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铸铁的分类及其特点
日期: 2015-11-17
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      铸铁是工业上广泛应用的一种铸造金属材料,它是以Fe-C-Si为主的多元铁基合金,其含碳量大于2.11wt%。它一般以石墨分布形态进行分类。

      一、白口铸铁

      白口铸铁简称为白口铁,完全按照Fe-Fe3C 相图进行结晶而得到的铸铁。其中碳全部以渗碳体(Fe3C)形式存在,断口呈银白色。由于存在有大量硬而脆的Fe3C,硬度高,脆性大,很难切削加工。很少用来直接制造机器,主要用于炼钢原料或制造可锻铸铁的毛坯。

灰口铸铁中的碳除微量溶入铁素体外,全部或大部以石墨形式存在,因断口呈灰色而得名。依据石墨的形状不同,灰口铸铁可以分为灰铸铁(片状)、可锻铸铁(团状)、球墨铸铁(球状)、蠕墨 铸铁(蠕虫状)。

      二、灰铸铁

      灰铸铁的显微组织由金属基体(铁素体和珠光体)和片状石墨所组成,相当于在纯铁或钢的基体中嵌入了大量的石墨片。石墨的强度、硬度、塑性极低,因此可以将灰铸铁视为布满细小裂纹的纯铁或钢。由于石墨的存在,减少了承载的有效面积,石墨的尖角处还会引起应力集中,因此灰铸铁的抗拉强度低,塑性、韧性差。显然,石墨愈多、愈粗大、分布愈不均,其力学性能愈差。

      灰铸铁显微组织的不同,是由于碳在铸铁中存在形式的不同。灰铸铁中碳由化合碳Fe3C和石墨碳组成,化合碳为百分之零点八时,属于珠光体灰铸铁,化合碳小于百分之零点八时,属于珠光体-铁素体灰铸铁,全部都以石墨形式存在时,则为铁素体灰铸铁。

石墨赋予灰铸铁的优良性能:优良的减震性、良好的耐磨性、缺口敏感小。

      三、可锻铸铁

      它是将白口铁经石墨化退火而成的一种铸铁。由于其石墨呈团絮状,大大减轻了对金属的割裂作用,故抗拉强度得到显著提高,尤为可贵的是这种铸铁有着相当高的塑性与韧性,可锻铸铁就因此而得名。按照退火方法的不同,可锻铸铁又可以分为黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁三种,其中以黑心可锻铸铁最为常用。黑心可锻铸铁为铁素体基体,其牌号为KTH,后面用两位数字分别表示其最低抗拉强度和伸长率。黑心可锻铸铁的性能特征是塑性、韧性好,耐蚀性较高,但强度、硬度叫珠光体可锻铸铁低。

      可锻铸铁通常用于制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁零件。这些小件若用一般铸钢制造困难较大,若用球墨铸铁,质量上又难保证。

      四、球墨铸铁

      球墨铸铁由于石墨呈球状,使石墨对金属基体的割裂作用进一步减轻,其基体强度利用率可达70%-90%,而灰铸铁仅30%-50%,故球墨铸铁强度和韧性远远超过灰铸铁。

      五、蠕墨铸铁

      蠕墨铸铁是近些年来的一种新型铸铁,其石墨呈短片状,片端钝而圆,类似蠕虫,这种石墨介于片状和球状石墨之间的一种过渡组织。蠕墨铸铁的力学性能介于基体相同的灰铸铁和球墨铸铁之间。

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