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生铁、铁合金、铸铁
查看次数:537   更新时间:2009/11/27 16:53:15

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。

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。

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。


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。

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。

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


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。

 铸铁名称,代号及牌号表示方法
 铸铁名称  代号  牌号表示方法实例
 
灰铸铁  HT  HT100
 
蠕墨铸铁  RuT  RuT400
 
球墨铸铁  QT  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
 
耐磨铸铁  MT  MT Cu1PTi-150
 
抗磨白口铸铁
抗磨球墨铸铁  KmBT
KmQT  KmBTMn5Mo2Cu
KmQTMn6
 
冷硬铸铁  LT  LTCrMoR
 
耐蚀铸铁
耐蚀球墨铸铁  ST
SQT  STSi15R
SQTAl15Si5
 
耐热铸铁
耐热球墨铸铁  RT
RQT  RTCr2
RQTA16
 
奥氏体铸铁  AT  
 


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。

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。


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。
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  用途举例 
不小于  基体  石墨 
铁素体灰口铸铁  HT100-260  所有尺寸  30  100  260  2  500  143-229  F+P(少量)  粗片  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  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  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  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  >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  细P  较细片状 
孕育铸铁
 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  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  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。

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。

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。
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%  供参考 
最小值  布氏硬度HB  主要金相组织 
QT400--18  400(40.80)  250(25.50)  18  130--180  铁素体 
QT400--15  400(40.80)  250(25.50)  12  130--180  铁素体 
QT450--10  450(45.90)  310(31.60)  10  160—210  铁素体 
QT500--7  500(51.00)  320(32.65)  7  170—230  铁素体+珠光体 
QT600--3  600(61.20)  370(37.75)  3  190--270  珠光体+铁素体 
QT700--2  700(71.40)  420(42.85)  2  225—305  珠光体 
QT800--2  800(81.60)  480(48.98)  2  245--335  珠光体或回火组织 
QT900--2  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。

上一条:磨具分类及在金属加工工业中的广泛应用
下一条:减少电炉电极损耗的措施
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