生铁、铁合金、铸铁

HEATS

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。
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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。
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1.生铁

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。

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。
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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。
   
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。
   

铁合金

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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。


0 S! h: O5 ]/ A$ V `2 m" p) `2 z, J- {5 W4 {7 F3 d' x* z) L+ k3 I# e/ x' v; a! D1 |# P* y9 @5 N& W- Z1 @; l4 R( ]$ a- E! T* h" ]8 F* E" V

铸铁名称，代号及牌号表示方法

铸铁名称	代号 , W% | C0 [. }/ Y5 ^	牌号表示方法实例
灰铸铁 7 |$ e h8 R. _' i' M3 E2 `	HT	HT100
蠕墨铸铁	RuT # U6 K5 M& l1 e& Q	RuT400
球墨铸铁	QT 5 U# V( t9 B! @9 {3 }8 W; W& a	QT400-17
黑心可锻铸铁 白心可锻铸铁 珠光体可锻铸铁	KHT KBT KZT	KHT300-06 KBT350-04 KZT450-06 2 g+ f+ F; {4 K- R: }# U% ?
耐磨铸铁	MT	MT Cu1PTi-150
抗磨白口铸铁 抗磨球墨铸铁	KmBT KmQT , }' ~1 ~+ t7 @$ A1 \8 \	KmBTMn5Mo2Cu KmQTMn6 3 C- |( ?! ^& f" L' }
冷硬铸铁	LT - c& D ~# _# |% p	LTCrMoR ( R5 d1 |2 n- ]; M
耐蚀铸铁 耐蚀球墨铸铁	ST SQT	STSi15R SQTAl15Si5
耐热铸铁 耐热球墨铸铁 - u3 s! @( E3 u9 D3 }: ]	RT RQT 5 q; m' _( R n	RTCr2 RQTA16
奥氏体铸铁	AT

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铸铁

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。

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。

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。
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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。 - P) y* @9 @9 o( f( K" M" Y

• 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。
  
• 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。
  
  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。
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  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。
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  灰口铸铁的牌号、性能、组织及用途

  铸铁类别	牌号	铸体主要壁厚 mm	试体直径mm	抗拉强度	抗弯强度	挠度支距	抗压强度	硬度HB	显微组织 $ r H. A7 P9 s9 ^		用途举例
  				不小于 + ~* z g8 J' z+ z; m" `					基体 ) O. [: c( [% K; G: `	石墨
  铁素体灰口铸铁 1 d8 Z, M( b/ j" x	HT100-260	所有尺寸 1 O2 O! E$ E/ C8 g t; ^	30 5 _/ [" o! W/ ^+ T8 ?1 f5 T	100 . D6 I1 @) Q( e8 g	260	2 + V: Z5 [ Y) h! |4 z! x- ?6 z	500	143-229 6 o3 y$ t4 p8 {. j; v0 [	F+P(少量)	粗片 / U& v0 v$ i& Z+ _; W	低负荷和不重要的零件，如盖、外罩、手轮、支架、和重锤等
  铁素体--珠光体灰口铸铁	HT150-330 ' A& L" F) K$ A+ G	4-8 >8-15 >15-30 >30-50 >50	13 20 30 45 60	280 200 150 120 100 % d& ^) p$ V6 e9 G5 U$ R! ^	470 390 330 250 210	1.5 2 2.5 3 4 ! P( ]5 L$ ?7 P% M' W& f% W; W' n	650	170-241 170-241 163-229 163-229 143-229 ! Z0 F& A3 S' k; I	F+P 3 y# O0 w/ ^' z. h/ t7 \	较片粗 6 L! ~% z; Y V# E, n: G/ s	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
  珠光体灰口铸铁 $ W% {" W& s2 W: R	HT200-400 0 c+ T" l% i( x+ g	6-8 >8-15 >15-30 >30-50 >50	13 20 30 45 60	320 250 200 180 160 - a8 H# P0 ^; E+ }	530 450 400 340 310 9 L4 k" D( H7 m8 U6 K	1.8 2.5 2.5 3 4.5 0 @. D1 d$ ^7 N! b) m: G7 `; @	750	187-255 170-241 170-241 170-241 163-229	P ) y \; f3 S: i& T	中等片状 . P! w$ l! ?$ \3 n; H. ` _	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 6 Y" v' {& r- L# A7 i" M$ y
  	HT250-470	>8-15 >15-30 >30-50 >50	20 30 45 60	290 250 220 200	500 470 420 390 8 o, P7 `- d; o/ j	2.8 3 4 4.5	1000	187-255 170-241 170-241 163-229 ) \; w1 a" J( U& V B7 [# l1 n( ^* a	细P	较细片状 * N) |2 C& n. u3 R1 G4 B' u
  孕育铸铁 4 A9 I3 ~8 j2 `2 y	HT300-540	15-30 >30-50 >50	30 45 60 " w% J* y! q, O8 }" \& V	300 270 260	540 500 480	3 4 4.5 2 r) D) [/ e- \# \	1100 ; _7 O6 o+ V: U1 i- x) S0 _	187-255 170-241 170-241 2 O- A5 x8 k: k) U' z+ Y	S或T 7 D+ q% x2 K: A! T3 Q' d' g	细小片状	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
  	HT350-610 . K. \% m7 q- g: k( y	15-30 >30-50 >50 ! i# Q9 `" H2 k* }; {: v	30 45 60 6 T* f3 ^* o3 b$ u* P# L8 W* K; h	350 320 310	610 560 540	3.5 4 4.5	1200 2 I# s, Z$ K) u7 s; L	197-269 187-255 170-241 , C: g. D. i3 C
  	HT400-680	20-30 >30-50 >50 % |7 x3 B7 U6 Y- Q$ T( P0 V	30 45 60	400 380 370 ( D# t! G, W2 h8 Q	680 650 630	3.5 4 4.5 2 b0 u9 T K) v0 Y; F3 G- b/ Z5 W% i5 j		207-269 187-269

  
  
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• 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。
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  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。
  
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• 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。
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  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。
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  球墨铸铁单铸试块的机械性能

  牌号	抗拉强度sb N/mm²(kgf/mm²) ! {1 X& A) I! f& a# r4 _	屈服硬度s0.2 N/mm²(kgf/mm²)	延伸率d% , {" f6 W$ n; z9 L* c& d) k	供参考 ( }0 v: N L# A6 k* ]: H7 J
  	最小值 8 J! k8 s6 _) t1 i6 _			布氏硬度HB 3 C( q$ c3 Q9 C S, _	主要金相组织 - L1 g7 K( o9 H. I6 S, A
  QT400--18	400(40.80)	250(25.50) 6 A1 b3 V; z: l	18	130--180 1 C( E% w. r: P9 B( l1 Z	铁素体
  QT400--15	400(40.80)	250(25.50) 4 S7 r% w9 ~% u8 ~2 m	12	130--180	铁素体 4 e! V$ r/ E$ I) g2 o( a* b
  QT450--10	450(45.90) * e0 w0 d7 Z9 f [) J) r! ^	310(31.60) ) o( W: L/ ?! m0 h2 K& B! x	10 0 I/ L! O$ f% z7 p1 Q7 w, q7 J	160—210	铁素体
  QT500--7	500(51.00) $ P/ ]# d4 s: M0 N3 ]- b4 ~! B	320(32.65) ) _" F9 b0 _! D4 I* u8 ~! h	7	170—230	铁素体+珠光体 4 w: d( U0 v0 }& ? `
  QT600--3 $ Z( ^" O! a, [) ^3 K	600(61.20)	370(37.75)	3 5 J5 t, A( Z4 o	190--270	珠光体+铁素体
  QT700--2 " _. ~7 m1 ^- w) z" H	700(71.40) ( p3 X0 b! Z! p8 l' K/ z3 x0 t	420(42.85) 9 Q L w) i9 v$ o5 ~! h' V	2 5 x* f* H; |9 B	225—305 $ w- T+ ~- {6 N6 E% K# S	珠光体 ( U6 p5 D$ k$ P& B
  QT800--2	800(81.60) - A1 U! C" U" @ p+ z6 ^: S	480(48.98)	2	245--335	珠光体或回火组织 . }* S* ?' h+ @9 k5 d9 D: _* E
  QT900--2	900(91.80)	600(61.20) 9 J) x0 `0 j) z z" D	2 ) D% d; }; ?: D6 K+ g	280--360	贝氏体或回火马氏体

  
  
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• 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。