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生鐵、鐵合金、鑄鐵的區別

更新時間:2015-11-27來源:雅安長發
生鐵、鐵合金屬于爐料,即治煉用原料。鑄鐵是用生鐵(主要是鑄造生鐵)治煉后的產品。

    金屬材料種類繁多,習慣分成兩大類,即黑色金屬材料和有色金屬材料,黑色金屬材料包括生鐵、鐵合金、鑄鐵和鋼。

1.生鐵

    生鐵是含碳量大于2%(2.1%)的鐵碳合金,工業生鐵含碳量一般在2.5%--4%,并含Si、Mn、S、P 等元素,是用鐵礦石經高爐冶煉的產品。

    煉鋼生鐵:煉鋼生鐵含硅量不大于1.7%,碳以Fe3c狀存在。故硬而脆,斷口呈白色。

    鑄造用生鐵:鑄造生鐵硅含量為1.25-3.6%。碳多以石墨狀態存在。斷口呈灰色。軟、易切削加工。主要用來生產各種鑄鐵件原料如床身、箱體等。

    球量鑄造用生鐵:球墨鑄造用生鐵也是一種鑄造生鐵,只是低硫低磷。低硫使碳充分在鐵中石墨化。低磷提高生鐵的機械性能;主要用于生產性能(機械性能)較好的球墨鑄鐵件。

2.鐵合金

    鐵合金是指除碳(C)以外的非金屬或金屬元素與鐵組成的合金;金屬錳、金屬鉻兩種黑色金屬;錳硅(Mn、Si)Si、Cr)合金。鐵合金的種類很多,用途也較廣。鐵合金是一種爐料,用于鋼鐵及共它金屬冶煉和鑄造等用。用作脫氧劑、變質劑。以及作為合金元素加入。

3.鑄鐵

    鑄鐵是含碳大于2.1%的鐵碳合金,它是將鑄造生鐵(部分煉鋼生鐵)在爐中重新熔化,并加進鐵合金、廢鋼、回爐鐵調整成分而得到。與生鐵區別是鑄鐵是二次 加工,大都加工成鑄鐵件。鑄鐵件具有優良的鑄造性可制成復雜零件,一般有良好的切削加工性。另外具有耐磨性和消震性良好,價格低等特點。

    根據GB5612-85,各種鑄鐵代號,由表示該鑄鐵特征的漢語拼音字母的第一個大寫正體字母組成。當兩種鑄鐵名稱的代號字母相同時,可在該大寫正體字母后加小寫正體字母來區別。同一名稱鑄鐵,需要細分時,取其細分特點的漢語拼音第一個大寫正體字母,排列在后面。

    牌號中代號后面的一組數字,表示抗拉強度值;有兩組數字時,第一組表示抗拉強度值,第二組表示延伸率值。兩組數字中間用“一”隔開。

    合金元素用國際元素符號表示,含量大于或等于1%時,用整數表示:小于1 %時一般不標注。常規元素(C、Si、Mn、S、p)一般不標注,有特殊作用時,才標注其元素符號及含量。

鑄鐵名稱,代號及牌號表示方法
鑄鐵名稱 代號 牌號表示方法實例
灰鑄鐵 HT HT100
蠕墨鑄鐵 RuT RuT400
球墨鑄鐵 QT QT400-17
黑心可鍛鑄鐵 白心可鍛鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵 KHT KBTKZT KHT300-06 KBT350-04KZT450-06
耐磨鑄鐵 MT MT Cu1PTi-150
抗磨白口鑄鐵 抗磨球墨鑄鐵 KmBT KmQT KmBTMn5Mo2Cu KmQTMn6
冷硬鑄鐵 LT LTCrMoR
耐蝕鑄鐵 耐蝕球墨鑄鐵 ST SQT STSi15R SQTAl15Si5
耐熱鑄鐵 耐熱球墨鑄鐵 RT RQT RTCr2 RQTA16
奧氏體鑄鐵 AT  

    白口鑄鐵:白口鑄鐵中的碳全部以滲透碳體(Fe3c)形式存在,因斷口呈亮白色。故稱白口鑄鐵,由于有大量硬而脆的Fe3c,白口鑄鐵硬度高、脆性大、很 難加工。因此,在工業應用方面很少直接使用,只用于少數要求耐磨而不受沖擊的制件,如拔絲模、球磨機鐵球等。大多用作煉鋼和可鍛鑄鐵的坯料。

    灰口鑄鐵:鑄鐵中的碳大部或全部以自由狀態片狀石墨存在。斷口呈灰色。它具有良好鑄造性能、切削加工性好,減磨性,耐磨性好、加上它熔化配料簡單,成本低、廣泛用于制造結構復雜鑄件和耐磨件。

    灰口鑄鐵按基體組織不同,分為鐵素體基灰口鑄鐵、珠光體--鐵素體基灰口鑄鐵和珠光體基灰口鑄鐵三類。

    由于灰口鑄鐵內存在片狀石墨,而石墨是一種密度小,強度低、硬度低、塑性和韌性趨于零的組分。它的存在如同在鋼的基體上存在大量小缺口,即減少承載面積, 又增加裂紋源,所以灰口鑄鐵強度低、韌性差,不能進行壓力加工。為改善其性能,在澆注前在鐵水中加入一下量的硅鐵,硅鈣等孕育劑,使珠光體基體細化,石墨 變細小而均勻分布,經過這種孕育處理的鑄鐵。稱為孕育鑄鐵。


灰口鑄鐵的牌號、性能、組織及用途
鑄鐵類別 牌號 鑄體主要壁厚

mm

試體直徑mm 抗拉強度 抗彎強度 撓度支距 抗壓強度 硬度HB 顯微組織 用途舉例
不小于 基體 石墨
鐵素體灰口鑄鐵 HT100-260 所有尺寸 30 100 260 2 500 143-229 F+P(少量) 粗片 低負荷和不重要的零件,如蓋、外罩、手輪、支架、和重錘等
鐵素體--珠光體灰口鑄鐵 HT150-330 4-8

>8-15

>15-30

>30-50

>50

13

20

30

45

60

280

200

150

120

100

470

390

330

250

210

1.5

2

2.5

3

4

650 170-241

170-241

163-229

163-229

143-229

F+P 較片粗 中等應力的零件,如支柱、底座、齒輪箱、工作臺、刀架、端蓋、閥體、管路、附件等
珠光體灰口鑄鐵 HT200-400 6-8

>8-15

>15-30

>30-50

>50

13

20

30

45

60

320

250

200

180

160

530

450

400

340

310

1.8

2.5

2.5

3

4.5

750 187-255

170-241

170-241

170-241

163-229

P 中等片狀 承受較大應力、用作重要的零件,如汽缸、齒輪、機座、飛輪、床身、剎車輪、聯軸器、齒輪箱和軸承座等
HT250-470 >8-15

>15-30

>30-50

>50

20

30

45

60

290

250

220

200

500

470

420

390

2.8

3

4

4.5

1000 187-255

170-241

170-241

163-229

細P 較細片狀
孕育鑄鐵 HT300-540 15-30

>30-50

>50

30

45

60

300

270

260

540

500

480

3

4

4.5

1100 187-255

170-241

170-241

S或T 細小片狀 用作承受高彎曲應力及高抗壓強度的重要零件,如齒輪、凸輪、車床卡盤、剪床及壓力機機身和潤滑閥殼體等
HT350-610 15-30

>30-50

>50

30

45

60

350

320

310

610

560

540

3.5

4

4.5

1200 197-269

187-255

170-241

HT400-680 20-30

>30-50

>50

30

45

60

400

380

370

680

650

630

3.5

4

4.5

207-269

187-269

    可鍛鑄鐵:可鍛鑄鐵是用碳、硅含量較低的鐵碳合金鑄成白口鑄鐵坯件,再經過長時間高溫退火處理,使滲碳體分解出團絮狀石墨而成,即可鍛鐵是一種經過石墨化處理的白口鑄鐵。

    可鍛鑄鐵按熱處理后顯微組織不同分兩類;一類是黑心可鍛鑄鐵和珠光可鍛鑄鐵。黑心可鍛鑄鐵組織主要是鐵素體(F)基本+團絮狀石墨;珠光體可鍛鑄鐵組織主 要是珠光體(P)基體+團絮狀石墨。另一類是白心可鍛鑄鐵,白心可鍛鑄鐵組織決定于斷面尺寸,小斷面的以鐵素體為基體,大斷面的表面區域為鐵素體、心部為 珠光體和退火碳。

    球墨鑄鐵:在鐵水(球墨生鐵)澆注前加一定量的球化劑(常用的有硅鐵、鎂等)使鑄鐵中石墨球化。由于碳(石墨)以球狀存在于鑄鐵基體中,改善其對基體的割 裂作用,球墨鑄鐵的抗拉強度、屈服強度、塑性、沖擊韌性大大提高。并具有耐磨、減震、工藝性能好、成本低等優點,現已廣泛替代可鍛鑄鐵及部分鑄鋼、鍛鋼 件、如曲軸、連桿、軋輥、汽車后橋等。

    根據GB1348-88球墨鑄鐵牌號分為單鑄和附鑄試塊兩類;單鑄試塊的機構性能分八個牌號見表。


球墨鑄鐵單鑄試塊的機械性能
牌號 抗拉強度sb

N/mm2(kgf/mm2)

屈服硬度s0.2

N/mm2(kgf/mm2)

延伸率d% 供參考
最小值 布氏硬度HB 主要金相組織
QT400--18 400(40.80) 250(25.50) 18 130--180 鐵素體
QT400--15 400(40.80) 250(25.50) 12 130--180 鐵素體
QT450--10 450(45.90) 310(31.60) 10 160—210 鐵素體
QT500--7 500(51.00) 320(32.65) 7 170—230 鐵素體+珠光體
QT600--3 600(61.20) 370(37.75) 3 190--270 珠光體+鐵素體
QT700--2 700(71.40) 420(42.85) 2 225—305 珠光體
QT800--2 800(81.60) 480(48.98) 2 245--335 珠光體或回火組織
QT900--2 900(91.80) 600(61.20) 2 280--360 貝氏體或回火馬氏體
    除上述介紹幾種常用鑄鐵外,還有抗磨白口鑄鐵、冷硬鑄鐵,耐熱鑄鐵等。