鋼鐵材料

2.2.1 鐵

鐵是最常用的金屬，密度為7.87g/cm，熔點為1536℃，沸點為3070℃。鐵有很強的磁性、良好的變形能力及導熱性。鐵比較活潑，在金屬活動順序表里排在(Hz)的前面。鐵在干燥空氣中很難與氧氣反應，但在潮濕空氣中很容易被腐蝕，若在酸性氣體或鹵素蒸氣氛中腐蝕更快。鐵易溶于稀的無機酸和濃鹽酸，會生成二價鐵鹽，并放出氫氣。鐵在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時，表面會生成一層氧化物保護膜，使鐵“鈍化”，故可用鐵制品盛裝濃硫酸或濃硝酸。

鐵礦物種類繁多，目前已發(fā)現(xiàn)的鐵礦物和含鐵礦物有300余種，其中常見的有170余種。但在當前技術條件下，具有工業(yè)利用價值的主要是磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。

鐵是世界上發(fā)現(xiàn)最早、利用最廣、也是用量最多的一種金屬，其消耗量約占金屬總消耗量的95%。鐵礦石主要用于鋼鐵工業(yè)冶煉碳含量不同的生鐵(碳的質量分數(shù)一般在2%以上)和鋼(碳的質量分數(shù)一般在2%以下)。生鐵通常按用途不同分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和合金生鐵。鋼按組成元素不同分為碳素鋼和合金鋼。此外，鐵礦石還用作合成氨的催化劑、天然礦物顏料(如赤鐵礦、鏡鐵礦和褐鐵礦)等，但用量很少。鋼鐵制品廣泛用于國民經(jīng)濟各部門和人民生活各個方面，是社會生產(chǎn)和公眾生活所必需的基本材料。自從19世紀中期發(fā)明轉爐煉鋼法實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)大生產(chǎn)以來，鋼鐵一直是最重要的結構材料，在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位，是現(xiàn)代化工業(yè)最重要和應用最多的金金屬材料常識普及讀本第2版

32

防和科學技術發(fā)展水平的重要標志。

2.2.2 生鐵

一喜望朝激中將事不工李與被將%上￥喜要者將事

品。生鐵按用途不同分為煉鋼生鐵和鑄造生鐵。

鍋毛降料。%06~%08早中喜將事煤直手酶潛者神事灣(1

較高。

鐵。鑄造生鐵一般硅含量較高，硫含量較低。

2.2.3鐵合金

鐵合金是鐵與一種或幾種元素組成的合金，主要用于鋼鐵冶煉。在鋼鐵業(yè)中一般還把所有煉鋼用的合金，不論含鐵與否(如硅鈣合金)都稱為鐵合金。

作為煉鋼過程中的脫氧劑、合金劑的鐵合金是煉鋼和鑄鋼的重要原料，可以改善鋼的理化性能和鑄件的力學性能。

1脫氧劑

煉鍋時所添加的一些與氧結合力比較強，且其氧化物又能順利地從鋼液中排除以降低鋼液中的氧含量的金屬稱為脫氧劑。常用的脫氧劑有硅鐵、錳鐵鋁鐵、硅鈣鐵、硅錳鐵、硅鋇鐵和硅鋁鐵等。

2.合金劑

在鋼中加人各種鐵合金可以調整其化學成分，生產(chǎn)出各種新金屬材料。常用的合金劑主要有鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵、鈦鐵、鈮鐵、釩鐵和鎳鐵等。

2.2.4 鑄鐵

鑄鐵與生鐵的區(qū)別是進行了二次加工，即鑄鐵是將鑄造生鐵在爐中重新熔化，并加人鐵合金、廢鋼進行成分調整而得到的。鑄鐵中碳的質量分數(shù)大于料之一。

2.11%。鑄鐵具有許多優(yōu)良的性能且生產(chǎn)簡便、成本低廉，是應用最廣泛的材第2章金屬材料的分類 33

1.按口顏色分類

鑄鐵按斷口顏色不同可分為灰鑄鐵(見圖2-2a)、白口鑄鐵(見圖2-2b)和麻口鑄鐵(見圖2-2c)。

b

圖2-2鑄鐵斷口

a)灰鑄鐵 b)白口鑄鐵 )麻口鑄鐵

(1)灰鑄鐵 灰鑄鐵的大多數(shù)力學性能指標遠低于鋼，但抗壓強度與鋼相當，具有良好的鑄造性能、減振性能、耐磨性能和切削加工性能，以及低的缺口敏感性，可用來生產(chǎn)一些強度要求不高、主要承受壓力的箱體或底座等，如圖2-3所示。

(2)白口鑄鐵白口鑄鐵是不含石墨的鑄

鐵，其幾乎全部的碳都與鐵形成碳化鐵FezC， 圖2-3底座

滲碳體，具有很高的硬度和脆性，不能承受冷

加工，也不能承受熱加工，只能直接用于鑄造狀態(tài)，是一種良好的耐磨材料，可在磨損條件下工作。白口鑄鐵包括普通白口鑄鐵、低合金白口鑄鐵、中合金白口鑄鐵和高合金白口鑄鐵。我國早在春秋時代就能生產(chǎn)耐磨性良好的白口鑄鐵，用來制作一些耐磨零件。白口鑄鐵一般用在犁鏵、磨片、導板和泵設備等方面。

(3)麻口鑄鐵麻口鑄鐵又稱斑鑄鐵，是介于白口鑄鐵和灰鑄鐵之間的一種鑄鐵，其斷口呈灰白相間的麻點狀。由于麻口鑄鐵性能不好，故應用較少。

2.

鑄鐵按化學成分不同，可分為普通鑄鐵與合金鑄鐵兩類。

(1)普通鑄鐵普通鑄鐵是指不含合金元素的鑄鐵，一般常用的灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等都屬于這一類鑄鐵。34 金屬材料常識普及讀本第2版

(2)合金鑄鐵合金鑄鐵是指在普鑄鐵內有意識地加入一些合金元以提高鑄鐵某些特殊性能而配制成的一種****鑄鐵，如具有各種耐蝕、

耐磨性能的鑄鐵。

耐

3按生產(chǎn)方法和組織性能分類

鑄鐵按生產(chǎn)方法和組織性能不同可分為灰鑄鐵、孕育鑄鐵、可鍛鑄鐵、鋼鐵材料

2.2.1 鐵

鐵是最常用的金屬，密度為7.87g/cm，熔點為1536℃，沸點為3070℃。鐵有很強的磁性、良好的變形能力及導熱性。鐵比較活潑，在金屬活動順序表里排在(Hz)的前面。鐵在干燥空氣中很難與氧氣反應，但在潮濕空氣中很容易被腐蝕，若在酸性氣體或鹵素蒸氣氛中腐蝕更快。鐵易溶于稀的無機酸和濃鹽酸，會生成二價鐵鹽，并放出氫氣。鐵在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時，表面會生成一層氧化物保護膜，使鐵“鈍化”，故可用鐵制品盛裝濃硫酸或濃硝酸。

鐵礦物種類繁多，目前已發(fā)現(xiàn)的鐵礦物和含鐵礦物有300余種，其中常見的有170余種。但在當前技術條件下，具有工業(yè)利用價值的主要是磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。

鐵是世界上發(fā)現(xiàn)最早、利用最廣、也是用量最多的一種金屬，其消耗量約占金屬總消耗量的95%。鐵礦石主要用于鋼鐵工業(yè)冶煉碳含量不同的生鐵(碳的質量分數(shù)一般在2%以上)和鋼(碳的質量分數(shù)一般在2%以下)。生鐵通常按用途不同分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和合金生鐵。鋼按組成元素不同分為碳素鋼和合金鋼。此外，鐵礦石還用作合成氨的催化劑、天然礦物顏料(如赤鐵礦、鏡鐵礦和褐鐵礦)等，但用量很少。鋼鐵制品廣泛用于國民經(jīng)濟各部門和人民生活各個方面，是社會生產(chǎn)和公眾生活所必需的基本材料。自從19世紀中期發(fā)明轉爐煉鋼法實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)大生產(chǎn)以來，鋼鐵一直是最重要的結構材料，在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位，是現(xiàn)代化工業(yè)最重要和應用最多的金金屬材料常識普及讀本第2版

防和科學技術發(fā)展水平的重要標志。

2.2.2 生鐵

一喜望朝激中將事不工李與被將%上￥喜要者將事

品。生鐵按用途不同分為煉鋼生鐵和鑄造生鐵。

鍋毛降料。%06~%08早中喜將事煤直手酶潛者神事灣(1

較高。

鐵。鑄造生鐵一般硅含量較高，硫含量較低。

2.2.3鐵合金

鐵合金是鐵與一種或幾種元素組成的合金，主要用于鋼鐵冶煉。在鋼鐵業(yè)中一般還把所有煉鋼用的合金，不論含鐵與否(如硅鈣合金)都稱為鐵合金。

作為煉鋼過程中的脫氧劑、合金劑的鐵合金是煉鋼和鑄鋼的重要原料，可以改善鋼的理化性能和鑄件的力學性能。

1脫氧劑

煉鍋時所添加的一些與氧結合力比較強，且其氧化物又能順利地從鋼液中排除以降低鋼液中的氧含量的金屬稱為脫氧劑。常用的脫氧劑有硅鐵、錳鐵鋁鐵、硅鈣鐵、硅錳鐵、硅鋇鐵和硅鋁鐵等。

2.合金劑

在鋼中加人各種鐵合金可以調整其化學成分，生產(chǎn)出各種新金屬材料。常用的合金劑主要有鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵、鈦鐵、鈮鐵、釩鐵和鎳鐵等。

2.2.4 鑄鐵

鑄鐵與生鐵的區(qū)別是進行了二次加工，即鑄鐵是將鑄造生鐵在爐中重新熔化，并加人鐵合金、廢鋼進行成分調整而得到的。鑄鐵中碳的質量分數(shù)大于料之一。

2.11%。鑄鐵具有許多優(yōu)良的性能且生產(chǎn)簡便、成本低廉，是應用最廣泛的材第2章金屬材料的分類 33

1.按口顏色分類

鑄鐵按斷口顏色不同可分為灰鑄鐵(見圖2-2a)、白口鑄鐵(見圖2-2b)和麻口鑄鐵(見圖2-2c)。

b

圖2-2鑄鐵斷口

a)灰鑄鐵 b)白口鑄鐵 )麻口鑄鐵

(1)灰鑄鐵 灰鑄鐵的大多數(shù)力學性能指標遠低于鋼，但抗壓強度與鋼相當，具有良好的鑄造性能、減振性能、耐磨性能和切削加工性能，以及低的缺口敏感性，可用來生產(chǎn)一些強度要求不高、主要承受壓力的箱體或底座等，如圖2-3所示。

(2)白口鑄鐵白口鑄鐵是不含石墨的鑄

鐵，其幾乎全部的碳都與鐵形成碳化鐵FezC， 圖2-3底座

滲碳體，具有很高的硬度和脆性，不能承受冷

加工，也不能承受熱加工，只能直接用于鑄造狀態(tài)，是一種良好的耐磨材料，可在磨損條件下工作。白口鑄鐵包括普通白口鑄鐵、低合金白口鑄鐵、中合金白口鑄鐵和高合金白口鑄鐵。我國早在春秋時代就能生產(chǎn)耐磨性良好的白口鑄鐵，用來制作一些耐磨零件。白口鑄鐵一般用在犁鏵、磨片、導板和泵設備等方面。

(3)麻口鑄鐵麻口鑄鐵又稱斑鑄鐵，是介于白口鑄鐵和灰鑄鐵之間的一種鑄鐵，其斷口呈灰白相間的麻點狀。由于麻口鑄鐵性能不好，故應用較少。

2.

鑄鐵按化學成分不同，可分為普通鑄鐵與合金鑄鐵兩類。

(1)普通鑄鐵普通鑄鐵是指不含合金元素的鑄鐵，一般常用的灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等都屬于這一類鑄鐵。34 金屬材料常識普及讀本第2版

(2)合金鑄鐵合金鑄鐵是指在普鑄鐵內有意識地加入一些合金元以提高鑄鐵某些特殊性能而配制成的一種****鑄鐵，如具有各種耐蝕、

耐磨性能的鑄鐵。

耐

3按生產(chǎn)方法和組織性能分類

鑄鐵按生產(chǎn)方法和組織性能不同可分為灰鑄鐵、孕育鑄鐵、可鍛鑄鐵、