生铁、铁合金、铸铁的区别
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。
2.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。
3.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。
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 KBTKZT | KHT300-06 KBT350-04KZT450-06 |
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 |
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。
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。
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 |