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

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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。 ) S; B" |6 ?2 j3 l0 ?

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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。
   
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。
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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。
   

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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。


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铸铁名称，代号及牌号表示方法

铸铁名称	代号 |9 ]# @5 ^* A/ s) D+ q' U G! Q4 g, u	牌号表示方法实例
灰铸铁 ' b1 {8 p& T+ T5 g- E0 p$ \& J	HT & k; u) K* h G4 }" v/ j0 O, ~	HT100
蠕墨铸铁 7 z" e- G8 ?9 M- I7 _	RuT $ N( J w0 X2 G	RuT400
球墨铸铁	QT	QT400-17 0 y( u. q, q1 I1 E. U& x
黑心可锻铸铁 白心可锻铸铁 珠光体可锻铸铁	KHT KBT KZT % I8 s- m- h: C. u	KHT300-06 KBT350-04 KZT450-06 , p# f: [* o, d- \
耐磨铸铁	MT ) j" U& z- C' ~" x! D	MT Cu1PTi-150 3 L+ p( U' N3 @* |
抗磨白口铸铁 抗磨球墨铸铁 - j6 @4 _: V; A: Y1 g/ D0 k4 l+ \	KmBT KmQT	KmBTMn5Mo2Cu KmQTMn6 7 F1 }. u5 M9 M- f4 t% e, O2 H
冷硬铸铁	LT	LTCrMoR ; P) I8 ?/ v m6 w/ ?9 R
耐蚀铸铁 耐蚀球墨铸铁 ( L8 U) d: U) [. P2 l/ D5 f; l	ST SQT $ a I# Q/ ?' O @/ w e% {1 h9 u	STSi15R SQTAl15Si5 + B" \" O9 L2 p/ W) O
耐热铸铁 耐热球墨铸铁	RT RQT 2 F: [0 Z; n6 F+ Y	RTCr2 RQTA16 ; d9 {* U, m6 q5 y
奥氏体铸铁	AT / z ?/ Q, @+ Y$ m- Y

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铸铁

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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。
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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。 0 a6 {9 A; m# Z8 ~$ j2 G' i; b

• 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。
  
  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 / J/ g$ X1 v8 M/ n5 g1 \7 x9 N" |& m: e	铸体主要壁厚 mm ) R% {6 x% y% g- M( E	试体直径mm	抗拉强度 ' h3 ?; F( Q& w* c	抗弯强度	挠度支距	抗压强度 0 G0 l! g* B) S2 f3 ^* C. `	硬度HB 0 m% I+ ^: }: |" t$ A& D7 ?	显微组织		用途举例 2 y \- f# R# a+ J6 e; D
  				不小于					基体 7 E8 K P* S. g7 N/ i	石墨
  铁素体灰口铸铁	HT100-260	所有尺寸 " }' R4 W" X9 ?/ ~	30	100	260 7 G5 m" a1 L6 C	2 " s! \) _* Z2 O% V& ?. K: h' }" r2 _	500	143-229 5 h0 d+ Q. p; b& Y% c	F+P(少量)	粗片 0 {$ t2 l! \0 _- @$ @6 s4 F! u, E	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 " j' o3 D6 j3 Q6 f! y/ V) u7 K	HT150-330 / q0 v, f) r5 j, }	4-8 >8-15 >15-30 >30-50 >50 ' }0 O* o$ F E8 }8 ]	13 20 30 45 60 - G( \4 u! Q; {	280 200 150 120 100 : v y% S: J5 p U/ p	470 390 330 250 210 # U; S" z" A4 L) [3 t/ f	1.5 2 2.5 3 4	650	170-241 170-241 163-229 163-229 143-229	F+P , F X5 Q9 @8 U$ ]! i	较片粗	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 # |/ Z/ @" V+ }	HT200-400	6-8 >8-15 >15-30 >30-50 >50	13 20 30 45 60 - ~3 A& T8 q0 W% B b! u2 g8 G7 d	320 250 200 180 160 9 T( u3 o2 ]/ k& Y8 I8 }	530 450 400 340 310	1.8 2.5 2.5 3 4.5 9 @& `8 [0 Y$ y$ U. n8 N# H4 j	750 0 n/ Q7 V4 z1 S2 Y	187-255 170-241 170-241 170-241 163-229	P	中等片状	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
  	HT250-470 : s) q( ~( P' Y0 E( f2 Y3 R V2 o	>8-15 >15-30 >30-50 >50	20 30 45 60 + M( S/ v1 l2 C4 H$ n9 `* ?/ Y	290 250 220 200	500 470 420 390 , |; m9 z9 h0 b0 H/ g	2.8 3 4 4.5 ; r; ~* }" X3 v. F7 Y	1000	187-255 170-241 170-241 163-229	细P	较细片状
  孕育铸铁 0 Q/ N2 {# g" H- W	HT300-540 1 I9 d! D9 R8 o( G- @	15-30 >30-50 >50	30 45 60 + p3 a! Q6 M4 M, \# C	300 270 260	540 500 480 - E' R* H0 x) y( K' N6 D	3 4 4.5 7 b2 m4 x( E& b7 d1 E	1100 4 e0 u: G' Q. `/ ~, [	187-255 170-241 170-241	S或T ! g. Y/ x" T( _+ J	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 & T r9 J5 D5 Q- j7 [% Y- E& M
  	HT350-610 6 x4 }6 J& v4 D+ s	15-30 >30-50 >50	30 45 60	350 320 310 ( q& J4 ] @: H. Z: S% ?# T	610 560 540 - U5 d1 t+ N- ~; R3 L) \4 c8 I s	3.5 4 4.5 7 }1 g6 }& O5 U	1200 : l; v0 k0 ^: f% l7 f	197-269 187-255 170-241
  	HT400-680 2 o* K' Z/ A. o: E	20-30 >30-50 >50	30 45 60 . x5 K/ ~' j" L/ P# L$ k	400 380 370	680 650 630 $ n+ _' G2 u2 c+ c/ H: {8 w' s3 I( F	3.5 4 4.5		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。
  
  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)	屈服硬度s0.2 N/mm²(kgf/mm²)	延伸率d% " ^6 F" D2 K4 {- x: }( D	供参考 " a! v& ^; k4 |2 w) V3 B8 y$ M8 V! k
  	最小值			布氏硬度HB ' O$ ~! r/ _2 W" D( M0 G% d2 c	主要金相组织
  QT400--18 2 M2 P0 G/ f* r9 v! ~	400(40.80) 7 ]0 [; `% `4 [	250(25.50) 2 a) G3 I8 Q$ R' @2 f- J f# `	18 9 n0 ]% R! n$ O2 e& t$ f	130--180 ; v) r. z4 R' i+ [; G7 D- ?- b	铁素体 8 c5 P$ l' X W4 ?& O5 z
  QT400--15 $ P3 w, J1 ^% }+ a7 z+ ?	400(40.80)	250(25.50) ! i! C' O0 q7 t/ N& S1 D. Z2 f	12 ; o% \9 N4 N7 h3 d% K; q# R1 `& s	130--180	铁素体
  QT450--10	450(45.90) 3 C V7 t v# C" t! v! A8 ?	310(31.60) 9 B2 H. T. f) C8 ?	10	160—210	铁素体 . t3 t* ]$ v- r3 L# V# |+ K
  QT500--7 2 ?6 R# ^0 W8 h/ Y2 b! w	500(51.00)	320(32.65) / L; w1 z$ k' t9 U3 t2 C: P5 q! R	7 - u! L0 g- r- ?9 n) b1 r	170—230 " ]4 U7 C8 |) E' w0 F7 O	铁素体+珠光体
  QT600--3 * @/ [ T4 x1 v	600(61.20)	370(37.75)	3 ) ?* `* a# o6 t5 Y7 ]0 j* v	190--270 ; M8 g1 e1 L" s/ @/ x! ~	珠光体+铁素体
  QT700--2	700(71.40) & _6 a$ @- Y5 V0 x1 u9 C+ L5 `( X# k	420(42.85) + `8 Y5 W, u! G8 x9 ]- y4 ?	2 " f( @# u$ k" v0 W1 L& v	225—305	珠光体 3 ~( i/ ?- W! ~6 l" ~. k- U
  QT800--2	800(81.60) 7 k# Q' J) |) t( k% w- G	480(48.98)	2	245--335	珠光体或回火组织 " V& c- E& ~+ q) ?& ^: H% j7 @
  QT900--2 - O: Q9 m( U Q( m2 _/ ]! S3 U' h	900(91.80)	600(61.20)	2	280--360	贝氏体或回火马氏体

  
  
• 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。