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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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x
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。
0 X8 U# @) F# Y7 I8 r
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。
( I) x9 d0 y" C

1.生铁


9 y v/ `' D/ k
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。 M- t- b, G, z

    / X) t. A% O$ j7 {* s* O0 g
  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。
    ; j @$ G; t, d
  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。
    9 E, v* V2 H+ v% I
  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。

8 ]/ c* ~, \" W& ~, {

铁合金


" d9 R8 ^7 I* L& V; I% p) M
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。
5 a7 C) a: }; U
6 P4 @8 p8 }4 {7 a2 b1 O+ k
* b" Z+ K/ c/ K% p5 H0 H, Q1 K, P. G& g2 ?# {! |# @& L; }: [& }$ q y- f7 Z6 Z' g8 y! `0 H& M4 `: Q2 Q8 [: K z+ ^' p' E( n0 Q' e% X* K) ~5 a' l: m8 ?: f& D* A' T6 ^. W8 m* d4 v' Z. Z! p/ F6 O& m0 E0 R/ i# \/ T6 v) y2 n4 }5 H) X# X' E% x; A" E1 k$ Y, [, f8 ^7 b: Q. v, O! w0 E. q5 Y- r/ s) o, o. \4 Q" b
铸铁名称，代号及牌号表示方法
铸铁名称 ( G- }/ ^: p9 {' Y代号 1 R5 a8 C( e9 A- q$ Y- x1 v8 J 牌号表示方法实例
 1 C9 Q% m& D/ {
灰铸铁 / Y& h2 g6 N+ ~* U" UHT : b# a" s+ `+ r, I7 u. hHT100
 * h7 l0 n5 _/ x" F) R
蠕墨铸铁 9 h, u, T T3 x Y RuT . h4 {3 n& c0 a RuT400
& J$ l7 O" d2 L: o
球墨铸铁 # U" A5 ?7 c& |8 I6 b QT 3 X- I k1 `/ B$ VQT400-17
 ! }4 j9 A1 x2 ]. u3 Y/ k
黑心可锻铸铁
白心可锻铸铁
珠光体可锻铸铁 6 a. t; j+ c9 R: y! \& q9 @& c 		KHT
KBT
KZT % i0 c; Y; P9 T3 P+ v		KHT300-06
KBT350-04
KZT450-06
! n3 @9 H e+ e2 T3 K; c
耐磨铸铁 1 i. l8 f5 S4 i* k/ x MT " i2 u! B2 e; R8 {( A: b6 K MT Cu1PTi-150
6 `5 _$ Q, W2 k$ R6 B3 N7 x
抗磨白口铸铁
抗磨球墨铸铁 6 k) h5 _2 c. m- l" b% p- f		KmBT
KmQT ) t3 H$ ^# _& D U, M+ t 		KmBTMn5Mo2Cu
KmQTMn6
- H, _( n; e8 O
冷硬铸铁 ! M6 m$ j p: u4 \- S& x8 X LT + h5 A9 B2 v" N, N. J' U LTCrMoR
7 m$ {4 X. a! z. k1 }2 B. l
耐蚀铸铁
耐蚀球墨铸铁 . A0 E" `0 w( A		ST
SQT 9 y; Y) m8 H6 W' z 		STSi15R
SQTAl15Si5
 . k3 C& ^6 ]# S% a5 X% b
耐热铸铁
耐热球墨铸铁 8 D: s0 m! o) ^0 q4 n3 o( I 		RT
RQT - g! L& X0 Q& v. P- ` 		RTCr2
RQTA16
 * |4 R; l6 l* _9 L- t/ W$ ~' X4 F& Q
奥氏体铸铁 % d; P( Z' G6 F* Y4 D! U$ p8 ?AT 1 u. f$ k5 n h5 Q: u4 s 

! o. [8 I0 [4 h5 U% P

铸铁


; v% Y. G3 E1 \% l& ]. o5 _
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。
1 N8 R% ^9 e; J
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。
2 h5 Y9 {2 m. h, i9 c! O9 b
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。
9 \! O' i6 s x- H7 B+ Z
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。 8 m$ a9 t- y5 h2 {, |/ W' _

    + t) W, | c4 C2 Z: v
  • 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。
    % s, o- F" Z' G9 ]" D
  • 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。
    1 _$ D: W: I" Q6 {7 X& D- s
    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。
    0 b/ t5 i# A4 o" r* w
    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。
    ' R5 A" J+ c; E% g - B' J9 G0 R. R6 B5 |# W. v6 e) Q7 d, z# W# z! G# a! |4 |/ u$ C* g3 H( ~3 L* U8 G6 K" ~; ~6 A+ z, V' ^! T T3 N; ^4 a" J! ?2 ~* `! a+ ^! ^. g" Z0 [2 ?3 M7 X- D2 I; ~3 s2 c9 W: W+ i" e( P+ T) \* h: D' O& D6 a* `4 {/ ~. K. D/ B7 S5 Q. o2 z. M1 a2 G' S- m* z& Z& U
    灰口铸铁的牌号、性能、组织及用途
    铸铁类别 : i5 x4 C% e" S4 ~* ~ 牌号 7 u9 E6 B5 ?* E% b$ _! K 铸体主要壁厚
    mm     3 o/ _! W2 [+ B0 R @; k9 a     		试体直径mm % @- z; n0 F2 ~% I( f) }抗拉强度 7 z E6 R/ c: W5 |% l; E/ J 抗弯强度 % v8 \5 c! M6 t+ `0 l 挠度支距 ! I7 ]6 Y# r( z4 v1 J( ?1 O; E9 v3 w抗压强度 & b5 n) z2 o n% o# I+ |硬度HB 8 j3 E3 z2 j5 }/ y, _显微组织 7 ]0 t" ^% s# P; @) I, o% |. c# C用途举例 $ d' B% g# U m3 s
    不小于 7 b* w) h. ~: m& I 基体 $ G$ F. h4 E* S# o) t石墨 2 {9 Q5 z' g, u5 w1 ?% Q% y
    铁素体灰口铸铁 6 E0 K) T3 E: F" v' g! EHT100-260 9 X' G' p- q+ J% H; e: T9 y所有尺寸 0 I% n8 `# W- t- D3 N6 F 30 6 G3 s. E/ }& j8 f, H! V! q- k100 6 H" Z$ i( w/ u3 e B260 : l$ }2 Q' N0 ]5 H2 ( M' ?$ } Y p N& ^9 q500 2 R: K& D7 H% m 143-229 5 ?1 O. l4 p* fF+P(少量) 1 y7 V# z5 u: M% a9 }9 `粗片 # U7 P& L( }0 g1 i低负荷和不重要的零件，如盖、外罩、手轮、支架、和重锤等 - \6 J; v/ p* g& r, f0 L& p( b
    铁素体--珠光体灰口铸铁 1 W, L8 q# {) u$ u2 o F9 B# E HT150-330 K8 C0 R) a3 S4-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     5 `3 K! {8 \( S     		13
    20
    30
    45
    60     + ]+ O2 r, P0 z. {% x     		280
    200
    150
    120
    100     ; Q: ?; f$ P( B8 ]. e5 h# f    		470
    390
    330
    250
    210     # W& @, N0 V3 ^! S; }3 q    		1.5
    2
    2.5
    3
    4     ( w3 u1 f* Y/ `" \) f% h# |: z/ v     		650 0 u4 q" g; K& Q5 s& L% F 170-241
    170-241
    163-229
    163-229
    143-229     ( X7 \6 O' V" ]( i- V     		F+P # I% \/ U4 l9 p+ g. S 较片粗 ! g. r( G. {8 C2 I1 |0 ^6 p0 c 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 - ], j! O/ t0 f$ \+ ]0 h6 n
    珠光体灰口铸铁 9 T+ s. D2 l. r9 w' o8 d" d HT200-400 9 ^- h- }# ?. a7 T! l; g f5 A 6-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     8 a, J1 J: D, \, d; ^    		13
    20
    30
    45
    60     : d8 y" _' M0 P% o L+ s8 b; h6 I     		320
    250
    200
    180
    160     5 C5 X9 i" G% d: ~    		530
    450
    400
    340
    310     ; H% N" Q$ G9 @, @6 q: M    		1.8
    2.5
    2.5
    3
    4.5     / {) e" F$ |- |5 f+ Y9 ]# _2 C     		750 / W7 n/ X- Z) L7 H& g1 g187-255
    170-241
    170-241
    170-241
    163-229     5 M- H& K5 }, F' ~    		P - I7 t7 O- A5 s1 | 中等片状 # z- [" F+ s: |2 G" T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 " V: z$ N+ g1 {( b% s
    HT250-470 0 ~4 b" I4 Q% _9 U >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     ! l* P; `6 {8 Z& L     		20
    30
    45
    60     , B% I/ Q/ U" t0 J1 s$ P    		290
    250
    220
    200     + e3 L- p* n2 P8 Z    		500
    470
    420
    390     Y3 c" U$ d0 K/ A- b; A! t0 L     		2.8
    3
    4
    4.5     3 H, V3 U9 a- g, i* Q" n     		1000 ?& j8 ~& i6 q" [' Y 187-255
    170-241
    170-241
    163-229     2 x1 A9 c9 g: n2 E     		细P % [4 i( @4 @6 A/ S+ s7 u& D1 x较细片状 0 J3 i. e' ~: T, [% _8 L
    孕育铸铁
    2 P8 D, H0 e% N4 q     		HT300-540 0 x1 W, N( D. u15-30
    >30-50
    >50     - r& t' ?. @5 T4 L( z5 {! k" U     		30
    45
    60     2 \5 W) ?( S/ S    		300
    270
    260     8 X, @- X+ e$ V6 o     		540
    500
    480     * o5 W" c+ j+ M8 n     		3
    4
    4.5     ) X. r' J- ]; e, u# T    		1100 ) O5 F$ L. _9 P' T6 w/ Y b* j B# q/ ~187-255
    170-241
    170-241     # H) F+ `, z k, j8 ^; G+ S3 [, H9 L    		S或T 9 C6 {7 E8 C4 u1 R7 N, M细小片状 1 r/ f4 G4 P) H" ~( x( p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
    9 s. p- x0 V' P$ A* R, f2 j
    HT350-610 ' B, C2 ]7 g3 _! z9 E. k; Q 15-30
    >30-50
    >50     7 R# ?. p! E- b6 Q/ D     		30
    45
    60     6 P- x% B) B: r! P: W    		350
    320
    310     $ s% u( D4 u/ ^' ? N    		610
    560
    540     1 h: ]. p/ V& z h* @+ \    		3.5
    4
    4.5     4 j8 ]1 P# p0 D0 k- i8 p& K: v' O, e    		1200 ' G6 b/ J. H: {/ ^ L( G0 _, F* L8 @ 197-269
    187-255
    170-241     ( m4 O( [) P' T9 y7 U, B6 {
    HT400-680 3 o8 w, l9 C) ~) P: k" `! h20-30
    >30-50
    >50     6 d4 g% j; c7 J- [. ?% o# i    		30
    45
    60     8 X" i' y. `4 h$ ]( i9 o0 s    		400
    380
    370     8 ]( X* i5 a1 o. K& l& k# k     		680
    650
    630     7 U; ^; f& m$ R     		3.5
    4
    4.5     7 g$ L6 B% d! ]4 |     		207-269
    187-269

    7 g# ~" w. K. e
  • 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。
    / {! I9 t0 n& i/ ]
    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。
    # n5 X9 ~& w2 z% }* I* S. V* b: T) A
  • 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。
    ' i! }- q4 l, e! a! B+ {
    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。
    ' c' N6 V- J7 h; g 7 [7 p- N& D, Z1 E3 R& L. X3 {. K, _& Z& P8 U/ f; a; U" M9 a/ c) R2 V8 n d5 |6 W& R6 P. i$ j( N. E1 t5 B$ z* j" x! z l4 \1 U! b' x) x4 q/ f9 y/ M) G9 g3 q7 U8 @3 T# Q% E% ]* A, Y0 \7 ]9 h. T0 W/ k1 C# l+ z7 i3 h; P7 B( X6 W; o d6 S0 H) @7 ?6 X+ K5 Y" m, L2 c% s: {! K @. c3 Z4 v% [* R7 p7 b4 ^- [$ E; r1 g7 B! c; h
    球墨铸铁单铸试块的机械性能
    牌号 ) ~+ G0 H B: P6 y6 r4 P 抗拉强度sb
    N/mm²(kgf/mm²)     ! V7 k% t$ p1 h \( m     		屈服硬度s0.2
    N/mm²(kgf/mm²)     $ s0 ~. j3 y5 {4 X u* F, s" p! k    		延伸率d% 7 t0 A6 U" _- s8 L, F6 i7 v8 S' H! G供参考 3 e1 u' }, g, s, V+ T9 h
    最小值 4 h3 s; Y$ G9 E0 Q+ F* m布氏硬度HB & Y) S; D" z8 f 主要金相组织 7 N1 w. O) y0 V; Q* S* G6 [
    QT400--18 ! \9 w g* o* N% A& L% d400(40.80) 5 {% J5 l: P: O7 ^+ J, o; ] 250(25.50) 8 Y* c- S' v( V2 ]: h2 N6 K3 u18 4 A w% E/ O1 g( `130--180 4 R5 E* x4 a3 a* D9 T" P 铁素体 % t3 a8 O0 t9 N P2 T
    QT400--15 5 t, m" N% [8 V+ @$ i400(40.80) 4 }. h: M2 G9 x- |& m. [- p250(25.50) 7 M% K7 }$ g& I12 8 m8 ?5 C" t9 z. K# H) l* ]% ]# v 130--180 " o6 z1 U2 t! t- H3 \# `- T7 @ 铁素体 * o% B% u' o$ b- e8 N
    QT450--10 " B9 q$ g( H6 F ~450(45.90) / U4 f7 z ^. a3 C 310(31.60) : x' W8 X# c' P4 R8 f) a7 | 10 / d( d V- q2 Y$ I: F 160—210 ; V# c1 e, d2 s' c# K4 O铁素体 ; @! ~9 B8 D! G G& {9 W+ M% Z
    QT500--7 + z7 F- n9 {% t500(51.00) & G T5 S b& }, z320(32.65) a0 D: Y+ j% g( Z# }3 h% g( [: S. @ 7 & Z# m' j. C; `5 b3 I1 S170—230 0 s v% V9 a0 m7 F, U铁素体+珠光体 7 }+ k, ? L( L2 W4 z& x" q6 e
    QT600--3 ! ~. X+ a$ Y8 d! l5 k0 Z9 M600(61.20) ; o ?. n8 y0 [ ~5 L 370(37.75) : B: I+ T4 @) d, {& c' w9 G. | 3 ; F4 T- [7 b% o) [0 P 190--270 # a, |2 a3 r Q1 e; f9 g' g1 j" w 珠光体+铁素体 4 F, V! d; c2 T7 O5 W& B+ {- W* m1 G/ n
    QT700--2 % f( J; f5 U9 b) |" {9 O 700(71.40) ; G2 e: N8 q' g% A4 V0 X420(42.85) + V$ l% c8 T( V# L5 C' v& O' t 2 ) h) ]* [) w& `) O/ c225—305 ( {1 f; q- k. j9 J; @6 v% z. y* U珠光体 . ?9 k- c+ R7 M% ?9 h
    QT800--2 9 B% }' Y- g$ @ 800(81.60) M6 }! x! W/ p- G' U 480(48.98) " p$ D- {0 Z U9 k1 }" i3 N, p 2 6 e4 b4 U2 Q4 ?8 H' C" W% t 245--335 # b/ H; _. f+ | s# w9 _ @8 D5 U [4 {5 B珠光体或回火组织 - Q1 ~# a, q5 o( y. i. {) {
    QT900--2 " W! m G& r0 f0 }/ k, F Y$ I 900(91.80) % S3 u- ^9 U1 v( n600(61.20) 1 f" f2 a% q1 ]2 7 b+ o$ `$ w: W# V9 J7 N 280--360 ; d+ H* \: e+ ~8 K6 \; q8 v贝氏体或回火马氏体

    9 P5 b% J* B& k4 g. L- o
  • 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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