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铸铁是含碳量大于2.11%(一般为2.5~4%)的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主要组成元素并比碳钢含有较多的锰、硫、磷等杂质的多元合金。有时为了提高铸铁的机械性能或物理、化学性能,还可加入一定量的合金元素,得到合金铸铁。# U* K) t9 h% i4 h; B4 t$ n1 u
8 _ z* G/ a3 \. z铸铁的分类
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一.根据碳在铸铁中存在形式的不同,铸铁可分为
7 D/ F( F8 V7 ~- m% B1. 白口铸铁4 q# ~0 z+ V/ k# x V, T
3 b' Q7 o" o6 g碳除少数溶于铁素体外,其余的碳都以渗碳体的形式存在于铸铁中,其断口呈银白色,故称白口铸铁。目前白口铸铁主要用作炼钢原料和生产可锻铸铁的毛坯。
5 v" m/ X2 B7 g" d, X( S B1 C) G2. 灰口铸铁5 f0 }# R9 c2 b( q. p
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碳全部或大部分以片状石墨存在于铸铁中,其断口呈暗灰色,故称灰口铸铁。
+ d) u- n$ `( R% j; ~! r6 z1 O3. 麻口铸铁2 {+ ?4 P3 F: ~# d
( d" t4 C9 m& l6 w/ ~: c碳一部分以石墨形式存在,类似灰口铸铁;另一部分以自由渗碳体形式存在,类似白口铸铁。断口中呈黑白相间的麻点,故称麻口铸铁。这类铸铁也具有较大硬脆性,故工业上也很少应用。 0 R. H& q3 w: @% a
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二.根据铸铁中石墨形态不同,铸铁可分为
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: w1 f4 h, F) L7 s0 {8 n7 e4 i1. 灰口铸铁0 C; v; u2 A7 [9 B& ~$ D( s+ J
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铸铁中石墨呈片状存在。 : ~% l0 \" E( ^% m! v3 [+ N% T
" ~1 w: h. C% e. f/ L2. 可锻铸铁) O2 u8 u5 c. G& B/ q
5 w, @4 T2 m) ]; V& j J: d铸铁中石墨呈团絮状存在。它是由一定成分的白口铸铁经高温长时间退火后获得的。其机械性能(特别是韧性和塑性)较灰口铸铁高,故习惯上称为可锻铸铁。 5 W1 z1 P+ L8 ^
8 U9 Z. [ J7 R5 e& ]/ i3. 球墨铸铁$ Q/ F; q( A4 S7 X, o: Y
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铸铁中石墨呈球状存在。它是在铁水浇注前经球化处理后获得的。这类铸铁不仅机械性能比灰口铸铁和可锻铸铁高,生产工艺比可锻铸铁简单,而且还可以通过热处理进一步提高其机械性能,所以它在生产中的应用日益广泛。
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铸铁分类及牌号表示方法
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* @1 [ W" t( z7 R& G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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铸铁牌号的表示方法:(根据GB5612-85)
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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。
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* p4 B) P; Y' T* I. w铸铁名称,代号及牌号表示方法7 f5 \; D5 H- q0 g7 g
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8 e- L: t9 Z% E% o# @; n5 v" E! u注: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。7 W9 f' x w! \4 `* l) @
! g6 N' _0 S% ]8 I! @+ P% g8 T8 ^+ o$ O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。
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各种铸铁的用途
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- w) M& q- S X; g白口铸铁, @+ k* o7 [4 y; v9 J$ v
; \' I! y5 \; l) ~* W1 D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。
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灰口铸铁% j! f; @# G" ^/ m! Q
5 f' ]+ T8 v$ F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。
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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。3 W; D. w: x1 O, `: Y. z- A5 i6 k8 K
2 Q2 X# x. [- g0 _8 p* k+ E5 ^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。
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3 v. S& U3 n0 O2 V5 \ G+ S$ T可锻铸铁8 \5 U/ Z5 p$ K: N" A; \; z. P
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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。
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) z& K0 g* V+ B% e' u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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7 w3 e( C8 ^4 X- ^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。& b/ k; c* i4 b" z) ^
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球墨铸铁 i: N' O" ~4 c: x- `, ^7 J
: F4 [. S' a; B5 d* P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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