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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。
6 R( i6 |7 H! y
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。
9 D# n' N% W+ A

1.生铁


1 N' b `$ S \7 |8 y9 h" {
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。 |- B) W2 E( g5 T

    ) L! g/ t, [0 N3 f# Q
  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。
    3 W- h) U, R! F' c
  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 \2 j1 X, w( _9 @; N! o$ l1 ?" z& Q) ]
  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。

2 l X3 F! m% }

铁合金


1 e# b/ @& U' M& w7 w
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 s* _2 l# b% V( ?0 j9 ?. H
5 O, q5 t+ [, @6 x* G
" ?3 e ^, x/ D2 L- C& U" r. G1 w7 b$ `5 y/ X1 @1 D+ q; |( ~7 |! V9 C% d, I& h5 I ^0 ~; k; D9 S _3 d0 ]- x/ |* m2 m6 O0 x6 b- Y& @3 ?# v' N0 z4 o% D5 r1 F/ q. T5 a/ a) r. _% l6 B; K7 Q: f* ?7 K& O( h; K' a) D) `0 _1 K# K' M: y3 V' x v; l5 O2 c" ~, O. p H0 |* Z0 s, t7 X. O/ o6 f1 c4 e; `8 q: p3 k) U0 I [& k$ V$ ]+ G7 C! |4 e
铸铁名称，代号及牌号表示方法
铸铁名称 " k* F( c; r( \5 z/ D4 o* B- u 代号 5 q0 a& \) d+ m2 }) y 牌号表示方法实例
 ( G4 s; x# h3 `
灰铸铁 ( C( Z9 L4 K& f/ N1 w3 I) N; r8 A. [HT 4 D7 T1 s) A, T! c: F* ?8 ], v9 lHT100
 + j3 A. Q7 U! G& h
蠕墨铸铁 - w' D+ T- g& q0 i, e/ sRuT + B% c% l1 ?2 t( ?; s RuT400
 , n9 [' S* g- Y* e$ {
球墨铸铁 ( i; Q& ?. F w4 T" s( y8 S7 U4 G5 kQT + r1 \# i4 I8 G QT400-17
 ! s- w& m6 R' i3 [" r5 y! Z6 _
黑心可锻铸铁
白心可锻铸铁
珠光体可锻铸铁 6 ^/ a, U5 Z6 L3 A 		KHT
KBT
KZT ; w5 d3 N* p* [3 o; h8 F		KHT300-06
KBT350-04
KZT450-06
4 m) j6 F y9 {* `8 `( g
耐磨铸铁 - _- N7 ^1 {1 B1 l2 A& y; e) c; iMT * T" A, F/ u3 O, V2 r3 ~! P, O; j MT Cu1PTi-150
2 D2 g8 m) {/ }# h3 G
抗磨白口铸铁
抗磨球墨铸铁 2 F/ a% t: Z: @' k 		KmBT
KmQT . q- R( U2 g& z6 U( n2 |		KmBTMn5Mo2Cu
KmQTMn6
 5 s( f# G* Q& i: x; m/ X8 U
冷硬铸铁 8 Z& Y/ M0 ^" q4 n" R5 ~% nLT ) {2 C2 E3 N" W. ]$ P3 s7 M2 s; M LTCrMoR
5 V" ~9 M) s4 g; B4 }- Y+ p/ S* F
耐蚀铸铁
耐蚀球墨铸铁 $ ]! c2 A& g, w, J 		ST
SQT 1 O* Q. l: F! ~% @		STSi15R
SQTAl15Si5
 : x" |# H2 ]1 d( z
耐热铸铁
耐热球墨铸铁 Q2 ~6 G6 a, O+ V/ I; X 		RT
RQT ; G& n: ~ W: |/ Q/ F 		RTCr2
RQTA16
4 n. ?" f4 ~; {- s% I! X x, e( r
奥氏体铸铁 % ?- G6 `. {2 C5 o/ TAT ) F+ e: k: _3 \* u2 d. Z$ ]4 {  

; @% |9 W5 ?9 j, M: g: E V( l

铸铁


, t* S) E/ V" n$ |+ P
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。
; l/ \3 P3 s* f3 G. @: a
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。
$ A2 V' E) l5 f& x8 G* C
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。
3 _3 o. V3 R1 K9 @' ~5 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。 5 a2 E' s* q# U' O

    { o: G+ M, v: ]/ S9 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。
    8 A6 q# q6 W6 n0 X) d
  • 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。
    & U# L1 B" t9 `
    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。
    1 j/ I. s* p" k, P" D# p5 G B
    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。
    2 g, N. [8 n" w) x+ d, ~. j! d% p1 u9 X2 V/ c: ]4 k3 W( s2 K4 {- `. ^& B; I5 ~- J8 c4 f3 N/ `" Y Z7 e8 u6 Y8 G z; a9 H( r, D7 V% o7 x7 Q' I2 I" C T9 t! A( Q+ {' q7 i, }5 K2 t4 @. F) R7 G4 I& o9 l3 h, g' M/ W& v3 Z' i; y1 N% f! q2 O8 m( X4 p4 L1 I- x3 Z* B5 N# s2 ~/ n* V
    灰口铸铁的牌号、性能、组织及用途
    铸铁类别 6 |* c) x& C4 ^5 H6 b& R' V牌号 9 ^; m9 j, m. B 铸体主要壁厚
    mm     " m) {: J0 x: }* L* A' o6 c, l     		试体直径mm ' x* m7 @5 ]; f7 z l4 X# T D0 z) a! e 抗拉强度 9 |) B+ u% e' O. T! G抗弯强度 - a5 E! A- O9 j' U, y 挠度支距 " M; W+ J$ ]1 t 抗压强度 0 I7 M5 s( ]& ], D- e4 a0 l 硬度HB 4 o( R* h# @5 x6 a i6 G 显微组织 - V7 I- M% [5 p; s( v0 w用途举例 6 s1 t8 [, a6 X' E* [6 o8 b
    不小于 3 G: E' _ A' ^5 ?" z基体 ' x4 A6 ?& O, O! _9 p4 z2 @' s石墨 9 S O% i! f$ J2 T8 D- E* f
    铁素体灰口铸铁 : Q1 H1 Y! I1 f7 z9 kHT100-260 , W- i/ j. t- P4 S; c/ i7 c所有尺寸 ; h) [1 _, r; W$ W' N 30 ; @2 R' }' C8 C100 ( y' Z: X' S( T7 q260 + c: j# j2 ]# [. A2 0 V3 _; U; y! O# Y) y; F9 v# H3 { 500 6 L# K" N G2 j# K! k0 a: D 143-229 * z" @& H/ B5 P# t* @# f# q F+P(少量) : [' g; t1 I6 D* A) P% S9 G粗片 8 Z6 |* G2 g3 a2 O0 b低负荷和不重要的零件，如盖、外罩、手轮、支架、和重锤等 ' b' |9 @$ }: ^8 i
    铁素体--珠光体灰口铸铁 ' X( b9 }: O/ n' h' CHT150-330 0 E, k1 K9 i3 @6 h- | 4-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     5 p' |' s: N3 Q) R* s9 E     		13
    20
    30
    45
    60     ' Q% ~ G4 q* k2 y    		280
    200
    150
    120
    100     ( ~. {9 ~/ o) Z4 [. U, N3 G4 K- a: v    		470
    390
    330
    250
    210     / q( `, I( G, O6 \' B" ?     		1.5
    2
    2.5
    3
    4     9 e/ V0 G( A/ x9 X- Y    		650 3 U% h t1 j. U 170-241
    170-241
    163-229
    163-229
    143-229     7 R* \' O- E( ?6 P1 a+ m0 R: s+ g    		F+P 1 ]$ g6 t. R9 n- c" \ 较片粗 * `' J& n% W2 r8 e& ~ 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 ! w9 p& |/ u' [0 Y$ _3 Z3 L
    珠光体灰口铸铁 " O a0 X: d9 m, f. Z% o HT200-400 2 `. ]1 O# W) Q) m6-8
    >8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     * R6 y! O5 Q% }* I: T# M    		13
    20
    30
    45
    60     5 M! Y, N+ O; G6 f) _) q' M    		320
    250
    200
    180
    160     ( s+ D1 T) @3 o M" x+ }     		530
    450
    400
    340
    310     ' d$ {" k- m" O4 q1 W     		1.8
    2.5
    2.5
    3
    4.5     : s) v* v, ~( ~( C$ ]    		750 : x0 H3 w( B. i; Q 187-255
    170-241
    170-241
    170-241
    163-229     8 d( k/ D# {2 f9 G8 F    		P 9 L* T8 M5 N; h中等片状 / [3 P* q* d$ `1 h' L& t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 ' r- I+ J7 z2 M+ ?
    HT250-470 w* \: e0 F! V: T+ N% A>8-15
    >15-30
    >30-50
    >50     ! R( ?! |: K9 v! r' t     		20
    30
    45
    60     , T' N c: ]. k6 ^8 Z     		290
    250
    220
    200     ; A# f5 S. v( @' _    		500
    470
    420
    390     3 o% q: m3 k" q) [. K8 E* ^2 ^5 y    		2.8
    3
    4
    4.5     ' u1 b, j6 h! x( {2 V     		1000 8 Y9 l1 U; G9 ?4 c3 U 187-255
    170-241
    170-241
    163-229     3 R: P% w f7 W7 u Q5 T    		细P & h' s% \& o; e( u# h0 D 较细片状 4 V: u: Q! e- \& j7 q* p# u
    孕育铸铁
     2 w; C: e0 p/ E* K2 `    		HT300-540 ) D7 P; l9 u' n2 q Q* v* X! r 15-30
    >30-50
    >50     : Z; `8 D5 l0 `4 O( b1 g8 _    		30
    45
    60     0 s/ x+ t) F& Z) W, }3 G& `% ~: n     		300
    270
    260     6 j7 Y/ n z. C. z4 G     		540
    500
    480     6 r; c. y3 K9 _2 T, }4 g, q: S" N0 {5 ?    		3
    4
    4.5     1 u9 G1 u3 A( N     		1100 8 i( G; H! b' A# s" a* ?9 K187-255
    170-241
    170-241     + W$ t% n8 o% @3 T% A; p    		S或T & b( \% |8 [( w# ]细小片状 2 ~7 x5 U! `8 u6 m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 o, W& Q4 f4 x$ R' Q: i# q
    HT350-610 0 }5 [- h8 W; g# l3 i5 k0 k8 o15-30
    >30-50
    >50     4 b A* O" j! U5 b7 k. K     		30
    45
    60     $ g8 F. o, ^( z4 K. \! c5 P3 l% r    		350
    320
    310     ! A$ l% ?* X6 h" N8 t; F    		610
    560
    540     2 D6 h; b' b/ o     		3.5
    4
    4.5     5 o! j P0 y5 s4 ^    		1200 9 Y; O, | C; V* ?8 D 197-269
    187-255
    170-241     ( {# h2 N& Q( `# Q
    HT400-680 ; ]" L6 {' G6 @$ Z 20-30
    >30-50
    >50     * j% ~1 r& p* j* l3 t/ b( W     		30
    45
    60     1 H7 ~7 {2 p) a# b5 _4 p     		400
    380
    370     5 x, ^* U* ?, Z( H7 l/ m% S) ?    		680
    650
    630     7 [ ^6 { ^' T# S1 P" Z2 b. u    		3.5
    4
    4.5     1 @# U" X6 m- \# o/ r) \$ V    		207-269
    187-269

    ! D2 w& I& I9 f3 }
  • 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。
    # N2 x! ?1 N( }; w! [ s: i
    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。
    0 \" H5 b1 s1 D0 c: 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。
    3 j+ G6 |. G9 o }1 N6 ~7 G+ @
    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。
    7 p( ^# x& O% b2 i) f% d3 w4 k% a( q0 G, T9 K. n7 I8 G3 k0 _- Z$ r2 o: I) z, n1 m6 R* [1 x% w6 E2 S3 g' W9 w1 W: S& b: a* U5 N7 p6 H# K9 e; e5 u3 J$ I2 w+ q7 f2 {, M% k" D \/ O' m j0 n: g1 c- B" A9 U1 ^4 a7 b5 {5 n1 ] k6 ^* P4 s2 f2 @: r; V2 B& v. L2 d0 Y9 G0 v( e1 k8 x- |9 Q$ E# Z# a1 o0 H: B- U `9 m# ^+ x. B _$ J L+ M, O/ m. @6 {( w5 l Z7 K8 f
    球墨铸铁单铸试块的机械性能
    牌号 8 O- B! V& Y1 G1 M' h6 g2 \" x- j4 F 抗拉强度sb
    N/mm²(kgf/mm²)     $ o# i6 R% i0 A6 k+ \" |% W/ A     		屈服硬度s0.2
    N/mm²(kgf/mm²)     2 `/ B# C! w* w7 p$ T; g7 B     		延伸率d% . g# P# [5 K# p' i+ L9 @# y 供参考 1 |) q, r2 p9 w
    最小值 / m, T) u0 D( p& H$ q9 E% _$ @) d1 C布氏硬度HB 1 u, G) ^9 @2 v# ^: b$ _$ _ 主要金相组织 `+ v6 |0 D& W1 L) N
    QT400--18 7 s9 J7 L, L# z400(40.80) 8 d# |# }7 C$ i5 Q4 r 250(25.50) " g1 X* A1 u0 q! ?0 |18 $ M4 Z6 O. y% n$ c/ W130--180 ) @9 @# U& g8 `& r6 Q7 p 铁素体 ) r; b0 R$ E6 W
    QT400--15 . B6 Z6 j. _. t6 Z 400(40.80) & }# ]. i' E% [1 f& ` 250(25.50) " W. d! x2 d, z( ^* U4 A5 f12 - m3 u6 s- r4 n9 M( b" T130--180 6 y/ L9 O+ c5 ~" M- V& t5 B5 E- j铁素体 * j _; J2 V, a+ ~
    QT450--10 ! g" N# ]4 r: ?2 O) F 450(45.90) , i8 T4 z, A8 i# H# M310(31.60) - Y. F' _2 q7 H5 ]1 C10 ' y2 r' G3 P2 ~" t% k, v5 h3 k 160—210 8 g) b2 u+ D9 _. O3 W9 r 铁素体 + `' o% ~( A& m6 L1 U9 c. c+ J
    QT500--7 - K3 N2 ^; l: k9 P 500(51.00) * ]6 \6 Y1 T# z8 l& v320(32.65) 4 B1 t# s# z6 V0 u* S: M) v7 ( O) }! N4 p: M 170—230 1 r0 U$ k( P, T; t. {铁素体+珠光体 ! Q4 p4 \ @: X V
    QT600--3 , t# z! k; D% c+ a+ X0 S 600(61.20) $ \* P& H2 L% m1 y2 A2 Z6 R 370(37.75) 2 u0 _" i* B3 X* x 3 2 k& I! {& D3 o9 Y3 } 190--270 # ? a; d$ R* ]7 m5 ^: ~珠光体+铁素体 3 p2 w& w7 j0 `( j$ N
    QT700--2 2 v' f1 ?* V2 x" M700(71.40) # A1 b0 V R+ c( y8 b* Q. h420(42.85) ' D. e+ P3 N+ b) s2 6 ~4 P1 u3 ~! {6 G" d225—305 7 i. E w- {* E0 ?, g0 D珠光体 4 T* d& T) H6 `( V u; }3 [/ m
    QT800--2 & R9 a1 `! X6 n! N) h800(81.60) 5 j8 v7 `1 C, [- _( i480(48.98) ( d* i: S8 k& f2 3 B/ o; @5 F8 f8 f# Y245--335 $ H$ N! j, g! m: a' o8 b& [( E1 b 珠光体或回火组织 # S- g( C6 |) N" X! Q, q( y
    QT900--2 5 |+ L! h. Y& ]( t( ?* X 900(91.80) 4 m( A0 z# T% ? 600(61.20) " J2 b+ R% }* f# \7 a0 H: q& p: a2 ) K7 \& S6 N9 |, `* p# J, A/ H 280--360 ' A3 T% N9 c1 N9 c+ ~ 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。
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