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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。7 u6 u( }; T# r) V1 y
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铸铁的分类 v3 Q! I5 U8 m6 i0 Z+ |9 n* j
, K( R# O& s( t p& b3 T1 {一.根据碳在铸铁中存在形式的不同,铸铁可分为
1 V. q+ }- ~8 x2 F+ R" m) n0 V: O @1. 白口铸铁
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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。 3 _- g# [- B/ {- `7 q9 d
2. 灰口铸铁) _, q0 Z; s" g" R& @
2 c, O# e2 ^$ }+ ]' f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。 2 c& Z' t$ N' i, N3 M+ |; k3 ^
3. 麻口铸铁
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! F. U5 ]8 H' @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。 ( c4 ^) b6 H* v6 z
; z( ]5 \0 k' J/ m二.根据铸铁中石墨形态不同,铸铁可分为 % H# y; }3 Z/ N8 N' o
4 `/ H( l! x' `! e9 X! [1. 灰口铸铁! c# }9 D# K4 |! d, p4 f
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铸铁中石墨呈片状存在。 . |0 h: e- A3 z- ?1 Z
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2. 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。 9 q/ u1 m) ^! o- m% a* K7 O
9 g* V: _7 ~* l0 d; A3. 球墨铸铁2 i& O. I( O" m- q% I7 P
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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。/ S" |# C6 s! ?7 J5 c, |( s
( m5 O; V$ m: b, q- C1 m铸铁分类及牌号表示方法( [: W6 O+ J3 S: ~: m
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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。
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铸铁牌号的表示方法:(根据GB5612-85)
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) l0 \1 {. A# x6 G( s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。3 M! C0 b H5 M9 ?" W1 }' R& d
1 W+ t3 y0 Q) z. e4 W, Q# k铸铁名称,代号及牌号表示方法- E* k" L$ Q4 C
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- i) ~1 o/ \- z- N+ y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。! `) X1 ]+ D: `8 v6 O+ I1 a
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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。3 E$ L+ x3 F t
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各种铸铁的用途
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R9 D% ~" M" J! T白口铸铁9 x/ j- O1 k8 z0 v& Z
8 R. ]" l8 x0 a" o% _* P% n6 I1 A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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+ A& @, Q1 G/ s2 O灰口铸铁# N# J1 Q* f/ o
7 [+ k5 A* V5 y+ [6 n8 S3 P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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2 X, F( c' S% I& l. D( K8 y3 i- v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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! V3 e* r1 `* s6 d' m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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8 u6 |6 ?6 L: ^可锻铸铁 w& i6 V- n& M2 ^6 X9 B
N. U4 O8 j! Q6 P& B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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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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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。+ ~2 u9 I' A i7 B4 ]" X! S
0 b; k, V- ~$ T8 B& J- [, W球墨铸铁, Y- ^' N# b9 u6 l, k7 {+ I8 k# k; @" _
: x1 z f5 v, b5 O) W) g% D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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