耐热铸铁质量控制的关键方法

耐热铸铁与其他耐热材料相比，具有成本低、熔炼方便等优点，在工业上得到了广泛应用。

1.耐热铸铁的牌号及其化学成分

耐热铸铁主要分为Cr系、Si系和Al系三大系列，主要以化学成分作为验收标准。常用耐热铸铁的牌号及其化学成分如表11-67所示。其中，HTRCr HTRCr2、HTRCr16和HTRSi5为耐热灰铸铁，其他为耐热球墨铸铁。

表11-67 耐热铸铁的牌号及其化学成分（GB／T 9437—2009)

2.耐热铸铁的室温力学性能（见表11-68）

表11-68 耐热铸铁的室温力学性能（GB／T 9437—2009）

（续）

3.耐热铸铁的质量控制

（1）硅系耐热铸铁的质量控制 硅系耐热铸铁成本低，综合性能及铸造性能较好，应用较广。常用的硅系耐热铸铁有QTRSi4、QTRSi5、HTRSi5及QTR-Si4Mo。

硅系耐热铸铁的组织主要是球形石墨和珠光体或铁素体基体，如图11-32所示。

图11-32 硅系耐热铸铁的金相组织

a）QTRSi4Mo b）QTRSi5

硅系耐热铸铁生产控制需注意以下方面：

1）严格控制化学成分，在满足耐热性能的条件下，硅含量越低越好，磷的质量分数小于0.15％，锰的质量分数控制在0.4％～0.7％。

2）中硅耐热灰铸铁生产时加入少量的铬或稀土，以细化石墨，降低脆性。(www.xing528.com)

3）采取各种措施降低铸铁冷却过程中的脆性，如增加砂型退让性，延缓开箱时间和改进妨碍铸件收缩的结构等。

4）进行去应力退火或铁素体化退火，以改善铸铁韧性。

（2）铝系耐热铸铁的质量控制 铝系耐热铸铁根据铝含量分为低铝耐热铸铁、中铝耐热铸铁和高铝耐热铸铁。

低铝耐热铸铁中铝的质量分数为4.0％～5.0％，可用于玻璃模具、内燃机的排气管和其他薄壁铸件。中铝耐热铸铁中铝的质量分数为5.0％～5.8％，组织为石墨＋共析体［ε＋F，其中ε为Fe、Al、C所组成的合金化合物FeAlCx（x≈0.65）］＋少量的铁素体，用于750～900℃耐热部件。高铝耐热铸铁中铝的质量分数为20％～24％，组织为铁素体基体和片状石墨或球状石墨，用于1000～1100℃下的耐热部件。

低铝耐热铸铁和高铝耐热球墨铸铁的综合性能较好，而中铝耐热铸铁和高铝耐热铸铁脆性较大。当铝的质量分数大于10％，铸铁的抗氧化和抗生长性能非常好，基本不氧化生长，具有较高的耐热性能。

铝系耐热铸铁生产控制需注意以下方面：

1）严格控制化学成分，高铝耐热铸铁的铝含量不能过高，也不能过低，球墨铸铁的残余稀土量不能过高。

2）强化孕育处理，减少金相组织中的渗碳体，防止石墨粗大。

3）增加砂型退让性，延缓开箱时间和改进妨碍铸件收缩的结构等。

4）增加铸件圆角半径，均匀分布浇口，使铸件冷却速度均匀。

（3）铬系耐热铸铁的质量控制 铬系耐热铸铁根据铬的质量分数分为低铬耐热铸铁（0.5％～2％）、中铬耐热铸铁（16％～20％）和高铬耐热铸铁（28％～32％）。

低铬耐热铸铁的组织与普通灰铸铁相近，铬含量升高会出现少量自由渗碳体。中铬耐热铸铁的基体为珠光体或马氏体加残留奥氏体组织，并有大量（Fe Cr）₇C₃生成，具有较高的耐磨性和一定的韧性。高铬耐热铸铁基体为稳定的铁素体组织，耐热性能优异，因此得到广泛应用。

铬系耐热铸铁生产控制需注意以下方面：

1）控制碳、硅含量不能太高，避免冷裂缺陷。

2）改善铸件冷却的均匀性，防止铸件变形和裂纹。

3）强化冒口补缩或适当使用冷铁，防止缩孔产生。

4）适当提高浇注温度，尽量降低铁液流动长度，实现快速浇注。