生铁、铁合金、铸铁

HEATS 发表于 2010-9-12 16:59:32

<DD>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。 
<DD>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。 
<H1>1.生铁</H1> 
<DD>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。
<OL> 
<LI>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。 
<LI>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。 
<LI>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。 </LI></OL> 
<H1>铁合金</H1> 
<DD>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。 
<TABLE borderColor=#000000 cellSpacing=0 borderColorDark=#ffffff cellPadding=0 width=200 align=right bgColor=#e5ebba border=1> 
<CAPTION>铸铁名称，代号及牌号表示方法</CAPTION> 
<TBODY>
<TR align=middle bgColor=#d5dbaa>
<TD>铸铁名称
<TD>代号
<TD>牌号表示方法实例 
<TR align=middle>
<TD>灰铸铁
<TD>HT
<TD>HT100 
<TR align=middle>
<TD>蠕墨铸铁
<TD>RuT
<TD>RuT400 
<TR align=middle>
<TD>球墨铸铁
<TD>QT
<TD>QT400-17 
<TR align=middle>
<TD>黑心可锻铸铁 白心可锻铸铁 珠光体可锻铸铁
<TD>KHT KBT KZT
<TD>KHT300-06 KBT350-04 KZT450-06 
<TR align=middle>
<TD>耐磨铸铁
<TD>MT
<TD>MT Cu1PTi-150 
<TR align=middle>
<TD>抗磨白口铸铁 抗磨球墨铸铁
<TD>KmBT KmQT
<TD>KmBTMn5Mo2Cu KmQTMn6 
<TR align=middle>
<TD>冷硬铸铁
<TD>LT
<TD>LTCrMoR 
<TR align=middle>
<TD>耐蚀铸铁 耐蚀球墨铸铁
<TD>ST SQT
<TD>STSi15R SQTAl15Si5 
<TR align=middle>
<TD>耐热铸铁 耐热球墨铸铁
<TD>RT RQT
<TD>RTCr2 RQTA16 
<TR align=middle>
<TD>奥氏体铸铁
<TD>AT
<TD>  </TD></TR></TBODY></TABLE> 
<H1>铸铁</H1> 
<DD>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。 
<DD>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。 
<DD>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。 
<DD>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。
<UL> 
<LI>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。 
<LI>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。 
<DD>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。 
<DD>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。 
<TABLE borderColor=#000000 cellSpacing=0 borderColorDark=#ffffff cellPadding=0 width=600 align=center bgColor=#e5ebba border=1>
<CAPTION>灰口铸铁的牌号、性能、组织及用途</CAPTION>
<TBODY>
<TR align=middle bgColor=#d5dbaa>
<TD width=60 rowSpan=2>铸铁类别
<TD width=60 rowSpan=2>牌号
<TD width=50 rowSpan=2>铸体主要壁厚 mm
<TD width=25 rowSpan=2>试体直径mm
<TD width=25>抗拉强度
<TD width=25>抗弯强度
<TD width=25>挠度支距
<TD width=35>抗压强度
<TD width=60 rowSpan=2>硬度HB
<TD colSpan=2>显微组织
<TD rowSpan=2>用途举例
<TR align=middle bgColor=#d5dbaa>
<TD colSpan=4>不小于
<TD width=40>基体
<TD width=25>石墨
<TR vAlign=top align=middle>
<TD>铁素体灰口铸铁
<TD>HT100-260
<TD>所有尺寸
<TD>30
<TD>100
<TD>260
<TD>2
<TD>500
<TD>143-229
<TD>F+P(少量)
<TD>粗片
<TD>低负荷和不重要的零件，如盖、外罩、手轮、支架、和重锤等
<TR vAlign=top align=middle>
<TD>铁素体--珠光体灰口铸铁
<TD>HT150-330
<TD>4-8 >8-15 >15-30 >30-50 >50
<TD>13 20 30 45 60
<TD>280 200 150 120 100
<TD>470 390 330 250 210
<TD>1.5 2 2.5 3 4
<TD>650
<TD>170-241 170-241 163-229 163-229 143-229
<TD>F+P
<TD>较片粗
<TD>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
<TR vAlign=top align=middle>
<TD rowSpan=2>珠光体灰口铸铁
<TD>HT200-400
<TD>6-8 >8-15 >15-30 >30-50 >50
<TD>13 20 30 45 60
<TD>320 250 200 180 160
<TD>530 450 400 340 310
<TD>1.8 2.5 2.5 3 4.5
<TD>750
<TD>187-255 170-241 170-241 170-241 163-229
<TD>P
<TD>中等片状
<TD rowSpan=2>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
<TR vAlign=top align=middle>
<TD>HT250-470
<TD>>8-15 >15-30 >30-50 >50
<TD>20 30 45 60
<TD>290 250 220 200
<TD>500 470 420 390
<TD>2.8 3 4 4.5
<TD>1000
<TD>187-255 170-241 170-241 163-229
<TD>细P
<TD>较细片状
<TR vAlign=top align=middle>
<TD rowSpan=3>孕育铸铁 
<TD>HT300-540
<TD>15-30 >30-50 >50
<TD>30 45 60
<TD>300 270 260
<TD>540 500 480
<TD>3 4 4.5
<TD>1100
<TD>187-255 170-241 170-241
<TD rowSpan=3>S或T
<TD rowSpan=3>细小片状
<TD rowSpan=3>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 
<TR vAlign=top align=middle>
<TD>HT350-610
<TD>15-30 >30-50 >50
<TD>30 45 60
<TD>350 320 310
<TD>610 560 540
<TD>3.5 4 4.5
<TD rowSpan=2>1200
<TD>197-269 187-255 170-241
<TR vAlign=top align=middle>
<TD>HT400-680
<TD>20-30 >30-50 >50
<TD>30 45 60
<TD>400 380 370
<TD>680 650 630
<TD>3.5 4 4.5
<TD>207-269 187-269 </TD></TR></TBODY></TABLE> </DD>
<LI>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。 
<DD>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。 </DD>
<LI>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。 
<DD>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。 
<TABLE borderColor=#000000 cellSpacing=0 borderColorDark=#ffffff cellPadding=0 width=600 align=center bgColor=#e5ebba border=1>
<CAPTION>球墨铸铁单铸试块的机械性能</CAPTION>
<TBODY>
<TR align=middle bgColor=#d5dbaa>
<TD width=82 rowSpan=2>牌号
<TD width=98>抗拉强度sb N/mm²(kgf/mm²)
<TD width=103>屈服硬度s0.2 N/mm²(kgf/mm²)
<TD width=72>延伸率d%
<TD colSpan=2>供参考
<TR align=middle bgColor=#d5dbaa>
<TD colSpan=3>最小值
<TD width=87>布氏硬度HB
<TD width=109>主要金相组织
<TR align=middle>
<TD>QT400--18
<TD>400(40.80)
<TD>250(25.50)
<TD>18
<TD>130--180
<TD>铁素体
<TR align=middle>
<TD>QT400--15
<TD>400(40.80)
<TD>250(25.50)
<TD>12
<TD>130--180
<TD>铁素体
<TR align=middle>
<TD>QT450--10
<TD>450(45.90)
<TD>310(31.60)
<TD>10
<TD>160—210
<TD>铁素体
<TR align=middle>
<TD>QT500--7
<TD>500(51.00)
<TD>320(32.65)
<TD>7
<TD>170—230
<TD>铁素体+珠光体
<TR align=middle>
<TD>QT600--3
<TD>600(61.20)
<TD>370(37.75)
<TD>3
<TD>190--270
<TD>珠光体+铁素体
<TR align=middle>
<TD>QT700--2
<TD>700(71.40)
<TD>420(42.85)
<TD>2
<TD>225—305
<TD>珠光体
<TR align=middle>
<TD>QT800--2
<TD>800(81.60)
<TD>480(48.98)
<TD>2
<TD>245--335
<TD>珠光体或回火组织
<TR align=middle>
<TD>QT900--2
<TD>900(91.80)
<TD>600(61.20)
<TD>2
<TD>280--360
<TD>贝氏体或回火马氏体</TD></TR></TBODY></TABLE> </DD>
<LI>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。</LI></UL></DD>

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