铸铁与可锻铸铁：牌号、力学性能及用途分析

铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。工业常用的铸铁，含碳量一般为2.5%～4.0%，此外还有硅、锰、硫、磷等元素。铸铁具有优良的铸造性能、切削加工性能、耐压性、耐磨性和减振性等，在实际中应用很广。

按室温组织不同，铸铁可分为：共晶白口铸铁（wC＝4.3%，室温组织为低温莱氏体）；亚共晶白口铸铁（2.11%＜wC＜4.3%，室温组织为低温莱氏体＋珠光体＋二次渗碳体）；过共晶白口铸铁（4.3%＜wC≤6.69%，室温组织为低温莱氏体＋一次渗碳体）。

根据铸铁中碳存在的形式不同，铸铁可以分为：

（1）白口铸铁。碳主要以渗碳体形式存在，其断口呈白亮色。这类铸铁的性能硬而脆，难以切削加工，所以很少直接用来制造机器零件。

（2）灰铸铁。碳大部分或全部以石墨形式存在，其断口呈暗灰色，在生产中应用广泛。

（3）麻口铸铁。碳大部分以渗碳体形式存在，少部分以石墨形式存在，断口呈现灰白色。这种铸铁有较大的脆性，工业上很少使用。

根据石墨形态的不同，铸铁又可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。各种铸铁中的石墨形态如图3－32所示。

一、灰铸铁

1.性能

灰铸铁的强度、塑性和韧性不如钢，但却具有良好的铸造性能、减振性、减摩性、切削加工性能和低的缺口敏感性。

2.灰铸铁的孕育处理

图3－32　各种铸铁中的石墨形态

为提高灰铸铁的力学性能，生产中常采用孕育处理，即在浇注前向铁液中加入一定量的孕育剂，以获得大量的、高度弥散的人工晶核，从而得到细小、均匀分布的片状石墨和细化的基体，经孕育处理后获得亚共晶灰铸铁，称为孕育铸铁。孕育铸铁的强度较高，塑性和韧性有所提高，常用于力学性能要求较高、截面尺寸变化较大的大型铸件。

3.灰铸铁的牌号及用途

灰铸铁的牌号是由“HT”（“灰铁”二字汉语拼音字首）和其后一组数字组成，数字表示φ30mm试棒的最小抗拉强度值（MPa）。如HT100表示灰口铸铁，最低抗拉强度是100MPa。

灰口铸铁常用来制造各种承受压力及要求有较好的减振性、减摩性和机构复杂的箱体、床身、导轨等。灰铸铁的牌号、力学性能及用途见表3－19。

表3－19　灰铸铁的牌号、力学性能及用途

二、可锻铸铁

1.性能

可锻铸铁的力学性能比灰铸铁高，塑性和韧性好，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。可锻铸铁的基体组织不同，其性能也不一样，其中黑心可锻铸铁（铁素体为基体）具有较高的塑性和韧性，而珠光体可锻铸铁（珠光体为基体）具有较高的强度、硬度和耐磨性。

2.可锻铸铁的牌号和用途

牌号中“KT”是“可铁”二字的汉语拼音字首，后面的“H”表示“黑心”，“Z”表示“珠光体”基体，两组数字分别表示最低抗拉强度和最低伸长率。KTH330－08表示黑心可锻铸铁，最低抗拉强度为300MPa，最低断后伸长率为6%；KTZ350－04表示珠光体可锻铸铁，最低抗拉强度为700MPa，最低断后伸长率为2%。(www.xing528.com)

可锻铸铁主要用于制造形状复杂，要求有一定塑性、韧性，承受冲击和振动，耐蚀的薄壁铸件，如汽车、拖拉机的后桥、转向机构、低压阀门、管件等。但由于其退火时间长、生产过程较复杂、生产率较低、成本高，故部分可锻铸铁件已被球墨铸铁代替。

可锻铸铁的牌号、性能及用途见表3－20。

表3－20　可锻铸铁的牌号、性能及用途

三、球墨铸铁

1.性能

球墨铸铁的疲劳强度与中碳钢接近，耐磨性优于表面淬火钢，屈强比比钢约高一倍，但塑性、韧性比钢低。球墨铸铁的塑性、韧性比灰铸铁好，具有灰铸铁的某些优点，如较好的铸造性能、减振性、减磨性、切削加工性及低的缺口敏感性等，但其熔炼工艺和铸造工艺都比灰铸铁要求高。

2.球墨铸铁的牌号及用途

球墨铸铁的牌号由“QT”（“球铁”二字汉语拼音字首）和其后的两组数字组成，两组数字分别表示最低抗拉强度和最低伸长率。例如QT400－15表示σb≥400MPa、δ≥15%的球墨铸铁。

球墨铸铁应用广泛，可代替铸钢、锻钢和可锻铸铁来制造一些受力复杂、性能要求高的重要零件。球墨铸铁的牌号、性能及用途见表3－21。

表3－21　球墨铸铁的牌号、性能及用途

四、蠕墨铸铁

1.性能

蠕墨铸铁的性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，其强度接近于球墨铸铁，并具有一定的塑性和韧性，而耐热疲劳性、减振性和铸造性能优于球墨铸铁，与灰铸铁相近，切削加工性能和球墨铸铁相似，比灰铸铁稍差。

2.蠕墨铸铁的牌号及用途

蠕墨铸铁的牌号用“RuT”符号及其后面数字表示。“RuT”是“蠕”“铁”两字汉语拼音的第一个字母，其后数字表示最低抗拉强度。如RuT340表示蠕墨铸铁，最低抗拉强度为340MPa。

蠕墨铸铁性能优异，主要用于制作形状复杂，要求组织致密、强度高，承受较大热循环载荷的铸件，如柴油机的气缸盖、气缸套、进（排）气管、钢锭模、金属型、阀体等。蠕墨铸铁的牌号、力学性能及用途见表3－22。

表3－22　蠕墨铸铁的牌号、力学性能及用途