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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! H+ |' `. ?
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。
+ v+ P3 B* c4 U5 |3 b& z5 A8 Z

1.生铁


9 g8 v- F0 f' C2 l
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。 ; X4 R, `$ W$ \6 Q2 W; z

    ( j8 H9 m& |/ x) l
  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。
    / p; n0 J- i! K
  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。
    $ c( Y2 b2 ?8 o) T$ |9 Y
  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。

4 A6 Q6 O/ ^. g2 X* W

铁合金


" t2 ~+ t; I, s: x
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。
( I! F& {' b b8 ?
" Q6 D. S) Q" O. n4 B" x# l- F
Y# }5 {) |. n+ X: J0 M. |2 S- }& m0 \0 D4 n, R* P2 `1 Q& V2 }) t- J9 K: r9 w* @% c7 v# t) }$ j9 Z+ I; F' d8 D- @# _- r0 F6 _) ~' x1 s& \& h8 c2 @6 J$ ?0 b+ Y7 u) S, h# ]% o! a) _4 K8 ?% V3 ]/ u% z8 D$ I1 ~$ U+ x9 Q) ]$ I0 _' j7 P0 [' u2 l, @) M9 B" N/ Z" e' k8 V5 Z7 b+ C' I. J" J0 G2 V1 T
铸铁名称，代号及牌号表示方法
铸铁名称 ) N6 ^ \/ o- c0 I) `; R代号 7 L, f& r. I2 R. P, g: i/ q9 |& V牌号表示方法实例
; b6 H* ]: W1 Q, t
灰铸铁 ; ~$ m+ [9 q" {4 h9 l. EHT * d' ?( z. g) q" I0 cHT100
( y1 q5 e& X9 m- x
蠕墨铸铁 o5 H7 F' {+ W! H1 Q- h, L RuT " s f }! B: u" fRuT400
1 \& C! y1 h7 M* H; o8 q( z& v
球墨铸铁 . G$ @( H. A2 x' B6 @0 M QT . O& I5 I+ J( z# w! _ QT400-17
 * W; N* h4 \! _/ R/ _- L0 ]' E: V5 f
黑心可锻铸铁
白心可锻铸铁
珠光体可锻铸铁 5 ?/ B& S! J8 {! w0 K		KHT
KBT
KZT 0 f" b# B+ z/ X% R/ q		KHT300-06
KBT350-04
KZT450-06
& E4 M# o( g7 u( m, [* l7 @
耐磨铸铁 ; l1 C) O- P' n( ]8 A% f MT 9 T3 K: n/ O- j0 X) cMT Cu1PTi-150
+ s$ I9 F ^1 X9 N* v
抗磨白口铸铁
抗磨球墨铸铁 ) d- M- F Q! s$ H/ y		KmBT
KmQT ' j7 v8 ?% R2 y		KmBTMn5Mo2Cu
KmQTMn6
7 d2 U+ }% h) s! Y# g5 k6 E. `
冷硬铸铁 ) I# ~6 u; m$ V3 o# j. Z9 @ LT e$ g* p9 Z7 j& A' J LTCrMoR
% ^. x$ E6 P' v( e, R8 B. }
耐蚀铸铁
耐蚀球墨铸铁 Y5 v/ L5 H# M7 B1 m! ?0 b		ST
SQT S' P' ~& Z0 N* u8 E		STSi15R
SQTAl15Si5
 ' E1 O& }! e( q+ E3 Z
耐热铸铁
耐热球墨铸铁 7 g* k$ U- n6 x; ^$ u		RT
RQT ; I! ?7 h9 f. e" q 		RTCr2
RQTA16
# \- n1 y/ ^2 ^# g! l/ S$ k9 ~
奥氏体铸铁 ( f' n3 u/ l1 |$ S* D1 ?, rAT ' u) O- N9 E! X4 V2 B% P  

) q7 D6 N ^* R$ O- e& q& ]9 x4 o

铸铁


+ s# a3 G( W# j* j
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。
$ S- z; q6 f( ^) W6 g2 X1 x
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。
& V* @; ^( v" I1 d W
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。
0 ~- i% s9 I( h# N( L
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。 7 x( x: T( E% ]7 n

    : M- {. A# e4 A, V8 i* `4 ^
  • 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。
    # Q5 m7 X. R, _1 {7 h
  • 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。
    & S" w+ n1 |9 X- f: 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。
    3 r) Y8 ~* O7 Y |
    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。
    & h; O7 D# M. Q/ h9 X" b3 D3 x: H3 n! A5 a: C+ `, \( P0 B% _2 G: u- |9 |* Q8 Q3 ^5 R7 Y" X6 J P' S* X* S) O3 d/ Q3 G; E0 {) t* t% d/ f5 t: l# x1 _3 ^* n$ v% Q# S1 v8 S% ^7 f4 e' i, I W0 b" D2 K' f2 y* z1 K$ P f: C) u7 i2 U5 j: E7 j/ B1 L; n; ~+ r) ^ s8 I6 [. f: b) s$ Z c, }; y$ G
    灰口铸铁的牌号、性能、组织及用途
    铸铁类别 2 G% Y: u1 a5 [0 C! `4 p* i$ \ 牌号 7 Z5 R$ I3 [8 w! \2 M铸体主要壁厚
    mm     , S* c% T+ N) ], z) N+ N     		试体直径mm - @! z4 n) c0 ~! P 抗拉强度 $ o2 k2 i1 v7 F6 Y# Q 抗弯强度 - s% d+ \9 q* }4 o7 F) G, c 挠度支距 . {5 e+ M# m2 z 抗压强度 $ I z! g+ A$ G7 _3 `7 |* m; a9 _ 硬度HB $ A9 o: u! b# T# W显微组织 + a) U3 B1 P7 j4 [& W7 t 用途举例 9 M& C" A+ b0 f$ @" f
    不小于 4 V0 @: c* B& S8 w' n F4 [ 基体 - {# b1 P9 w' C4 R- n石墨 ' e. f9 q, v5 `0 L- ~
    铁素体灰口铸铁 1 b+ R- a% ^( }HT100-260 ' n- `' B% K% c( N6 u5 [3 @ 所有尺寸 ; ^" O- Q- Q- |2 L. B" ]1 Q 30 , l: y. ?4 e; x: y9 K$ [% {3 |100 % d6 ^0 N& L1 j# ~, Z 260 3 o# c. R7 T& h: {- \3 { | 2 * y2 t6 Q5 M) C: \5 |9 B, d, m 500 " v y- ~8 Y9 w% f6 x' f- v! n143-229 ; `, y( d9 R& T% B F+P(少量) " h$ k) P7 h7 c3 u% s8 {6 j粗片 4 Q: M" u9 j1 Q* A% r, _0 c4 U 低负荷和不重要的零件，如盖、外罩、手轮、支架、和重锤等 ) v% x. k& Z! ?. Y
    铁素体--珠光体灰口铸铁 9 P3 h0 ^& H; o; { rHT150-330 7 X; V1 t( c* `/ _5 F4-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     ' U0 b% Z/ O2 L/ o! a    		13
    20
    30
    45
    60     ; Y4 k- N5 o* f- S1 \) E    		280
    200
    150
    120
    100     7 i) v+ k d7 Y6 m& B* Y     		470
    390
    330
    250
    210     0 E0 h9 u: A0 p; x9 ^2 l' X    		1.5
    2
    2.5
    3
    4     $ H$ H( z+ q1 F+ e6 X    		650 & \6 l% G, }! y9 L0 I170-241
    170-241
    163-229
    163-229
    143-229     * B4 q( g5 A! m     		F+P T+ P! a( \2 m 较片粗 & c9 r. [. T* c, E3 f! t0 U 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 ) `' q# ]; x& |+ q3 g2 x- b! b
    珠光体灰口铸铁 $ [2 p: P) Q9 b# h+ \9 A0 Y HT200-400 0 |2 l9 G6 c: q7 j n 6-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     7 A F( T" j" ?# z* q0 o    		13
    20
    30
    45
    60     0 P3 X# H7 z$ A/ I$ M; A* u2 m4 m    		320
    250
    200
    180
    160     ; b9 @$ ]2 m- W' V     		530
    450
    400
    340
    310     % c4 r& j% y) }9 L, \! C/ i) B     		1.8
    2.5
    2.5
    3
    4.5     X. e" w# b: b; g% s     		750 5 f! W9 x2 X, @% p187-255
    170-241
    170-241
    170-241
    163-229     0 p+ c) ?0 n/ n6 I5 S3 ^& i     		P W4 q1 n5 ^- L% k7 C中等片状 - P/ P+ T7 a: @0 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 8 u! ^5 Z7 t' H9 }
    HT250-470 6 k; `4 N# M" O6 }; W* _>8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     9 J' F1 p* n/ f* U; D/ l: W8 `: G     		20
    30
    45
    60     $ }0 r( x8 _ Q3 l- ~$ z+ i( U    		290
    250
    220
    200     6 w' d7 w/ \$ C( r3 S( j# }    		500
    470
    420
    390     , X# A, f2 u: S/ A+ B+ T    		2.8
    3
    4
    4.5     & C" v2 S4 @1 ]; D, T+ H: M     		1000 ! @: g( B! \( G! a$ k1 N2 D* I187-255
    170-241
    170-241
    163-229     . n$ t8 M ?2 x# Z, c     		细P ! `8 Y7 T, L8 P, Z4 A较细片状 ! `: J$ g0 L! d6 W7 d5 v5 t
    孕育铸铁
    % }4 }% @ o( X     		HT300-540 + Y% m' x* i0 G4 f. i 15-30
    >30-50
    >50     6 ^- ?/ s# ?0 b2 |4 W! w. A" X$ `8 x    		30
    45
    60     5 A, g. W& U0 I% e     		300
    270
    260     ) ]; U* ~+ O2 i' k3 Y+ u6 i     		540
    500
    480     " k T; I1 X0 ~/ o, P0 d     		3
    4
    4.5     1 L9 X3 O- Q1 F- [& w    		1100 * `5 g1 X" @4 G3 U, M3 a' h# W5 g S 187-255
    170-241
    170-241     ) e2 W/ i) F( O0 W$ l. X    		S或T 6 r- H* I9 ^2 `) A) F" _1 C 细小片状 ! D% y# B5 Z0 J5 {: {7 K8 [ 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 r$ _" o- F" s; b2 p% f3 w% ~" T+ u$ \
    HT350-610 . y- _2 D! l b r# K& L15-30
    >30-50
    >50     " q( z4 e7 H+ d. a    		30
    45
    60     7 m# C: |8 C9 D% N" M     		350
    320
    310     ! R! [( y) E( Z: w# D     		610
    560
    540     ; W9 U& k5 w; R$ w, h0 A    		3.5
    4
    4.5     " O7 N v) i& j( K4 E9 W, z    		1200 % d$ C: j% C8 `/ l: M 197-269
    187-255
    170-241     / n/ ~! S% N' v; F! p, X9 `/ H) M
    HT400-680 3 u/ `' a! c3 _' {1 P 20-30
    >30-50
    >50     7 ?# @# p* b5 ?( }% F7 e- j     		30
    45
    60     0 f9 V2 z/ O+ [1 \    		400
    380
    370     ' h& @, s+ a- c* V8 K6 Z5 m4 H     		680
    650
    630     2 }5 d6 L# k4 O    		3.5
    4
    4.5     , N% x4 g6 K! N1 w' m0 P    		207-269
    187-269

    # s) X7 x3 s) i0 u+ [
  • 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。
    9 D$ [6 a( c9 Y$ ?) M+ O. l z
    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。
    ' }" Y' K; _2 q; e. _, b+ s
  • 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。
    ( J2 b7 }/ e: I' O
    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。
    9 g5 X* l& s7 k# u4 \ 4 h/ A Q1 y0 B! W$ s# [- E" n# F) n! v o3 t6 G$ K4 I6 l+ ?$ N* @. e8 ]7 C6 @1 x" h0 Z, I* b. x# A' b1 F9 Q6 Q! J! }: d' h4 v6 u' i2 R5 t( Y2 D* g( t7 O6 a$ O+ x( h' O% ^. _! a D4 ]/ m8 x: H6 Q$ r% d: \: ^+ Q& ~3 R% P; e1 ^( K1 v- {8 r8 q9 T( t" M! c3 y* A' s+ y' A- [, ?4 n1 j, c% P+ B1 D4 U9 ~; a& N- s# t1 _* a2 T
    球墨铸铁单铸试块的机械性能
    牌号 ' Q! ~2 e/ P( ?6 |8 ? 抗拉强度sb
    N/mm²(kgf/mm²)     ( v$ x4 Q2 ]. H5 A6 ]4 \     		屈服硬度s0.2
    N/mm²(kgf/mm²)     `( l; {9 V. z0 k) t    		延伸率d% d6 N# {- G' B1 x1 S. d1 g 供参考 ( D: N& D/ h7 B1 L8 R o. y5 z
    最小值 : a) D: V9 y. Z( Z, C$ v$ K 布氏硬度HB / L' P! e4 J1 I1 A4 N主要金相组织 0 l+ b( ?" a2 G
    QT400--18 4 L. `% v5 O% i 400(40.80) 8 G1 A2 }& J+ N2 l: d! E \250(25.50) 8 O9 x. ?8 q- X& ^' n 18 4 K3 P; Y1 n M0 ^ 130--180 4 S% r8 K5 F' H! v6 t: O' J铁素体 7 Z3 d+ x; N" h3 |
    QT400--15 8 P: [9 L8 i3 P; a400(40.80) & S9 K5 _: I* j( {+ k0 C5 ? 250(25.50) $ O: [2 B" E/ t: p' b4 g/ ~12 . k' n+ e& C: T, e! [/ n" D130--180 4 y+ B8 V# B+ ]; w0 a. D1 g 铁素体 " v- |# K, p9 q' b$ K- E
    QT450--10 6 O0 Y9 l. [& F/ \1 d9 W- t450(45.90) ! ?5 p% _9 d8 r: a/ ]9 B+ G1 s 310(31.60) [+ W3 T' B3 v7 Q% K3 j% ? 10 5 U5 m, e# A# `/ y- k 160—210 ! v- Y" V% d' N# k6 G 铁素体 7 R* t; a& _, _: L2 F
    QT500--7 $ f5 ?4 a) L% f, `9 ]- ? 500(51.00) 3 i2 z" L9 N% a 320(32.65) - X7 B. {8 d }, q 7 " S8 {, l8 k2 _' `170—230 5 k$ Q) k& v7 H铁素体+珠光体 " U( D4 `% N$ [
    QT600--3 0 |. S# L: h& k9 F+ `600(61.20) $ E& u/ s- _# d' J- @+ C% G 370(37.75) # f5 F' z8 r. e# L' _ 3 2 l- w/ H& U+ Z: f0 }8 y190--270 + F1 G- w% j4 s 珠光体+铁素体 / ^4 P( f+ \5 L
    QT700--2 9 ^+ @) R3 }; t7 |+ T700(71.40) + I6 J+ B+ E# V! \9 O420(42.85) ( J6 J, R) a) [- B$ c- x2 . @4 E) a) t) C# X! d1 q5 K; V 225—305 ! E1 ?8 o$ W* n: x* X珠光体 + U: S) m( u2 |+ p f0 b
    QT800--2 9 E+ n8 ]) w! L/ c8 \800(81.60) " v6 V$ p' V: A1 M% l8 c4 V) c 480(48.98) % f7 g2 W Z- p4 a% x* T# Y+ q" I 2 7 u$ W/ k% c" p/ C 245--335 " G8 f7 p) }) o珠光体或回火组织 3 J* ?. p; Z6 y+ t$ S1 d( B% H; R* N
    QT900--2 % ^# l! R. ~- {- c+ J+ A0 |2 B8 p900(91.80) / I. D( u# | g, i* x600(61.20) 8 \% G. }+ y' G2 # w& T4 T* B, d; T( d, p' m 280--360 3 T- S/ C- W( S; w贝氏体或回火马氏体

    9 y! `; j; M; s9 k& 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。
. K$ E+ v3 R+ y j8 F
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