铸铁的分类和化学成分范围.docx

铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中，碳含量超过了在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量，工业和生活用铸铁含碳量常在 2.5%-4.0%。铸铁是由新生铁、废钢铁、回炉铁、铁合金等各种金属炉料进行合理搭配熔制出的。铸铁的组分主要是铁，此外还含有少量的碳、硅、锰、磷、硫，也可根据需要含有其他合金元素。铸铁的分类方法较多，主要有：（1）按铸铁的断口特征分类为：灰口铸铁（灰铸铁）、白口铸铁、麻口铸铁。（2）按铸铁的石墨形态分类为：灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。（3）按铸铁的化学成分分类为：普通铸铁、合金铸铁。（4）按铸铁的共晶度分类为：亚共晶铸铁、共晶铸铁、过共晶铸铁。（5）按铸铁的特殊性能分类为：耐磨铸铁、抗磨铸铁、耐蚀铸铁、耐热铸铁、无磁性铸铁等。此外，还可按铸铁的基体组织分类（如铁素体球墨铸铁、珠光体球墨铸铁、贝氏体球墨铸铁等）；按铸铁的制取工艺分类（如孕育铸铁、冷硬铸铁等）；按铸铁的合金成分分类（如铝铸铁、镍铸铁、铬铸铁、钨铸铁、硼铸铁等）。灰铸铁灰铸铁（灰口铸铁灰口铸铁）：碳分主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色，基体形式为：铁素体、珠光体、珠光体加铁素体。灰 铸 铁 的 化 学 成 分 一 般 为：C2.7%-3.8%Si1.1-2.7%，Mn0.5%-1.4%，P0.3%，S0.15%。由于灰铸铁具有一定的强度和良好的减震性、耐磨性，以及优良的切削加工性和铸造工艺性，并且生产简便、成本低，因此在工业生产和民用生活中得到最广泛的应用。孕育铸铁孕育铸铁：仍属灰铸铁范畴，是铁液经孕育处理后，获得的亚共晶灰铸铁。孕育铸铁的碳主要以细片状石墨形式出现，基体形式为珠光体、铁素体。孕育前的铁液（原铁水）成分一般选择在位于铸件组织图上的麻口区内或白口区域的边缘地带，通常控制为：C2.8%-3.3%，Si0.6%-1.4%，Mn0.8%-1.4%，P0.15%，S0.12%。经孕育处理后的孕育铸铁，Si 常被调整到 1.2%-1.8%，共晶团被显著地细化，石墨的尺寸及分布得到改善，从而提高了强度，因此孕育铸铁又常称为高强度灰铸铁。孕 育 铸 铁 的 抗 拉 强 度 可 达 200-400Mpa，抗 弯 强 度 可 达450-600Mpa，但延伸率和冲击韧性仍较低，故常用于动载荷较小，静力强度要求较高的重要铸件，如机床床身、发动机缸体等。球墨铸铁球墨铸铁：是铁液经过球化剂处理而不是经过热处理，使石墨大部或全部呈球状，有时少量为团絮状的铸铁。但球墨铸铁经过一定的热处理却可改变基体的形式，球墨铸铁的基体形式为：铁素体、珠光体、铁素体加珠光体、贝氏体、奥氏体加贝氏体。球化前的铁液（原铁水）成分一般选择在共晶点附近，以不出现石墨漂浮为前提，通常希望为高碳、低硅、低磷硫，亦即C3.5%-3.9%，Si1.0%-2.0%，Mn0.3-0.9%，P0.1%，S0.08%。经球化处理后的铁液还需要进行孕育处理，以消除球化元素所造成的白口倾向，并同时细化石墨球，球化孕育处理后的球墨铸铁，Si常被调整到 1.8%-3.3%，镁残余量（Mg残）控制在 0.03%-0.08%，稀土氧化物残余量（RE 残）控制在 0.02%-0.04%，都不希望太高。球墨铸铁是二十世纪 40 年代末发展起来的一种新型结构材料，除有类似于灰铸铁的良好减震性、耐磨性、切削加工性和铸造工艺性外，还具有比普通灰铸铁高得多的强度、塑性和韧性，抗拉强度可达 1200-1450Mpa，延伸率可达 17%，冲击值可达 60J/cm2，因此已用于生产受力复杂，强度、韧性、耐磨性等要求较高的零件，如汽车、拖拉机、内燃机等的曲轴、凸轮轴，还有通用机械的中压阀门等。蠕墨铸铁蠕墨铸铁：是铁液经过蠕化处理，大部分石墨为蠕虫状石墨的铸铁。蠕墨铸铁的基体形式为：铁素体、珠光体、铁素体加珠光体。蠕化前的铁液（原铁水）成分的选择与球墨铸铁的原铁液成分的选择相似，碳当量一般控制在 4.3%-4.6%，同样希望为高碳、低硅、低磷硫，亦即 C3.5%-3.9%，Si1.1%-2.0%，Mn0.4%-0.8%，P0.1%，S0.1%。经蠕化处理后的铁液也需要进行孕育处理，主要是消除蠕化元素所引起的白口组织，并细化石墨，使共晶团数量增多。蠕化孕育处理后的蠕墨铸铁，Si 常被调整到 2.0%-3.0%，加镁钛蠕化剂时，镁残余量（Mg 残）控制在 0.015%-0.03%，钛残余量（Ti 残）控制在 0.08%-0.1%；加稀土镁钛蠕化剂时，稀土氧化物残余量（RE残）控制在 0.001%-0.002%，镁残余量控制在 0.015%-0.035%，钛残余量（Ti 残）控制在 0.06%-0.13%。蠕墨铸铁是二十世纪60 年代开发的一种新型铸铁材料，抗拉强度可达 500Mpa，比灰铸铁强度高，且比球