铸铁铸件：基础知识与工业意义

铁价值的发现导致所谓铁器时代，因该材料在社会军事应用主导地位。金属将迎来另一里程碑——工业革命改变金属生产方式并转化为包括铁在内的产品。

铸铁

铸铁通过冶炼含碳量>2%的铁碳合金生产。熔化后金属浇入模具。锻铁与铸铁生产主要区别：铸铁不经锤击和工具加工。成分差异：铸铁含2-4%碳和其他合金、1-3%硅（改善熔融金属铸造性能）。可能含少量锰和硫磷等杂质。锻铁与铸铁在化学结构细节和物理性能上也有差异。

虽然钢和铸铁都含微量碳且外观相似，但两者有显著差异。钢含碳<2%，使终产品在单一微晶结构中凝固。铸铁较高碳含量意味着作为非均匀合金凝固，因此材料中存在多种微晶结构。

高碳含量和硅的结合赋予铸铁优异铸造性。通过各种热处理和加工技术生产各类铸铁，包括灰铁、白铁、可锻铁、球墨铁和蠕墨铁。

铸铁建筑细节通过冶炼金属浇入模具制造。

灰铸铁特征是金属中石墨颗粒呈片状。金属断裂时沿石墨片断裂，使断面呈灰色。灰铁名称由此而来。

生产中可通过调整冷却速率和成分控制石墨片基体尺寸和结构。灰铸铁延展性不如其他铸铁形式，抗拉强度也较低。但导热性更好，振动阻尼水平更高。阻尼能力是钢的20-25倍，优于所有其他铸铁。灰铸铁也比其他铸铁更易加工，耐磨性使其成为产量最大的铸铁产品之一。

我们的硬景观产品采用灰铸铁。振动阻尼和耐磨性使其适合许多街道应用。原生灰铸铁还产生铜绿保护其免受外部腐蚀损害。

适当碳含量和高冷却速率下，碳原子与铁结合形成渗碳体。意味着固化材料中几乎无游离石墨颗粒。白铁剪切时，因无石墨，裂纹面呈白色。渗碳体微晶结构硬脆，高抗压强度和良好耐磨性。某些专用应用希望产品表面有白铁。可用良好导热体制作模具零件实现。这将快速移除该特定区域熔融金属热量，而其余铸件冷却较慢。

最流行白铁类型之一是Ni-Hard铁。铬镍合金添加赋予其在低冲击滑动磨损应用中优异性能。

白铁和硬Ni-Hard铁属ASTM A532合金分类；“耐磨铸铁标准规范”。

白铸铁经热处理工艺可进一步加工成可锻铸铁。广泛加热冷却程序分解渗碳体颗粒，释放游离石墨颗粒入铁。因不同冷却速率和合金添加，获得球墨铁微晶结构。

球墨铁通过向合金添加镁获得特殊性能。镁使石墨形成球状，而非灰铁片状。成分控制在生产过程中极重要。少量硫氧等杂质与镁反应，影响石墨颗粒形状。通过操纵石墨球周围微晶结构制造不同牌号球墨铁。通过铸造工艺或热处理作为下一步加工实现。

因球墨铁冲击下变形而非碎裂，我们用此材料制造铸铁立柱。球墨铁冲击特性使其成为靠近交通路障的良好铸铁材料。

蠕墨铁石墨结构及相关性能是灰铁和白铁混合。微晶结构形成于相互连接的钝石墨片周围。钛等合金抑制球状石墨形成。蠕墨铸铁比灰铸铁有更高抗拉强度和更好延展性。结构和微晶性能可通过热处理或添加其他合金调整。

材料机械性能指其在特定条件下反应，帮助确定不同应用适用性。美国材料试验协会（ASTM）等组织设定规范，用户可放心购买符合应用要求的材料。最常用灰铸铁规范是ASTM A48。

按规范合格铸件的标准方法是随技术铸件一起浇铸试棒。对试棒应用ASTM测试，结果用于合格整批铸件。

规范在铸铁零件焊接时也很重要。焊缝必须满足或超过被焊材料机械性能，否则可能开裂损坏。

焊接时，焊缝必须满足或超过材料机械性能以防止裂纹和失效至关重要。

铸铁几个常见机械性能包括：

制造工艺