铸铁是含碳量大于2.14%或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。工业上所用的铸铁,实际上都不是简单的铁——碳合金,而是以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。铸铁的成份范围大致为:C2.4~4.0%,Si0.6~3.0%,Mn0.2~1.2%,P0.1~1.2%,S0.08~0.15%,有时还加入合金元素,以便获得具有各种性能的合金铸铁。
白口铸铁中的碳除少量溶于铁素体外,绝大部分以碳化物的形式存在于铸铁中,断口呈银白色。白口铸铁的特点是硬而脆,实际生产中就利用白口铸铁的硬度高、抗磨损性能好等优点制造一些高耐磨性的零件和工具。
我国最早采用普通白口铸铁作为抗磨材料,早在春秋时代,就已制成抗磨性能良好的白口铸铁犁铧。直到目前仍广泛地应用普通白口铸铁作为一般的抗磨零件。这种铸铁具有较高的碳、低硅的特点,组织仍然是:珠光体加渗碳体,具有较高的硬度,除了磨削加工外,一般不经机械加工而直接使用。
碳对于普通白口铸铁的耐磨性能起着最重要的作用。含碳量愈高,则形成的渗碳体愈多,因而硬度愈高(此时韧性则有所降低),耐磨性也就愈好。一般说来,普通白口铸铁的硬度与含碳量成直线关系,即HS=16.7C+13,(式中:HS――肖氏硬度,C――含碳百分比)。[1]
在普通白口铸铁中含硅量均小于1%。锰因有形成碳化物的能力,同时能细化珠光体,故可提高白口铁的硬度。磷会增加硬度,但增加脆性。
普通白口铸铁的化学成份、组织和应用见表3.1.1。
采用高碳共晶或过共晶白口铸铁制作犁铧,具有硬度高、抗磨、耐腐蚀和与土壤的磨擦系数小等优点,但其缺点是脆性大。对于机引犁铧不但要求有较高的耐磨性,而且要求有一定的冲击韧性,为此都采用低碳白口铁而且经等温淬火处理。据报导,用这种材料做的犁锴,其效果优于65锰钢犁铧(使用寿命提高10~15%,成本仅是65锰钢的20%)。
普通白口铸铁是生产上最简便的抗磨铸铁。它除了应用于犁铧外还可用作球磨机的磨球,清理设备中的铁丸及星铁等。
生产工艺主要以冲天炉作为熔炼设备,废钢为主要原材料。目前普通白口铸铁的大部分产品被性能优越的铬系白口铸铁所取代。
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