铸铁：类型、成分材料、杂质的影响 (PDF)
在本文中，您将了解什么是铸铁 ?以及不同的铸铁 用他们的组成解释 , 应用程序 , 优点 ，以及缺点 .
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铸铁
铸铁是通过在称为冲天炉的熔炉中重新熔化生铁以及焦炭和石灰石而获得的。它是铁和碳的合金。铸铁中的碳含量从 1.7% 到 4.5% 不等。此外，它还含有极少量的硅、硫、锰和磷。
碳以以下两种形式存在：
- 游离碳或石墨
- 复合碳或渗碳体
以下是铸铁的重要特性 这使它成为一种有价值的工程材料。
- 成本低。
- 良好的铸造特性。
- 抗压强度高。
- 耐磨性。
- 出色的机械加工性。
铸铁的抗压强度大于抗拉强度。
以下是铸铁的极限强度值。
- 拉伸 - 100 至 200 N/mm2
- 压缩 – 400 到 100 N/mm2
- 剪切力 – 120 N/mm2
铸铁的种类
以下是用于工程目的的铸铁类型：
- 灰口铸铁
- 白口铸铁
- 冷硬铸铁
- 斑驳铸铁
- 可锻铸铁
- 球墨铸铁
- 合金铸铁
灰口铸铁
灰口铸铁 是商业铁具有以下成分：
它由碳 - 3 至 3.5%，硅 - 1 至 2.75%，锰 - 0.40 至 1%，磷 - 0.15 至 1%，硫 - 0.02 至 0.15%，其余为铁。
灰色是由于碳以游离石墨的形式存在。灰口铸铁具有抗压强度高、抗拉强度低、无延展性等特点，易于加工。
灰口铸铁的一个良好特性是其结构中的游离石墨充当润滑剂。因此，非常适合需要滑动动作的部位。
灰铁铸件广泛用于机床机体、管材及管件、汽车气缸体、农具等。
灰口铸铁成分：铸造质量 - PDF
白口铸铁
白口铸铁 显示白色断裂并具有以下相关成分 ：
它由碳 - 1.75 至 2.3%、硅 - 0.85 至 1.2%、锰 - 0.10 至 0.40%、磷 - 0.05 至 0.20%、硫 - 0.12 至 0.35% 组成
由于碳在金属中以渗碳体的形式出现，所以会出现白色。渗碳体是铁中最硬的元素，它会导致铁水快速冷却。白口铸铁具有高抗拉强度和低抗压强度，因此不能机加工。
用于劣质铸件和需要硬质涂层的地方，如汽车车轮的外表面。在可锻铸铁和锻铁的生产中，白口铸铁也用作原材料。
冷硬铸铁
它是铁水快速冷却生产的白口铸铁。快速冷却通常称为激冷，这样生产的铁称为冷铁。所有铸模都与外皮上带有冷沙的铁水接触。但在大多数铸件上，这种硬度渗透到非常小的深度（小于毫米）。
有时铸件被故意冷却，有时冷却到相当大的深度。 故意冷却是通过将铁或钢嵌件插入模具来完成的。当熔融金属与冷水接触时，其热量被迅速带走，形成坚硬的表面。
冷却液用于必须难以承受磨损和摩擦的铸件的任何表面。激冷工艺用于粉碎谷物和颚式破碎机板的铸件。轨道车车轮的运行面也经过冷却处理。
斑驳铸铁
在成分、颜色和性能上介于灰口铸铁和白口铸铁之间的产品。它是在某些磨损表面经过冷却的铸件中获得的。
可锻铸铁
可锻铸铁由白口铸铁通过合适的热处理工艺（即退火）获得。退火过程将白口铸铁的结合碳分离成游离石墨球。
可锻铸铁具有延展性，并且可以在不折断或断裂截面的情况下弯曲。其抗拉强度高于灰口铸铁，具有优良的加工质量。
它用于制造钢锻件价格昂贵且必须具有相当程度的金属精度的机器零件。
例如：车轮轮毂、铁路机车车辆小配件、刹车支架、农业机械零件、管件、门铰链、锁具等。
球墨铸铁
它也被称为球墨铸铁、球墨铸铁（即 S.G.）铸铁或高强度铸铁。球墨铸铁是通过向熔融铸铁中添加镁来生产的。镁将铸铁中的石墨从片状转变为球形或球状。
这样，机械性能显着提高。球墨铸铁的行为类似于钢。常用于耐压铸造、液压缸、缸盖、轧机轧辊和离心铸造产品。
合金铸铁
上面讨论的铸铁称为普通铸铁。合金铸铁是通过添加镍、铬、钼、铜、硅和锰等元素制成的。
这些合金具有更高的强度并改善了元件性能。
合金铸铁有，
- 碳 – 0.02%
- 硅 – 0.15%
- 锰 - 0.03%
- 磷 – 0.12%
- 硫 - 0.02%
- 炉渣 - 3%（按重量计），其余为铁。
杂质对铸铁的影响
我们已经讨论过铸铁含有少量的硅、硫锰和磷。这些杂质对铸铁的影响如下：
- 硅
- 硫磺
- 锰
- 磷
硅
它在铸铁中的含量高达 4%。硅提供了游离石墨的形成，使铁柔软且易于加工。由于硅对氧的亲和力很高，因此在材料中产生无气孔的良好铸造。
硫磺
它使铸铁变硬变脆。由于硫含量过多会导致铸件质量不佳，因此对于大多数铸造用途而言，硫含量应保持在远低于 0.1% 的水平。
锰
锰使铸铁变白变硬。它通常保持在 0.75% 以下。这有助于控制对硫磺有害影响的影响。
磷
它有助于铸铁的易熔性和流动性，但会导致脆性。很少允许超过 1%。磷铁是设计复杂的有用铸件，也适用于许多要求廉价的轻型工程铸件。
属性
以下是铸铁的特性：
- 铸铁具有良好的耐腐蚀性，可用于输水管等。
- 它不会被磁铁吸引。
- 熔点约为 1250 ºC。
- 比重为 7.5。
- 铸铁的抗拉强度约为 150N/mm 2 抗压强度约为600N/mm 2 .因此，它擅长压缩。
- 放在盐水中会变软，冷却后会收缩。
- 由于缺乏可塑性，铸铁可能不适用于锻造工作。
铸铁的优点
- 具有良好的高切削性和铸造性能。
- 铸铁具有良好的耐磨性和良好的减振性。
- 它可以承受更大的负载，并具有良好的抗腐蚀能力。
- 铸铁的抗拉强度和伸长率较低。
- 它可以被赋予任何复杂的形状和尺寸，而无需使用昂贵的机加工操作。
- 铸铁成本低，耐用性低。
铸铁的缺点
- 铸铁的抗拉强度较差。
- 铸铁零件对截面很敏感，因为厚截面冷却缓慢。
- 其部件的失效是突然的、全面的，并不反映屈服点。
- 与钢相比，它的可加工性较差
- 铸铁的脆性很高。
铸铁的应用
- 它用于制造管道和输送合适的流体。
- 用于制造各种机器的铸铁。
- 用于制造汽车零件。
- 使用铸铁制造船锚。
- 铸铁还用于制造炊具，例如锅碗瓢盆和器皿。
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