铸铁

是含大于2.1%的铁碳合,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。

9、铸铁牌号的表示方法:(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。见表4-2

表4- 20 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

KBT

KZT

KHT300-06

KBT350-04

KZT450-06

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

----

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。

10、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。

11、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

灰口铸铁的牌号、性能组织及用途见表4-21。

表4-21灰口铸铁的牌号、性能、组织及用途

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

197-269

12、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。可锻铸铁牌号、性能(根据GB9440-88)见表4-22、4-23。

表4-22 黑心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁的机械性能

牌号

试样直径

d

mm

抗拉强度σd 屈服强度σ

伸长率

δ%

(L0=3 d)

硬度

HB

A

B

N/mM2(kgf/mm2)

不小于

KTH300--06

--

12 或

15

300(30.6)

--

6

不大于

KTH330--08

330(33.7)

--

8

KTH350--10

--

350(35.7)

200(20.4)

10

KTH370--12

370(37.7)

--

12

KTZ450--06

--

450(45.9)

270(27.5)

6

150--200

KTZ550--04

--

550(56.1)

340(34.7)

4

180--230

KTZ650--02

--

650(66.3)

430(43.9)

2

210--260

KTZ700--02

--

700(71.4)

530(54.1)

2

240--290

注:①试样直径12mm只适用于铸铁主要壁厚小于10mm的铸铁。

②牌号KTH300?6适用于气密性零件。

③牌号B系列为过渡牌号。

表4-23 白心可锻铸铁的机械性能

牌号

试样直径

d

mm

抗拉强度σd 屈服强度σ

伸长率

δ%

(L0=3 d)

硬度

HB

N/mm2(kgf/mm2)

不小于

不大于

KTB350-04

9

12

15

340(34.7)

350(35.7)

360(36.7)

--

--

--

5

4

3

230

KTB380-12

9

12

15

320(32.6)

380(38.8)

400(40.8)

170(17.3)

200(20.4)

210(21.4)

15

12

8

200

KTB400-05

9

12

15

360(36.7)

400(40.8)

420(42.8)

200(20.4)

220(22.4)

230(23.5)

8

5

4

220

KTB450-07

9

12

15

400(40.8)

450(45.9)

480(49.0)

230(23.5)

260(26.5)

280(28.6)

10

7

4

220

黑心可锻铸铁主要用于制造汽车、拖拉机零件及机床附件、如轮壳、弹簧支座、阀门等。珠光体可锻铸铁则用于制造曲轴、连杆、轮轴、活塞环等。

13、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、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4-24

表4-24 单铸试块的机械性能

牌号

抗拉强度σb

N/mm2(kgf/mm2)

屈服硬度σ0.2

N/mm2(kgf/mm2)

延伸率δ%

供参考

布氏硬度HB

主要金相组织

最小值

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

附铸试块的机械性能分为五个牌号见表4-25

表4-25 附铸试块的机械性能

牌号

铸件壁厚

mm

抗拉强度σb

N/mm2(kgf/mm2)

屈服硬度σ0。2

N/mm2(kgf/mm2)

延伸率δ%

供参考

布氏硬度HB

主要金相组织

QT400--18A

>30--60

390(39.80)

250(25.50)

18

130--180

铁素体

>60--200

370(37.75)

240(24.48)

12

QT400--15A

>30--60

390(39.80)

250(25.50)

15

130--180

铁素体

>60--200

370(37.75)

240(24.48)

12

QT500--7A

>30--60

450(45.90)

300(30.60)

7

170--240

铁素体+珠光体

>60--200

420(42.85)

290(29.60)

5

QT600--3A

>30--60

600(61.20)

360(36.70)

3

180--270

珠光体+铁素体

>60--200

550(56.10)

340(34.70)

1

QT700--2A

>30--60

700(71.40)

400(40.80)

2

220--320

珠光体

>60--200

650(66.30)

380(38.77)

1

注:牌号后面的字母A系表示该牌号在附铸试块上测定的机械性能,以区别上表的单试块测定的性能。

除上述介绍几种常用铸铁外,还有抗磨白口铸铁、冷硬铸铁,耐热铸铁等。

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