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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。
. j8 k K/ h3 x% d- m* o
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。
. S! }- ^- _. {

1.生铁


! t* ]: ]. K" d1 @3 P; c
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。 ' U) j5 ]" Q f, S2 \7 f. z6 S1 a! ~

    $ z' m6 [; O! E) i- o/ n& H5 ]; v
  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。
    . _/ K: w* u+ e ?) F1 U$ H$ ]
  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。
    2 {: @9 b$ r* s0 X, p
  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。

1 m& f2 d; i n$ I* g3 N+ R

铁合金


3 b- d' Z0 d. z/ z" G0 O/ }$ A
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。
3 Y( R, L( b* T3 K: j$ Y* x2 Q
- p# L0 z) R8 u# c5 i1 W. o& k
) c6 }/ t4 w, W1 M1 i" ~$ n5 l0 m1 l( W& O u- \8 K* ]$ S2 T5 J D3 E$ t) G1 R+ X# H. p$ ?9 {/ m9 X, V* X9 T5 I6 Y7 h+ M$ |; U3 c" U }3 `- W5 e6 W1 ^, O6 J, O3 Q+ H) e0 y# d, d: G! [1 v( F* i- L* c. z* q% ~, `; D' O2 b: e& U: M' J; w5 t- F; ~& j0 s. l; T: Y- R5 c- ^& q2 Z! [# A+ [9 J2 b
铸铁名称，代号及牌号表示方法
铸铁名称 * b8 h) `1 E& ~: m' t% B代号 " M0 H! ?6 P7 Z6 `! m: b 牌号表示方法实例
 2 q2 o0 H! S7 E3 b7 n) f
灰铸铁 ! R: l/ @' x7 }& i: X7 G! Q6 c$ n% l- w HT - b9 ~1 x7 @, ZHT100
 7 ?, E# W% m- ^! }
蠕墨铸铁 ]1 H* p7 H, K3 w% n7 @# I RuT 3 _% ` ]' {& W# IRuT400
 / {. j# l1 l. H, q
球墨铸铁 ( K% \/ Z5 X- E( V AQT 4 ]+ ?* M3 J( B0 g. h( a$ `QT400-17
4 H2 [- Y! Z" K8 N6 E. f/ B
黑心可锻铸铁
白心可锻铸铁
珠光体可锻铸铁 ) \5 p0 _5 D) X6 ?, }7 L 		KHT
KBT
KZT ! i. D9 {4 W) @) C, @( `5 ?		KHT300-06
KBT350-04
KZT450-06
$ f6 o$ R) x2 N: L
耐磨铸铁 c" m. s- ^; h# z5 JMT 0 P1 Y6 Q5 H6 l) s8 xMT Cu1PTi-150
1 s, |' O' W# G+ i/ `
抗磨白口铸铁
抗磨球墨铸铁 0 g. y* c4 e% g R, o' J- V		KmBT
KmQT + p# f4 G C, I9 b6 W4 O2 y		KmBTMn5Mo2Cu
KmQTMn6
. }6 c) k' @8 I# i
冷硬铸铁 9 Y& x g. z% [+ Y: l( Y3 k9 S LT 6 ?3 Y5 Y" Z6 p' M' |+ {# G* g) d LTCrMoR
, s2 i5 o( L0 X$ g9 a# l- W: o
耐蚀铸铁
耐蚀球墨铸铁 / Y" X6 C r% k 		ST
SQT " s; G) z8 N5 z' J! K 		STSi15R
SQTAl15Si5
( b9 P. j+ _- Z3 c/ `" B
耐热铸铁
耐热球墨铸铁 + m# \( k4 A* ?% J q		RT
RQT ) F7 ^/ j9 F" m K 		RTCr2
RQTA16
 % P* X( O( l% c3 x8 w$ r
奥氏体铸铁 [7 z% i' T1 z3 ?AT / ?' N0 @. p# x4 z' |4 |  

" S" N2 y& O. Q! D

铸铁


' v$ [8 f( J& q- a% ] [3 ^
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。
3 P9 a* ]9 C2 Z" Q }& }! }
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。
_9 F s6 X4 q O7 O& s" L
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。
( a5 n, }! Z. |3 R) u8 e$ \
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。 + s9 Z0 ~+ h+ b7 }* C

    . W @" ]7 u+ T/ \( ~
  • 白口铸铁：白口铸铁中的碳全部以渗透碳体（Fe3c）形式存在，因断口呈亮白色。故称白口铸铁，由于有大量硬而脆的Fe3c，白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工。因此，在工业应用方面很少直接使用，只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件，如拔丝模、球磨机铁球等。大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料。
    + s# ~0 @' K9 S
  • 灰口铸铁：铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。断口呈灰色。它具有良好铸造性能、切削加工性好，减磨性，耐磨性好、加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。
    ) F) ^% o9 `6 T$ ?$ f
    灰口铸铁按基体组织不同，分为铁素体基灰口铸铁、珠光体--铁素体基灰口铸铁和珠光体基灰口铸铁三类。
    ' _9 j' z" m9 I7 p8 _2 q0 \% ~" y7 V
    由于灰口铸铁内存在片状石墨，而石墨是一种密度小，强度低、硬度低、塑性和韧性趋于零的组分。它的存在如同在钢的基体上存在大量小缺口，即减少承载面积，又增加裂纹源，所以灰口铸铁强度低、韧性差，不能进行压力加工。为改善其性能，在浇注前在铁水中加入一下量的硅铁，硅钙等孕育剂，使珠光体基体细化，石墨变细小而均匀分布，经过这种孕育处理的铸铁。称为孕育铸铁。
    # q1 @2 a8 E4 {8 Q2 _/ c0 \) c. W. O. M+ L# T& y3 p7 ?4 ~. S# \! L& d6 a5 |1 O9 m# E/ M% } e5 b) Y, }/ H" y. _ ]& m Z$ h& B3 n$ f; c( B+ |# Y: C0 s5 b$ b# V4 f" p- g$ v0 ^/ o% M3 e t5 O* x! m7 h g+ `& o; J3 ^* Z3 \2 `! X% B; D3 ?% D* n: z! j. u* |8 H! T1 T" Q* i& J0 `; N0 y3 G, _
    灰口铸铁的牌号、性能、组织及用途
    铸铁类别 ( P! c* [' o+ _牌号 & |" ?* V2 T7 B$ J% b/ Y 铸体主要壁厚
    mm     # n! g7 V, _: s    		试体直径mm 9 l9 f4 Q9 ?! y0 d* X 抗拉强度 " Z& l: J. C7 C, F4 s1 a0 v抗弯强度 0 a0 t3 M& {8 L2 s! p" t挠度支距 # @% ]3 Y1 P9 I, o: A B5 X6 q 抗压强度 # Q! Z3 g) R! ~; o 硬度HB 4 s; ^+ c: C- Y7 C7 \ 显微组织 4 M0 x4 r/ q, |0 s7 H- }9 Z 用途举例 " }( D0 _+ A& [
    不小于 : j/ K) B, U, V4 i% E 基体 , W3 r- B9 v+ z1 H" V石墨 8 ~- t+ q0 U+ V9 X5 k
    铁素体灰口铸铁 7 [2 i! T* F% d; e$ t: CHT100-260 9 J6 t9 r, W! \; \( E所有尺寸 ( Q: h. ^% N" \: y3 J* K# n' ~30 0 ~% [, P8 C" X: |! M* K100 0 H* ~0 z! \/ X9 M. T2 K5 b' `3 Q260 " k% D1 f; A5 d, |" h4 C6 t 2 0 u2 \( u! X- Y6 P 500 : o" P4 } M- R ?3 V6 L143-229 % l8 f1 _# u3 ?0 h) I$ I F+P(少量) , W6 I; s3 L3 i7 K7 J 粗片 6 z! x* s! D# }! {! J低负荷和不重要的零件，如盖、外罩、手轮、支架、和重锤等 % A; ]# o/ L; j X) x% v8 q
    铁素体--珠光体灰口铸铁 * F! z" [5 ]1 l4 m! C HT150-330 ) G" ~, {: K, Q4-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     % V4 o' y( k; P' N% X( p% ]1 Z8 n     		13
    20
    30
    45
    60     5 s( _1 H9 L. j: ?3 u) l    		280
    200
    150
    120
    100     . p- [0 |1 b; q5 L     		470
    390
    330
    250
    210     8 k3 ]; C1 k/ T9 `     		1.5
    2
    2.5
    3
    4     0 K- a6 Y- T& Q: p- x     		650 1 e8 P. n7 s2 d0 y8 m1 w0 S170-241
    170-241
    163-229
    163-229
    143-229     ( k3 a4 E& V z& u( B ]. p5 R; p k! k    		F+P ( r9 y* M3 T9 P/ l1 ? 较片粗 : @9 C* E5 y- ?+ l, ~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 9 m7 R9 w: ], v: J, i+ [
    珠光体灰口铸铁 $ N( _! [( v# r3 d0 G" S5 zHT200-400 , Y, |2 p% [* s+ v& h& s& p b 6-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     7 L ^: J$ h: Y9 w    		13
    20
    30
    45
    60     - Q) ^: l% S/ r( e3 m- H$ [$ K    		320
    250
    200
    180
    160     1 R1 s$ V2 X+ ~+ d     		530
    450
    400
    340
    310     7 ? O2 @$ d e" I: x2 D8 e    		1.8
    2.5
    2.5
    3
    4.5     1 F- i8 V4 v$ |. l9 `$ I0 K: O0 H3 G    		750 9 j+ D* G8 o. M5 c5 `% ] 187-255
    170-241
    170-241
    170-241
    163-229     2 U6 h- C( I% }# t3 y5 O    		P " ?1 Z$ D; l! |9 @& ~) f 中等片状 , N0 {+ W1 P8 G" y9 S4 K 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 0 x6 F1 v+ s9 |: h2 ^
    HT250-470 : F O! E' B8 W: J2 R) C >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     0 \- Y1 D; k7 x! Q. X     		20
    30
    45
    60     2 Y p# {" U2 a" I     		290
    250
    220
    200     : |* B) R4 Q* v J; `8 {     		500
    470
    420
    390     9 N3 `9 X0 V- M' R8 E" c: _2 {     		2.8
    3
    4
    4.5     5 e( g. P/ U% r8 k    		1000 ( Z9 R7 I4 Q/ Q3 u187-255
    170-241
    170-241
    163-229     ! W7 C" e9 \% u8 E; U9 O    		细P 9 y. S6 U0 N0 A5 q, c) {. b; A% L较细片状 ) ^9 @' a' p& Z% S7 o8 H
    孕育铸铁
    , d! [* B; O' O* q9 k     		HT300-540 ) X( z! b# D$ l* S8 T. \( J! w15-30
    >30-50
    >50     8 A( Q1 o$ G: q S     		30
    45
    60     * T% N+ W7 ^! u    		300
    270
    260     6 ^5 V6 |3 K6 r' t    		540
    500
    480     5 b$ U5 x" z/ y; Z1 F7 g    		3
    4
    4.5     / h7 x5 O- k; `& I+ D ]9 q     		1100 ! |. s8 q" M4 x w6 X: O9 X 187-255
    170-241
    170-241     $ l* Z' t) I9 T' Q5 T     		S或T 4 E8 j7 M% @2 } 细小片状 * [ y7 C3 _% d3 a7 H& ]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
    7 y$ o- q3 `( z, k0 J
    HT350-610 4 C) _8 V0 B! _15-30
    >30-50
    >50     & h4 w1 z; x! g, F& z! n     		30
    45
    60     7 y. R$ T( W8 T( X0 x$ B3 Z. i     		350
    320
    310     8 k/ R4 L: e# A- a: k$ Y     		610
    560
    540     : |+ l! f$ U; {% c    		3.5
    4
    4.5     # d0 T4 @" D O ~' X7 Z    		1200 / D& [2 b8 H. W) S+ B5 R9 c/ x& q197-269
    187-255
    170-241     $ r4 ^; O. C; l4 M. \
    HT400-680 6 W8 p0 {' n& q7 G z% z5 _6 ?$ x 20-30
    >30-50
    >50     9 ~$ o- t$ \& R! J8 g4 J( E    		30
    45
    60     " @" P W. _% a& E C    		400
    380
    370     8 u0 n; r) ^ ]( B, b3 b7 v    		680
    650
    630     & ~4 _. ]8 P$ \& t    		3.5
    4
    4.5     . s+ s4 J# g; X# R9 A: G    		207-269
    187-269

    ; U$ E, @7 X8 }+ h
  • 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。
    ) W# D1 O+ q) T; B1 J( D
    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。
    , Z3 x$ ^" i! J: H1 D4 n
  • 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。
    & t, n- m; h; Z0 h
    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。
    8 ?+ d9 c8 J, s4 p2 C % I2 s8 b; L* o6 R, B0 y+ u( s' l& t% p8 C7 ?, c. D4 }* }2 v$ o: t0 Y2 H9 E7 L; t% G* z: s) H: O H, d* U$ [. r; n0 H- @) [1 @, Q; p; X$ ]" A3 @) U- ~5 i5 |6 Z7 F8 ~) L( X$ N9 ]+ O. r0 J7 }# a' f i5 @ {! V9 j; L* L. F Y" r. a5 H5 g# K+ l2 M+ T+ q2 r/ C" p, s: k6 k# u' C6 _) I( l
    球墨铸铁单铸试块的机械性能
    牌号 ) U& n2 g$ o B/ X% w s e% X4 k4 j 抗拉强度sb
    N/mm²(kgf/mm²)     U) @& v% d3 A% K3 Z+ d' ?     		屈服硬度s0.2
    N/mm²(kgf/mm²)     " {& {3 l& q. b! b     		延伸率d% 9 }2 g4 [ g/ H y9 B供参考 7 r: p% M: P7 K! C1 S; O" \7 @
    最小值 2 p, G9 L' m p" d) ] 布氏硬度HB & O U1 H$ s6 I' `/ K 主要金相组织 : t) F( C" X* x4 I C
    QT400--18 1 r$ b- {5 Y0 V. x H 400(40.80) 3 S# _; v8 h3 P250(25.50) & Z8 ~' f) w- M18 : I8 w& I6 H7 ]2 F- F# @+ |130--180 ' }. P2 T' U+ M* @( O. N 铁素体 6 K) K. {' N% @
    QT400--15 0 A& v" m8 A9 q" y% x" D3 @400(40.80) , Y$ c# n% A$ l" e, F. m+ A7 Y 250(25.50) 6 s2 }7 `: X* S2 R0 Z7 d+ n 12 / h4 _( p b. }. }1 a! S) ]130--180 ; o2 f* e: r' k 铁素体 & r3 F+ J) w3 g+ n% Z
    QT450--10 + b+ M( c3 O4 {& D: ?0 v450(45.90) 9 s4 G& E+ J, f" r 310(31.60) , _3 B$ n K0 k) }) i 10 7 b3 A7 w6 q0 R* j' C4 m160—210 - U' s) i @1 V 铁素体 4 I2 Z5 s9 K. i$ p* {2 ?* N
    QT500--7 " Y+ H% H7 E& t) g! _$ ~500(51.00) : k& k& ^0 l2 k' s320(32.65) : _4 X+ f) o1 J/ h: `+ l7 6 M. K2 t# F7 b3 L- m 170—230 " U- h( [1 u. T 铁素体+珠光体 8 ^1 w2 @8 }% Y" e6 r, @$ p0 \
    QT600--3 6 I, T/ O1 L1 N8 Y* I0 e1 y2 G600(61.20) 4 m: |% G# z, a& E0 b# R- v 370(37.75) 9 y0 O3 j: q) X' H% v' {+ A 3 - ^6 c7 m1 G0 W2 B" F8 t, \1 j 190--270 $ m) T; _- E% L/ m% s# Q$ a- w 珠光体+铁素体 4 ^" q* z# p0 Z4 {% Q; r) }
    QT700--2 ) X; B* p; [! n' {4 v V 700(71.40) " f. p: M5 [+ z& f420(42.85) ' J2 |" F7 l5 |4 x; L" g& R 2 ' o% v* c* S4 Q2 J 225—305 ! ?0 S4 [( E6 C* k5 W% c/ { 珠光体 6 J. L- `" d& U- L) Y& D+ v) P
    QT800--2 5 \. Y. g+ O' @- K 800(81.60) / }/ p5 H( _) E0 K 480(48.98) 4 L3 ^2 q+ f3 Q( M! Z! O% o2 - d! Q' R" V7 @$ b) A g" q245--335 # B9 [/ L7 S( u) I3 }2 N 珠光体或回火组织 9 v' U$ z9 G# k
    QT900--2 6 W& c5 _- ~2 h* g: l 900(91.80) # I3 q3 J) z: @4 v600(61.20) / M! ~$ O8 T0 h* H9 h2 q' W( F& W. M" P2 x9 }; a 280--360 " T- U" t" b# n1 _ 贝氏体或回火马氏体

    / X9 m0 k( ]* r5 ^
  • 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。
+ l8 g7 L0 k" H( x# u
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