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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。
; p' @0 W' y2 |/ Q
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。
1 }# g' X$ G2 @/ m O" b; R

1.生铁


5 \9 D6 W- P0 N2 d$ ^6 J
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 R3 G/ V* ~4 ^1 @6 q

    ' {! t9 o$ [3 `, R6 C: [% u* E; O
  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。
    # X" V- c% g: A8 y
  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。
    ( \1 h6 k. F6 T8 T0 c2 L3 w, g
  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。

5 G/ g. D. L+ o; [# O+ d. s, G

铁合金


- t+ m1 L/ |' t: {3 @( h; K7 b7 H
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。
! T: f0 v0 T8 V1 u2 K9 e5 \! P
6 h" n8 |: N6 a- p4 H( v; ]2 h
, T# Z* y( q" K; s/ i7 b2 N2 ^1 I5 I; w6 s- Q- I1 \% S1 m! f4 G! |6 m8 \- t+ M9 |/ }/ ?' A* j* V0 g# K6 [. \# \/ c [4 u* ?/ k8 [7 q& Y, J9 j1 Z) v) `. H4 d& f% Y! v4 n+ K" H0 C% b2 Z7 p) K% V- l3 s( [1 f U& q! T. j" j. B' D4 l% I ]- b* E$ ~& K( Z( L2 m: [+ z: P) N0 W; d% S6 u% e" U9 K- A4 I9 e6 k/ L6 j
铸铁名称，代号及牌号表示方法
铸铁名称 5 l \/ W4 G1 R, G代号 , K# ]4 z D8 Q$ G" t2 d' Z; |牌号表示方法实例
 + \3 h& l0 P" |! P) P/ q u3 {
灰铸铁 3 z6 g/ P W: T% b HT + V) H3 ?8 d, I! T HT100
! T6 R0 ~0 F" i* u6 q: {' J4 E3 B
蠕墨铸铁 6 X8 ?& n/ r/ D- q# N! l7 i RuT 6 H& ?1 Q4 }' P8 {* x$ m RuT400
 r5 r+ u+ F M2 K; U2 v6 r: t
球墨铸铁 # u) z# |3 e( O8 MQT 3 K# a, `/ z; K/ W, o4 vQT400-17
) |( ]& r0 ~/ a5 i) c
黑心可锻铸铁
白心可锻铸铁
珠光体可锻铸铁 . [% \; z$ r$ y: t) C		KHT
KBT
KZT ) v3 k! R( ?; W" d3 [3 N, S! W 		KHT300-06
KBT350-04
KZT450-06
 % h$ v) W$ }, C$ c! H* v
耐磨铸铁 ' `6 K' h: F4 @/ i5 WMT 0 x2 a% e) X' xMT Cu1PTi-150
! k* P6 s- Q: b& `
抗磨白口铸铁
抗磨球墨铸铁 $ M% Z" r4 o4 Z" `6 c* p6 o 		KmBT
KmQT 8 @! {$ ~& R9 g1 t5 j& D 		KmBTMn5Mo2Cu
KmQTMn6
& Y$ t; k2 \6 ^/ O* j o2 ~
冷硬铸铁 . z: f( X, g# J: \) C# q, u LT $ Z6 l( l$ u4 P7 L) {4 i, a LTCrMoR
, X2 ~% M7 j5 f# [: ^" r4 B
耐蚀铸铁
耐蚀球墨铸铁 6 e; ]" Y E* w 		ST
SQT 6 }& u. T: q o* E$ [" i 		STSi15R
SQTAl15Si5
$ ~8 W0 X0 U- W, W
耐热铸铁
耐热球墨铸铁 : x$ H+ x8 P- W; B0 j' p		RT
RQT / }# @1 l5 |5 X P3 B		RTCr2
RQTA16
 , w, f3 a$ V' H* |4 H: ]4 ?
奥氏体铸铁 & f9 I) B, z: p0 DAT 0 {' w/ b9 l/ D" p 

3 Z7 |$ ` J& M; N2 p+ b

铸铁


) w( n" [, d, I+ f6 n* p! d
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。
* f- F# w: f, m) ]
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。
. u* I$ a$ y D k" X: c
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。
5 t3 a$ c |$ b# _* S0 l! k
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。 $ o# W% Z' N0 L0 J+ \) [* _$ w

    4 _7 N) c; _9 h+ h, M) Q
  • 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。
    & T2 f5 }( e8 Y! P7 J8 T
  • 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。
    - h9 X h. l! b, \
    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。
    ) g7 D1 [" |! v9 Q
    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。
    1 A0 w6 f( z5 A ) ]( Q$ H& f+ l6 L9 L7 q0 H8 l7 b1 R! n* F# q. o* M) `' i- P8 u6 S: P& p( L3 I4 ?, P# x) H2 T- n2 ^1 d m9 P8 c6 }8 z/ A( S6 Z* ]: M8 w( {8 B: X3 H, _. H' ]5 x* B9 Y7 u7 A& o! [, R1 f2 D) A$ l3 q p k$ C) Z/ x0 y7 [ Y* |2 R. \' x* s- u. w R/ H" a2 M2 \# v
    灰口铸铁的牌号、性能、组织及用途
    铸铁类别 $ z' K) k+ t' b, `+ w' L2 H% T" K 牌号 $ v3 @4 e2 w9 ~ 铸体主要壁厚
    mm     ( H4 V+ e. o) E- ]7 I    		试体直径mm $ x' h; i/ _9 d$ a; U* i 抗拉强度 1 y( L a8 w6 h' k! E+ B, z 抗弯强度 ; r( L& W; u+ Q/ T5 i* \, L 挠度支距 4 f" p8 F- N1 s. o 抗压强度 ) T: m* v" J9 o/ F: L硬度HB & X3 V+ y+ T! P2 u8 X 显微组织 r5 h# [$ c& n y 用途举例 : x3 @$ i; m+ |# Z! L5 D) N/ D* V' t' d
    不小于 ( \! m/ h: i# E2 i. w 基体 . Z) ~' w) T% [石墨 $ v+ e1 {! w3 f# Y! z0 m9 G! z
    铁素体灰口铸铁 3 R2 a0 g5 s2 }! lHT100-260 ; z5 d% U/ \ W7 n! z; j& z7 v l 所有尺寸 : Q3 q7 Q4 ]4 ]! K9 A! P; ]+ N 30 ' C r1 K' \3 a! s! f% b7 J100 7 C. W* V. q# A i5 A+ G 260 " `9 K5 A; n8 V# g# W2 p( A2 I$ @ 2 1 I3 a7 L& e+ d500 " s" K% _3 C3 w9 F# s( x143-229 - B# { C- l6 |% M! @F+P(少量) . E+ k. d* m3 L) V" i粗片 * h* b* u4 k- {% V 低负荷和不重要的零件，如盖、外罩、手轮、支架、和重锤等 3 ~" _2 I; e9 U# ^4 H
    铁素体--珠光体灰口铸铁 6 K0 C d( ?; ~6 y; lHT150-330 5 ^5 w; S, ?' l% q 4-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     " C: s" y4 p# }! A# H     		13
    20
    30
    45
    60     + a8 A/ K% M; c* G( x    		280
    200
    150
    120
    100     0 A n3 X6 J# T$ l; T1 D    		470
    390
    330
    250
    210     ^8 x* \- j$ g1 I' a    		1.5
    2
    2.5
    3
    4     $ \" ^/ Q0 q; m3 m; U% o    		650 / M3 Y7 C6 G( Q- ^ 170-241
    170-241
    163-229
    163-229
    143-229     e+ Z, }& z% m    		F+P 7 p1 R1 V- E% V h; g较片粗 2 `9 w/ Q& B& G( \3 M; i 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 ; a0 f9 H, H, |+ f" I( P
    珠光体灰口铸铁 0 _. a' M& H) n. x6 |) LHT200-400 ( w. c9 N' G; q; v0 e$ S# O0 t2 z 6-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     ; ]0 ~ _2 x$ d- |! E a3 z# A     		13
    20
    30
    45
    60     & h' L A$ f6 i2 L! F0 R4 P     		320
    250
    200
    180
    160     # h: e2 Z3 z* a0 {: b1 F* v. N0 G M     		530
    450
    400
    340
    310     3 L3 I" L7 o, Z$ W6 N9 {     		1.8
    2.5
    2.5
    3
    4.5     ! a# ~8 K3 ` F: I9 t     		750 $ L' x: @7 S; P/ o 187-255
    170-241
    170-241
    170-241
    163-229     1 M8 c- q# w |$ L+ J9 v! a    		P . N% f3 S7 P1 @9 y 中等片状 7 |3 X( s$ U+ D% r: ]8 y 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 : N' v. p& ~, X/ B. S
    HT250-470 ' k% x3 o5 [ @ z1 K- H& w>8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     2 y9 C9 S3 `+ \, R3 S1 V/ V0 |    		20
    30
    45
    60     " R. B% [- E/ j5 a4 L, V3 f- Q( C     		290
    250
    220
    200     & W* R. Z3 B. R) v3 `! r% I* G6 r4 g     		500
    470
    420
    390     # p w% D1 f$ G- l     		2.8
    3
    4
    4.5     ?4 x; m+ D3 e+ \    		1000 # v+ K6 o l" f8 d1 B# z 187-255
    170-241
    170-241
    163-229     " X7 g O! _7 y/ G4 u- c     		细P * u8 P) }/ B# @& q* W, @. z较细片状 - O1 I: m% E/ j2 }+ k9 {* Y
    孕育铸铁
     . |) t* C! Y2 I, [7 Z/ ]    		HT300-540 , f8 l2 b3 l6 `: z: j- w f# w 15-30
    >30-50
    >50     0 X* a. v- L3 Z2 D/ ]    		30
    45
    60     0 e/ [! u: W' j    		300
    270
    260     " g! j U, e& H4 ?( M/ _6 m    		540
    500
    480     0 G9 ^: C1 `& b; W& b* r# O5 a     		3
    4
    4.5     - I) I+ [+ g' V: R2 u( }" p: x    		1100 # U. R7 H% T$ l' m; J187-255
    170-241
    170-241     2 y1 T+ L I1 Z, J: }: J( q     		S或T 9 R* f, e0 a% v, E" g! l* E 细小片状 ; E0 U6 }* L/ K$ R* `' [6 r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
     % D; \/ a; P7 M6 x; ^0 R7 t5 s
    HT350-610 , r* s9 ^- K' Q& u# z 15-30
    >30-50
    >50     1 w$ [+ J; P& z' D8 V; |    		30
    45
    60     ! m3 ]" p6 x2 z2 d     		350
    320
    310     $ \ R( e: x6 t7 G    		610
    560
    540     & q9 P+ j! x" p N: L! f9 N6 i     		3.5
    4
    4.5     ! r1 l! W# G7 a- s     		1200 ! @' M' k: W; Q! Y9 G! h* V# t 197-269
    187-255
    170-241     ' f- `# l4 K9 y2 }: [
    HT400-680 7 u, c5 f* `" d20-30
    >30-50
    >50     ) Y6 L; R" r( m) V     		30
    45
    60     4 D, Q4 Z9 P9 z- \# O( e, |+ Y    		400
    380
    370     " ?6 {$ F& p0 x& ]2 ^9 v8 a. D# z    		680
    650
    630     ; N }% B, w2 z6 y' {) }+ q     		3.5
    4
    4.5     + h; \4 R7 }( a    		207-269
    187-269

    ' \) J, O9 Z/ a7 W8 U/ y2 T
  • 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。
    1 ]) Y$ c9 m7 y
    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。
    # p3 E, @. F1 o9 J# M9 T
  • 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。
    " o( I, q6 p' A* m% y% }
    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。
    , ~0 c7 c- ?6 i8 Q, I; e: X3 j ( B0 I3 C$ t A5 K8 b1 M) b. e( z8 f9 o, }2 t* ~6 E# J% D8 M% G9 U4 q6 B$ |# ^$ c6 V Y7 l+ W F/ `# j: C! b* U" \+ S0 x$ P& |/ R+ c* E8 i2 |6 ?- e9 k$ D! `, k; p. U9 J+ {2 J/ [. U4 B, \7 D. F0 d/ w4 P1 ]+ i+ y+ K% e9 c% `2 k' r6 k- Q3 X" Y, M) g8 ^5 X9 G' _5 Q/ c" E$ m: @1 b8 A7 ~( k/ z, |: n9 P3 J5 C, g1 |# \6 Z$ f# R, L5 u
    球墨铸铁单铸试块的机械性能
    牌号 . _+ G8 C3 y" J抗拉强度sb
    N/mm²(kgf/mm²)     ! d$ ~2 O5 K' Q" V     		屈服硬度s0.2
    N/mm²(kgf/mm²)     0 N8 [; t3 C$ C* \     		延伸率d% 8 s$ @# u5 F+ `: q7 e; i 供参考 7 O5 d' W& {5 ~1 e3 @
    最小值 ( P2 v4 y8 I1 |$ z) r' k, i 布氏硬度HB ! c7 N) M0 u) E# F主要金相组织 + _1 V) [% L, c4 H0 V
    QT400--18 % H; h% ?# W3 G/ f9 l# K" ]. K! U 400(40.80) % ?% ^2 F1 { i$ m 250(25.50) 6 l( e2 l2 A! @5 ^4 J( j) h3 Q% A18 & D5 i7 t$ M9 w- l5 k 130--180 : [4 v; @5 S/ T+ ?" z1 n 铁素体 7 D x- Y% s) O( e7 A4 @; a
    QT400--15 1 f n: a C* }* l+ O 400(40.80) # H) j8 D! [2 F ?250(25.50) # F4 _; _* A( a, P: N/ t# B: E 12 / C! X* c7 [/ P5 S; b# ~5 p2 J" N) Z 130--180 ( y) X( o: j2 Y) E7 u7 x& J 铁素体 4 w- r4 O% ?4 n( O1 }
    QT450--10 1 c6 n- L5 u1 U+ p, C5 e 450(45.90) 1 h8 g8 L- M) ?1 G& |( b1 w: g) x 310(31.60) " c6 H/ \/ r% D( ]) @1 d10 # {/ n7 l# H8 \" q0 J- z# L+ O 160—210 & c: I2 V$ }" @ 铁素体 , \3 u; Q2 N: [5 w0 V; l3 q$ n* l
    QT500--7 + `: n: Z3 y- B500(51.00) & y' \8 n! E/ H8 N3 a, Z3 h 320(32.65) 9 h" @0 a+ n3 l' o- |. s, d8 ]" l 7 1 m; ?7 C+ Q7 U7 V3 w. n 170—230 + |+ g) m. ?5 ]2 w I5 C铁素体+珠光体 ( e* j) J2 T+ X" B9 H: B
    QT600--3 & w- c+ `' j! n( P" M600(61.20) ; ^ A8 l% c# q5 E/ G370(37.75) 7 z# c+ M8 J8 ~ X2 U: S" ^' b 3 , d6 g9 D" }. w1 @- P. Q* z# D h190--270 0 V0 I) b* y% _+ ?$ c8 d 珠光体+铁素体 . T+ A8 n) x% q$ u1 D6 `6 Z
    QT700--2 * f" e" c2 \1 p- y6 V700(71.40) ( N& ?" u7 ]' f8 T5 i( L9 d 420(42.85) 0 S- T! u9 x. N+ v6 o- q 2 ) i% ]' l* f. ^3 Z' X$ x A+ U 225—305 # J2 e+ t3 p8 l% x$ T3 u珠光体 3 b6 G" u* Z p f
    QT800--2 6 S# o+ E$ T$ f% o/ d# |800(81.60) # }% }& _' f" x) H 480(48.98) & w, i( i+ _& \9 [$ t 2 5 @* U5 u; A: C4 o245--335 2 U2 M! G( P# A3 @1 [0 X( ^: }* _珠光体或回火组织 0 p% h/ Z9 Z6 @1 F- H* l* v, h
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    1 U6 n- x2 s. U
  • 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。
O' L5 U$ b4 r7 w$ t5 }+ `
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