 k& r5 N1 e. r- [( p. i
冷硬铸铁 - j7 ]& g! e4 U# X k- Y. q LT : l1 |! j: B7 m7 V6 y" j% v$ i8 |# l LTCrMoR
3 H$ \0 j0 R. y7 [/ }# h6 s3 e
耐蚀铸铁
耐蚀球墨铸铁 - x8 e. Y: o! E- W3 D' m1 w		ST
SQT : F* T: r" T, N" j		STSi15R
SQTAl15Si5
$ C1 M2 f3 K7 F8 h% o
耐热铸铁
耐热球墨铸铁 4 A! a1 U5 B( e! g4 K$ g/ Z% b		RT
RQT M9 T. w, P' A% C		RTCr2
RQTA16
) q) F2 q% h/ @- w0 a/ U( {9 l
奥氏体铸铁 9 V9 p# Y: M) r# |AT % s# F1 ?( |7 v( f( l1 T 

) R: M! J( D2 g" M

铸铁


: N4 l2 l+ G( }- a2 z
铸铁是含碳大于2.1%的铁碳合金，它是将铸造生铁（部分炼钢生铁）在炉中重新熔化，并加进铁合金、废钢、回炉铁调整成分而得到。与生铁区别是铸铁是二次加工，大都加工成铸铁件。铸铁件具有优良的铸造性可制成复杂零件，一般有良好的切削加工性。另外具有耐磨性和消震性良好，价格低等特点。
4 r# V9 O5 `! u, H: F
根据GB5612-85，各种铸铁代号，由表示该铸铁特征的汉语拼音字母的第一个大写正体字母组成。当两种铸铁名称的代号字母相同时，可在该大写正体字母后加小写正体字母来区别。同一名称铸铁，需要细分时，取其细分特点的汉语拼音第一个大写正体字母，排列在后面。
# I( q1 a5 M6 @* Y
牌号中代号后面的一组数字，表示抗拉强度值；有两组数字时，第一组表示抗拉强度值，第二组表示延伸率值。两组数字中间用“一”隔开。
f0 q1 G; s7 i" @& P( v
合金元素用国际元素符号表示，含量大于或等于1%时，用整数表示：小于1 %时一般不标注。常规元素（C、Si、Mn、S、p）一般不标注，有特殊作用时，才标注其元素符号及含量。 $ [0 ]; k# K' X& W$ b7 I8 n# m1 f

    , @8 p( H8 w! M& c Y0 R
  • 白口铸铁：白口铸铁中的碳全部以渗透碳体（Fe3c）形式存在，因断口呈亮白色。故称白口铸铁，由于有大量硬而脆的Fe3c，白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工。因此，在工业应用方面很少直接使用，只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件，如拔丝模、球磨机铁球等。大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料。
    1 B! Y6 y/ {8 p# a" \1 \
  • 灰口铸铁：铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。断口呈灰色。它具有良好铸造性能、切削加工性好，减磨性，耐磨性好、加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。
    7 w8 y* ]; \7 G* V. O- |
    灰口铸铁按基体组织不同，分为铁素体基灰口铸铁、珠光体--铁素体基灰口铸铁和珠光体基灰口铸铁三类。
    ) Y* s+ U ~) v
    由于灰口铸铁内存在片状石墨，而石墨是一种密度小，强度低、硬度低、塑性和韧性趋于零的组分。它的存在如同在钢的基体上存在大量小缺口，即减少承载面积，又增加裂纹源，所以灰口铸铁强度低、韧性差，不能进行压力加工。为改善其性能，在浇注前在铁水中加入一下量的硅铁，硅钙等孕育剂，使珠光体基体细化，石墨变细小而均匀分布，经过这种孕育处理的铸铁。称为孕育铸铁。
    7 L' G2 D; z! j+ v/ M3 z $ ?: Q' g# F: h4 v' P2 v1 u! Q) C( Z8 X# T& y/ J6 }) F9 P0 _! i) O2 j# ~& A7 @* `" _6 O/ a, d% V- E4 e4 W) [ B# M* V& {6 e4 d4 I3 F0 K# x; H, t* G# P, z1 Y% @' E. s) c/ d. g, M* G, a: O7 d, }2 N9 \* R2 e; w! _/ A7 v; o# }6 s" S+ e) ?4 Y& M0 {2 S0 ]" e7 h2 b% o* [ ?& m+ k- H; M: S& j
    灰口铸铁的牌号、性能、组织及用途
    铸铁类别 " s; r: b3 [9 i, a 牌号 ; V4 U* }8 z) ?( | W- P. P铸体主要壁厚
    mm     0 P- K" q7 m, e( B     		试体直径mm . R( T6 f# @% U/ R F抗拉强度 ! R/ S6 x- g; |5 A, X' G% |- F" D( m$ Q5 l抗弯强度 4 v% D1 u( i) Q' U挠度支距 $ i4 t' C* {1 V+ r$ O$ p9 C" s( m, m 抗压强度 , i+ o- o R! @硬度HB ! E7 @7 D' S0 s3 M" p1 ~1 J显微组织 % |/ k% ?0 }- X1 s+ {* {" L用途举例 6 G J8 J1 H1 g$ E9 ?
    不小于 , f# N* j: [6 Z基体 4 I" |' T( _' `$ q8 S, B7 \石墨 5 T& F) s9 Y' x& i8 Z
    铁素体灰口铸铁 : Z9 X5 o0 {' {: q2 Z HT100-260 4 ~# r _0 a$ T: X) r6 E4 Z所有尺寸 7 l: k$ d% t, c% e9 X30 % ^9 C: `" k7 {( H; ]' \9 F 100 ( M' m+ Z3 A! F, E* |! ?260 / ?6 R1 v4 O: U 2 + b1 w, Z3 Z/ b7 F& q2 O. S- h( k+ W+ |% ? 500 2 y$ j) o' a/ G/ L- X& {) H 143-229 : P7 U% }0 L: `; g1 }) o: r% _F+P(少量) 4 |8 \+ N7 y1 [5 W. W 粗片 + Q$ e3 I8 ]3 E4 L低负荷和不重要的零件，如盖、外罩、手轮、支架、和重锤等 / `; [. t, e5 D5 T/ \
    铁素体--珠光体灰口铸铁 , [6 i6 H3 v2 a# }& b, o3 C+ C% hHT150-330 % a- a. ^, h6 v# z 4-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     & J- q7 f t& f; i. a3 r5 d* q, M0 Z    		13
    20
    30
    45
    60     f; @' S; N$ h4 J" A     		280
    200
    150
    120
    100     N# N0 x7 R- D& d     		470
    390
    330
    250
    210     7 x& [& P8 l- Y& k    		1.5
    2
    2.5
    3
    4     " {7 o7 {2 j) O/ p    		650 w* d. ?. v% `+ @$ h4 ^) { 170-241
    170-241
    163-229
    163-229
    143-229     ; i' N% e- t: l) J" L2 T! G& }6 E; J# y     		F+P 1 r% w" W( u! @! `2 @6 f较片粗 & |) n4 u- |3 J, h- l; x! t 中等应力的零件，如支柱、底座、齿轮箱、工作台、刀架、端盖、阀体、管路、附件等 E) r8 w% } h0 q8 Q. ~
    珠光体灰口铸铁 2 H4 h+ o0 t. s% q HT200-400 , C4 S4 n3 c1 A% V$ N6-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     2 d; }9 E e6 m3 }2 d, ]     		13
    20
    30
    45
    60     5 C. B8 X" B+ h    		320
    250
    200
    180
    160     ( m+ Q. }0 q( D/ g& f' M    		530
    450
    400
    340
    310     ( T- y/ O1 T, o     		1.8
    2.5
    2.5
    3
    4.5     . r& s1 |6 l2 \1 p     		750 + e! }; ?6 c1 d3 W) T6 N187-255
    170-241
    170-241
    170-241
    163-229     ( o/ S4 f9 X/ ]+ Y    		P 9 D/ L$ ^0 h" r 中等片状 0 _2 d" }' \: B# J' ~承受较大应力、用作重要的零件，如汽缸、齿轮、机座、飞轮、床身、刹车轮、联轴器、齿轮箱和轴承座等 8 V+ \" A3 g0 [" i4 K1 `$ W
    HT250-470 4 `: y6 N% X' D >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     " H+ F. K) D2 O- @: i8 j; j     		20
    30
    45
    60     . t3 }; g# a+ s- x5 N1 N4 [' A6 q) j     		290
    250
    220
    200     & ?" j6 }% X/ }# {) C     		500
    470
    420
    390     ! m1 h& |4 V) d, t0 U) [% Q7 q3 p     		2.8
    3
    4
    4.5     - ]* H, |$ [7 C* Y1 m8 d$ X    		1000 / y9 H/ v; }0 a 187-255
    170-241
    170-241
    163-229     . F. A G* h5 c7 e7 ^( R    		细P 0 Y, v' ~ {/ e 较细片状 , m+ B& | |. q
    孕育铸铁
    & {1 Z* B. J r h) o- e- K& G     		HT300-540 " o3 a3 v6 c$ ]( z+ W s; y: d+ x15-30
    >30-50
    >50     9 ]1 M& a& \$ h- B& h- V    		30
    45
    60     - F" G5 I" n6 W t2 F8 w$ b    		300
    270
    260     Q2 {& S7 W3 b r/ q7 J, {. U    		540
    500
    480     1 [3 z7 u1 I! D) F3 O2 A5 t, y     		3
    4
    4.5     1 L! |/ `" s' G$ @1 E     		1100 - y3 O# B$ N" x/ Q# O187-255
    170-241
    170-241     7 V: B* p) B1 H* p$ R7 ^1 k    		S或T % L# {4 ]( r: R2 y$ i 细小片状 6 V: c4 B2 m8 a" @' K0 O 用作承受高弯曲应力及高抗压强度的重要零件，如齿轮、凸轮、车床卡盘、剪床及压力机机身和润滑阀壳体等
    4 k! r+ [$ h: I
    HT350-610 ; e3 h- H& [, d& Q, f$ m" J7 ]" M 15-30
    >30-50
    >50     * x$ }! T* y+ s" P, v, i     		30
    45
    60     2 M, f( [7 s- ]: j; V' x5 }3 o     		350
    320
    310     ( U0 [6 [& I7 U+ b( p' h( D    		610
    560
    540     2 x" K! }9 a2 A& E. H     		3.5
    4
    4.5     $ S- o: R- h1 J- @8 e7 J9 I; m     		1200 9 B8 }* U9 R# y/ x+ k2 r- y9 o8 [ 197-269
    187-255
    170-241     0 {5 O# A8 D% ?, S
    HT400-680 ; ~5 D# o4 r6 w e" T) ~' G 20-30
    >30-50
    >50     * S7 L4 k: g7 x4 k* j8 D    		30
    45
    60     * N/ Y" H/ s5 J# \$ N, d     		400
    380
    370     8 @5 [, Z; |. g o& ?# W     		680
    650
    630     2 n, R" T0 r6 `6 \, F    		3.5
    4
    4.5     ; R6 V0 S, P: ? W% [0 A     		207-269
    187-269

    - F) I9 f1 G: r' w5 \% W( m$ y
  • 可锻铸铁：可锻铸铁是用碳、硅含量较低的铁碳合金铸成白口铸铁坯件，再经过长时间高温退火处理，使渗碳体分解出团絮状石墨而成，即可锻铁是一种经过石墨化处理的白口铸铁。
    # J2 j+ c8 I1 n5 @' [4 V
    可锻铸铁按热处理后显微组织不同分两类；一类是黑心可锻铸铁和珠光可锻铸铁。黑心可锻铸铁组织主要是铁素体（F）基本+团絮状石墨；珠光体可锻铸铁组织主要是珠光体（P）基体+团絮状石墨。另一类是白心可锻铸铁，白心可锻铸铁组织决定于断面尺寸，小断面的以铁素体为基体，大断面的表面区域为铁素体、心部为珠光体和退火碳。
    2 C6 B1 w' b" f Z
  • 球墨铸铁：在铁水（球墨生铁）浇注前加一定量的球化剂（常用的有硅铁、镁等）使铸铁中石墨球化。由于碳（石墨）以球状存在于铸铁基体中，改善其对基体的割裂作用，球墨铸铁的抗拉强度、屈服强度、塑性、冲击韧性大大提高。并具有耐磨、减震、工艺性能好、成本低等优点，现已广泛替代可锻铸铁及部分铸钢、锻钢件、如曲轴、连杆、轧辊、汽车后桥等。
    + _7 s# y; m+ Z# N
    根据GB1348-88球墨铸铁牌号分为单铸和附铸试块两类；单铸试块的机构性能分八个牌号见表。
    + m; r/ ?: m& v. w. Y $ t% H( p9 A/ l+ O. X& j5 [# g: X$ H$ V7 \( [$ O- E A' f2 {$ _% [) k3 p+ M* R3 p' f! |- N. C2 G4 }1 t1 [* ]5 H, V( O/ [9 @' X1 O2 x- D4 B2 w2 j" b/ C* ]+ v* l7 I9 v& F2 I! }5 [3 V. s& Y0 @: T* P2 [6 j3 B- y$ \4 v0 @2 N+ e1 f5 z2 l, ^* i2 F% j4 f1 ?' L: `7 D2 x* }0 V' a8 f* K3 A4 _- z2 a/ ]; E+ [' Q( W$ t( X
    球墨铸铁单铸试块的机械性能
    牌号 ! w7 V: b! S0 M/ m 抗拉强度sb
    N/mm²(kgf/mm²)     # y) c3 m8 s8 U' J$ R# j     		屈服硬度s0.2
    N/mm²(kgf/mm²)     - W) z& q- J# Q- |) Z/ t/ w( b     		延伸率d% / U% y; d8 l$ _8 w4 w3 X* o供参考 - ?4 l4 ?7 q; b2 i
    最小值 4 ^$ V9 g9 s2 e, X 布氏硬度HB $ R' v" k$ Q# B主要金相组织 7 {4 a. B. Z- F* T
    QT400--18 ) @7 K" Z+ T& C) T. s9 l* ^400(40.80) L* J2 Y/ @2 F1 g, A5 D6 Y250(25.50) % L$ L% ]! H' c3 Q" N5 w7 M5 }18 7 @( A# ^$ z* j% p! p130--180 & n) x+ s2 ]) w& _; C: |铁素体 + p# K) E% h& r. ^0 g, e
    QT400--15 3 F- D- h4 T/ ?6 t400(40.80) 9 A9 [: X" j2 z250(25.50) 5 _! c& f0 c4 M2 Y% \+ [12 7 |8 F; I) T) _# K' A# g130--180 # H! i: @& b+ `8 y& `/ |1 l铁素体 / k n4 S M3 S* ^- `
    QT450--10 , z9 K( @! ]- U+ O! G S 450(45.90) 2 }+ c" U1 k5 m3 H e; ? Q$ m, p 310(31.60) 9 i1 u3 j ? `% f4 _1 B10 $ H8 W. u) c, B& ?- j: c( m) B 160—210 ) X7 p1 ~9 a# {3 D) L铁素体 R4 u- f8 S; t1 [, Z
    QT500--7 5 X& @% {2 I2 N5 W' Q/ Z 500(51.00) " _2 ^$ V, z3 f6 l0 O& s320(32.65) * v5 ~: G. k9 X3 h5 I3 [ 7 : ]) {, T* H/ Z3 ~3 Y' {3 S 170—230 , s- V* T. \& o e M# B 铁素体+珠光体 6 {, A4 G7 p* N, N* ^$ h
    QT600--3 , p( ^1 k* a7 `$ b" B' V600(61.20) 7 \5 K9 \+ M# ~, D; n2 j; U1 C370(37.75) # d! ~$ k3 U, R) c* y0 Q, O* j. Z/ m5 l 3 & i0 C" ?1 K+ a$ C! c 190--270 9 t* s/ p- S. x |+ _; x8 t 珠光体+铁素体 ; c+ |* \8 n2 h# ~# L
    QT700--2 * i3 G5 S; E+ m1 Q' D1 @ 700(71.40) 9 x" T) _& P q420(42.85) : H# v5 Y2 Q: A C, w 2 8 r& v7 _" Z$ |8 u' B+ d! M6 Y7 A225—305 6 G3 y! U+ R4 i 珠光体 . u7 U9 E7 E. E+ E
    QT800--2 8 [5 D) X& h% J9 u. z1 e800(81.60) 0 J" r( [& ~5 Z3 {) P8 H5 c480(48.98) * i- f& r: S* @6 Z5 u4 s0 l2 j* j8 Z ]3 t4 l) t 245--335 , z! [% {6 { @" A5 d5 I7 u4 n 珠光体或回火组织 $ s/ m+ }* i- ^: q$ i
    QT900--2 : q# {, s/ v, v& S" w% ?) y$ E900(91.80) ) a3 l4 u" L1 X% O( }2 \; Q 600(61.20) % I9 W3 {8 s, Y 2 4 W6 C, e& b P! R3 z 280--360 & `' {: _9 k( R/ u# Y: T贝氏体或回火马氏体

    " A6 A/ E5 `' l2 ^+ N9 T7 k* r
  • 除上述介绍几种常用铸铁外，还有抗磨白口铸铁、冷硬铸铁，耐热铸铁等。
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