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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。& t4 s4 X K5 E- o1 ?! t" S9 @( l
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铸铁的分类5 [$ ~* X. w! J% ~. y2 w
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一.根据碳在铸铁中存在形式的不同,铸铁可分为 ; @$ c: v) ]% x! a4 q5 y! H
1. 白口铸铁' ?$ t- t+ t' s1 e8 N, \
: D- u, B7 I! `; F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。 % ` z2 Y( n' n1 ]4 y) X: S+ N+ [
2. 灰口铸铁1 H, k# E/ ?8 Z! Z0 o! r
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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。
' m5 | `% F/ ^' R/ i: G6 P3. 麻口铸铁
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) T6 D, }: p J& c9 Y# M0 p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。 6 ~4 t1 v2 h! W/ b0 {7 d
$ d: Y* u" |; o二.根据铸铁中石墨形态不同,铸铁可分为 ; \$ n6 [( K# z! Y
3 @: `- V, Q+ S* ~% i1 }1. 灰口铸铁+ ?0 S: m2 Y$ [* K. h2 h
5 ?$ g1 W5 f% D* ~2 O: }9 u( N. ~铸铁中石墨呈片状存在。 " Y: F4 W, {4 _ t
6 @: y7 j. Q: U/ \/ W2. 可锻铸铁
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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。
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3. 球墨铸铁
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# {8 j' H" {7 w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。2 m. f2 }+ I6 R, B) l% y) g
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铸铁分类及牌号表示方法
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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。0 m0 d5 |( _! P: C( v8 R( t+ G+ w) }+ S
6 t, S( ~. {% ~铸铁牌号的表示方法:(根据GB5612-85), L. D: D* n$ E$ x) G
: L. S, p5 I1 B& ^0 w' {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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铸铁名称,代号及牌号表示方法: C8 o" Q9 F1 m- X( D& w8 v" b0 c0 F7 _
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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。( }, f7 e* y) L. T; L4 @: y
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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。$ o4 r& B' t( D- m @! E( v/ s
% b4 K8 P0 p& w1 b4 Q各种铸铁的用途
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白口铸铁
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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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% C& }/ t; g' o$ I* k6 f4 M灰口铸铁' v) L* U* R3 ^$ j! ]% N
% m: ^ h7 J7 C% M, o- t3 ~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。0 q# p, c- W3 u% J! N k
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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。
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( c+ H* W4 ]( X* _" p- `+ A. E9 O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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可锻铸铁
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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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2 q" l$ ]' z9 ?9 D6 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。9 l0 ]9 V% B( j& P6 O$ Q4 M8 B
; B4 \4 U) N. V ^2 t! g' n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。$ v# C3 z5 y; M% Q7 x% u' n4 l
5 S% H" H$ F) [# H: I球墨铸铁
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- l9 |+ O8 I) H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。' A, D5 ]* {- ^. H
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