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何谓铸铁?其分类和用途如何?

2016-03-23 17:08:00

  在Fe-C合金系中,含碳量为2.0〜6.67%的铁碳合金,称为铸铁。然而,工业用铸铁是含有其它元素或称为杂质(Si、Mn、P、S等)的多元Fe-C系合金。

  碳在钢中的存在形式一般有两种。一种是以单个原子间隙往铁原子的晶格中;另一种是与铁原子形成化合物,如Fe-C。通常将这两种形式的碳,称为结合碳。但在铸铁中,碳除了以结合碳的形式存在外,更主要的是碳以石墨的形式存往,它以片状、团絮状或球状的形态分布在钢的基体组织t,称为石墨碳或游离碳。

  根据石墨碳在铸铁中分布形态的不同,铸铁通常可分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等三大类。

  1.灰口铸铁

  在灰口铸铁的组织中,碳全部或大部以片状石墨的形态存在,断口呈灰色,故称为灰口铸铁。

  石墨的机械性能很低,可认为片状石墨在铸铁中好似孔洞或裂缝一样,极易造成应力集中,使铸铁的性能降低。如果在液态时向铸铁中加入硅或硅钙合金,使铸铁中的片状石墨变细,而且均匀分布在基体组织中(称为孕育处理),从而改善了灰口铸铁的性能,这种铸铁称为孕育铸铁,也叫变质铸铁。

  2.可锻铸铁

  由一定成分的白口铁,经石墨化退火而制成。其中碳全部或大部以团絮状石墨形态存在于基体组织中。

  由于石墨呈团絮状,对合金基体的破坏性减轻,因而使铸铁的韧性提高。可锻铸铁实际上并不能承受锻造工艺,只是它具有一定的韧性而已。

  3.球墨铸铁

  铁水经球化处理以后,铸铁中的石墨全部或大部呈球状分布于基体组织中,称为球墨铸铁,如图6-3所示。

  球状石墨与片状石墨相比,使石墨碳造成的应力集中大为减轻,其机械性能比灰口铸铁高得多。尤其是球墨铸铁经热处押以后,其性能的提高更为显著。

  铸铁是一种成本低廉,而且具有某些独特性能的金属材料。与钢相比,其机械性能是低的,但它具有优良的减震性和耐磨性;因而在机器制造业中获得广泛应用。如机床床身、内燃机气缸、曲轴、活塞、连杆和泵体等,都釆用铸铁制造。

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