從鐵碳合金相圖知道,含碳量大于2.11% 的鐵碳合金稱為鑄鐵cast iron)。雖然鑄鐵的強(qiáng)度、塑性和韌性較差,不能進(jìn)行鍛造,但它卻具有優(yōu)良的鑄造性、減摩性、切削加工性等一系列的性能特點(diǎn),加上它的生產(chǎn)設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低,因此廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、石油、化工、冶金、礦山、交通運(yùn)輸、國(guó)防工業(yè)等部門。據(jù)統(tǒng)計(jì),按重量百分比計(jì)算,在農(nóng)業(yè)機(jī)械中鑄鐵件約占(40~60)%;汽車、拖拉機(jī)中約占(50~70)%;機(jī)床中約占(60~90)%。特別是近年來由于稀土鎂球墨鑄鐵的發(fā)展,更進(jìn)一步打破了鋼與鑄鐵的使用界限,不少過去使用碳鋼和合金鋼制造的重要零件,如曲軸、連桿、齒輪等,如今已可采用球墨鑄鐵來制造“以鐵代鋼”、“以鑄代鍛”。這不僅為國(guó)家節(jié)約了大量的鋼材,而且還大大減少了機(jī)械加工的工時(shí),降低了產(chǎn)品的成本。
鑄鐵之所以具有這些特性,除了因?yàn)樗哂薪咏簿У某煞?,熔點(diǎn)低,流動(dòng)性好,易于鑄造外,還因?yàn)樗腃、Si含量較高, 使碳大部分不以化合(Fe3C)而是呈游離的石墨狀態(tài)存在,石墨有潤(rùn)滑作用和吸油能力,因而鑄鐵有良好的減摩性和切削加工性。根據(jù)碳在鑄鐵組織中存在形式不同,可分為以下幾類:
1.白口鑄鐵(white cast iron)
簡(jiǎn)稱為白口鐵,完全按照Fe-Fe3C 相圖進(jìn)行結(jié)晶而得到的鑄鐵。其中碳全部以滲碳體(Fe3C)形式存在,斷口呈銀白色。由于存在有大量硬而脆的Fe3C,硬度高,脆性大,很難切削加工。很少用來直接制造機(jī)器,主要用于煉鋼原料或制造可鍛鑄鐵的毛坯。
2.灰口鑄鐵(gray cast iron)
碳主要結(jié)晶成游離狀態(tài)的石墨。其中碳大部分或全部以片狀石墨形狀存在,斷口為暗灰色,常見的鑄鐵件多數(shù)是灰口鑄鐵。
3.可鍛鑄鐵(malleable iron)
由一定成分的白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火處理而獲得,其中碳大部分或全部以團(tuán)狀石墨形式存在,由于具有較灰口鑄鐵高得多的塑性和韌性,習(xí)慣上稱為可鍛鑄鐵,實(shí)際上不能鍛。
4.球墨鑄鐵(nodular cast iron)
鐵水在澆注前經(jīng)球化處理,其中碳大部分或全部以球狀石墨形式存在,機(jī)械性能高,生產(chǎn)工藝比可鍛鑄鐵簡(jiǎn)單,近年來日益得到廣泛的應(yīng)用。
5.蠕墨鑄鐵
碳以蠕蟲狀石墨形式存在,介于片狀和球狀石墨之間,是近十幾年發(fā)展起來的新型鑄鐵。
此外,為了滿足一些特殊要求,向鑄鐵中加入一些合金元素,如Cr、Al、B等,可得到耐蝕鑄鐵、 耐熱鑄鐵及耐磨鑄鐵等合金鑄鐵。
二、鑄鐵的石墨化及影響因素
從以上各種鑄鐵的組織可見, 鑄鐵中的碳可能以化合狀態(tài)(Fe3C)或自由狀態(tài)(石墨)兩種形態(tài)存在。鑄鐵在結(jié)晶過程中,碳以石墨形態(tài)析出的現(xiàn)象稱為石墨化。鑄鐵中石墨化程度直接決定了鑄鐵的組織和性能。影響鑄鐵中石墨化的因素主要有化學(xué)成分和冷卻速度。
1.化學(xué)成分
(1)碳和硅
碳和硅是強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化的元素。鑄鐵中C、Si越高,石墨化越容易進(jìn)行,越容易得到灰口組織。但過高,石墨多而粗大,組織中鐵素體量增多,珠光體量減少,力學(xué)性能降低。因此,為了保得到一定數(shù)量的石墨,避免形成白口鑄鐵,灰口鑄鐵中C 一般控制在(2.5~4.0) %,Si控制在(1.0~3.0) %,厚壁件取下限,薄壁件取上限。砂型鑄造時(shí),碳硅含量與鑄鐵組織的關(guān)系如圖21-2所示。
(2)硫
S是強(qiáng)烈阻礙石墨化的元素,S阻礙C原子的擴(kuò)散,S還能增強(qiáng)Fe、C原子的結(jié)合力。強(qiáng)烈的阻礙石墨化,S能使鐵水的流動(dòng)性降低,收縮量增大,使鑄鐵有較大的熱裂傾向,因此鑄鐵中S 含量越低越好,一般要控制在0.15%以下。
(3)錳
Mn本身是阻礙石墨化的元素,但它能與S結(jié)合,形成MnS浮集到渣中,從而削弱了S阻礙石墨化作用,Mn一般為(0.5~1.4) %。
4)磷
P對(duì)石墨化稍起促進(jìn)作用,改善鑄造性能。但P具有冷脆性,是有害元素,要控制使用。
2.冷卻速度
冷卻速度對(duì)鑄鐵石墨化的影響很大。冷卻越慢,原子擴(kuò)散越充分,越有利于石墨化進(jìn)行。而快冷阻止石墨化越容易得到白口組織。
冷卻速度的大小主要取決于澆注溫度、鑄件壁厚和鑄型導(dǎo)熱能力等多種因素。澆注溫度愈高,使得鐵水凝固前鑄型吸收的熱量愈多,鑄件冷卻就愈慢;各種造型材料的導(dǎo)熱性不同,鑄件在金屬型中的冷卻比在砂型中快。同是砂型,濕型的冷卻速度大于干型和預(yù)熱的鑄型;鑄件壁厚是影響冷卻速度的一個(gè)重要因素,鑄件壁越厚,則冷卻速度越小,石墨化就越完全。所以,在實(shí)際生產(chǎn)中常常發(fā)現(xiàn)同一厚壁處為灰口,而薄壁處出現(xiàn)白口的現(xiàn)象。鑄鐵的化學(xué)成分(C+Si)和冷卻速度對(duì)組織的影響如圖21-3所示。 生產(chǎn)中就是利用這一關(guān)系,對(duì)于不同壁厚的鑄件通過調(diào)整C和Si 的含量以保得到所需要的灰口組織。
第二節(jié) 灰口鑄鐵
灰口鑄鐵(簡(jiǎn)稱為灰鐵)是價(jià)格便宜,應(yīng)用一種鑄鐵,占各種鑄鐵總含量的80%以上。
一、灰口鑄鐵的成分、組織與性能
(一)灰口鑄鐵的成分與組織
灰口鑄鐵的化學(xué)成分大致為:(2.6~3.6) %C,(1.2~3.0) %Si,(0.4~1.2)%Mn,≤0.15%S,≤0.3%P。
灰口鑄鐵組織特點(diǎn)是石墨呈片狀分布在金屬的基體組織上。按金屬基體組織的不同,灰口鑄鐵分為三種類型:鐵素體灰口鑄鐵;鐵素體-珠光體灰口鑄鐵;珠光體灰口鑄鐵。
1.鐵素體灰口鑄鐵
它是在鐵素體的金屬基體上分布著粗大的片狀石墨。此鑄鐵的強(qiáng)度、硬度低,很少用來制造機(jī)器零件,但質(zhì)軟,易加工,鑄造性能好,可用來制造少數(shù)要求不高的鑄件或薄件。
2.鐵素體--珠光體灰口鑄鐵
它是在珠光體和鐵素體組成的金屬基體上分布著片狀石墨,其石墨片稍粗大,數(shù)量也較多,因此,其強(qiáng)度、硬度較差,此種鑄造時(shí)易控制,切削性能較好,用途廣。
3.珠光體灰口鑄鐵
它是在珠光體的基體上分布著細(xì)小而均勻的片狀石墨。強(qiáng)度、硬度高,主要用于制造重要機(jī)件。
(二)灰口鑄鐵的性能
1.機(jī)械性能
灰口鑄鐵組織是鋼的基體上分布有片狀石墨,石墨的密度為鑄鐵的1/3,其體積約占鑄鐵的(7~10)%,石墨的抗拉強(qiáng)度小于20MPa,塑性近于零,硬度3HBS,石墨的這種特性是改變灰口鑄鐵機(jī)械性能的主要因素。
由于片狀石墨象刀口一樣對(duì)金屬基體的嚴(yán)重割裂作用,減少了基體受力的有效面積,使鑄件金屬基體的作用不能充分發(fā)揮,據(jù)統(tǒng)計(jì)灰口鑄鐵金屬基體強(qiáng)度的利用率一般不超過(30~50)%,這表現(xiàn)為鑄鐵抗拉強(qiáng)度比碳鋼低得多,σb為(120~250)MPa,塑性、韌性較差,并且?guī)缀鯖]有延伸率(δ≈0),使普通灰口鑄鐵成為脆性材料, 故常把灰口鑄鐵看成具有大量微小裂紋或孔洞的碳鋼。但石墨對(duì)基體的割裂作用和造成的應(yīng)力集中對(duì)壓應(yīng)力的有害影響較小,所以灰口鑄鐵的抗壓強(qiáng)度較高。石墨數(shù)量愈多,愈粗大,分布愈不均勻,對(duì)基體的割裂就愈嚴(yán)重,其機(jī)械性能愈差。由上可知,普通灰鐵性能好壞的關(guān)鍵是組織中的石墨,即其性能取決于鑄鐵的石墨化程度。
2.工藝性能
由于鑄鐵很脆,因此不能進(jìn)行鍛造和沖壓,焊接時(shí)易于產(chǎn)生裂紋,并出現(xiàn)白口組織,使切削加工增加困難,所以說焊接性能差。
灰口鑄鐵接近共晶成分,鑄造時(shí)流動(dòng)性好,又由于石墨膨脹可使收縮減小,鑄造性能好。
由于石墨具有割裂基體連續(xù)性的作用,從而使鑄件的切削屑易脆斷成碎片,具有良好的切削加工性。
3.減振性
鑄鐵中的石墨對(duì)振動(dòng)能起緩沖作用,阻止晶粒間振動(dòng)能的傳遞,并將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。所以,灰口鑄鐵具有很好的減振性。并且,粗大片狀石墨的減振能力大于球狀石墨,因此對(duì)于承受振動(dòng)較大的零件,在強(qiáng)度允許時(shí)應(yīng)先采用具有片狀石墨的普通灰口鑄鐵。
4.耐磨性
石墨對(duì)鑄鐵耐磨性的影響主要表現(xiàn)在儲(chǔ)油與潤(rùn)滑兩個(gè)方面。鑄鐵摩擦面上的石墨構(gòu)成大量的顯微凹坑,起儲(chǔ)油作用,可維持油膜的連續(xù)性,同時(shí)石墨本身又是良好的潤(rùn)滑劑,脫落在摩擦面上也起潤(rùn)滑作用。所以灰口鑄鐵具有良好的耐磨性。
5.缺口敏感性小
石墨在鑄鐵中形成大量的小切口,從而減少了它對(duì)外來切口( 孔洞、斷面的急劇過渡、非金屬夾雜等)的敏感性。因此, 表面加工質(zhì)量不高對(duì)鑄鐵疲勞強(qiáng)度的不利影響要比對(duì)鋼的影響小得多。
由于灰口鑄鐵具有以上一系列的特點(diǎn),故被廣泛地用來制造各種承受壓力和要求消振性好的床身、機(jī)架、箱體、殼體和經(jīng)受摩擦的導(dǎo)軌、缸體、活塞環(huán)等。
二、灰口鑄鐵的孕育處理
普通灰口鑄鐵的大弱點(diǎn)是強(qiáng)度低,這是因?yàn)橐话慊铱阼T鐵的C、Si含量較高,石墨片和基體組織比較粗大。 提高灰口鑄鐵機(jī)械性能的有效方法之一是采用孕育處理(inoculation)的方法。它是把作為孕育劑(inoculant)的硅鐵或硅鈣合金(加入量一般為鐵水總質(zhì)量的0.4%左右)沖入到C、Si含量稍低的鐵水中,經(jīng)攪拌去渣后進(jìn)行澆注,以獲得大量的人工晶核,從而得到石墨片極為細(xì)小且均勻分布的珠光體灰口鑄鐵,這種鑄鐵又常稱為“孕育鑄鐵”( inoculated cast iron)。其強(qiáng)度、硬度比普通灰口鑄鐵有顯著提高。
孕育鑄鐵具有較高的強(qiáng)度和硬度,可用來制造力學(xué)性能要求較高的鑄件,如汽缸、曲軸、凸輪、機(jī)床床身等,尤其是截面尺寸變化較大的鑄件。
另外,工廠里常用去應(yīng)力退火和軟化退火來消除鑄件內(nèi)應(yīng)力和白口組織。
三、灰口鑄鐵的牌號(hào)和應(yīng)用
灰口鑄鐵的牌號(hào)由“灰鐵”漢語拼音的字首“HT”和后面的三位數(shù)字組成。后續(xù)數(shù)字表示低抗拉強(qiáng)度(MPa)的數(shù)值。表21-1列出灰口鑄鐵的牌號(hào)、性能和用途。
第三節(jié) 可鍛鑄鐵
可鍛鑄鐵又稱馬鐵或瑪鋼,實(shí)際并不可以鍛造,這些名稱只表示它具有一定的塑性δ=(2~12) %和韌性aKU≤30J/cm2,故稱為展性鑄鐵或韌性鑄鐵。可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵通過退火處理使?jié)B碳體分解而得到團(tuán)絮狀石墨的一種高強(qiáng)度鑄鐵。按退火方法不同有黑心和白心兩種類型鑄鐵。黑心可鍛鑄鐵依靠石墨化退火獲得,白心可鍛鑄鐵利用氧化脫碳退火來制取。后者已很少生產(chǎn),我國(guó)主要生產(chǎn)黑心可鍛鑄鐵。
可鍛鑄鐵的化學(xué)成分為:(2.4~2.7)%C,(1.4~1.8)%Si,(0.5~0.7)%Mn,<0.08%P,<0.25%S。C、Si含量很低,就是為了保證在通常冷卻條件下得到白口鑄鐵件。
根據(jù)基體組織的不同,可分為鐵素體可鍛鑄鐵和珠光體可鍛鑄鐵,其顯微組織如圖21-5所示。
由于石墨呈團(tuán)狀,對(duì)基體的割裂破壞作用比片狀石墨小得多,因此有較高的強(qiáng)度σb=(300~700)MPa,以及較好的塑性和韌性,適于生產(chǎn)對(duì)機(jī)械性能要求較高,承受沖擊負(fù)荷的薄壁( 厚度不超過25mm)形狀復(fù)雜的小型鑄件,如各種管接頭、閥門及汽車上的一些小零件。但可鍛鑄鐵生產(chǎn)周期長(zhǎng),工藝復(fù)雜,成本較高,近年來有些可鍛鑄鐵件已部分地被球墨鑄鐵所代替。
第四節(jié) 球墨鑄鐵
一、球墨鑄鐵的組織和性能
球墨鑄鐵(簡(jiǎn)稱為球鐵)是近幾十年來鑄鐵生產(chǎn)發(fā)展的一個(gè)重要方面,結(jié)合我國(guó)資源特點(diǎn),于六十年代創(chuàng)造了稀土鎂球墨鑄鐵。目前已成功地用于鑄造一些受力復(fù)雜,強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求較高的零件。
球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨,有效地提高了鑄鐵的機(jī)械性能,特別是提高了塑性和韌性,從而得到比碳鋼還高的強(qiáng)度。
球墨鑄鐵與灰口鑄鐵相比,C、Si含量較高,而Mn較低,對(duì)S、P的限制較嚴(yán)。其化學(xué)成分一般為:(3.5~3.8)%C,(2.0~3.0)%Si,(0.5~0.7)%Mn,<0.08%P,<0.02%S,(0.03~0.07)%Mg(此為無稀土元素時(shí)),當(dāng)有稀土元素存在時(shí),則Mg可低些。
根據(jù)基體組織的不同,常用的球墨鑄鐵分為三種類型:鐵素體球鐵、鐵素體--珠光體球鐵及珠光體球鐵。
球墨鑄鐵良好的機(jī)械性能是與其組織特點(diǎn)分不開的,在球鐵中,石墨結(jié)晶成球狀,對(duì)基體的割裂作用大為減小,基體強(qiáng)度的利用率達(dá)(70~90)%,抗拉強(qiáng)度不僅高于鑄鐵,甚至還高于碳鋼,σb=(400~600)MPa,σs=(300~400)MPa。屈強(qiáng)比σs/σb為0.7~0.8,比鋼約高40%左右。塑性、韌性比灰口鑄鐵大大提高,δ=(1.5~10)%,經(jīng)熱處理高可達(dá)δ=(20~25)%。
球墨鑄鐵不僅具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過灰鐵的機(jī)械性能,而且同樣也具有灰鐵的一系列優(yōu)點(diǎn)。如良好的鑄造性能、減摩性、切削加工性及低的缺口敏感性等。甚至在某些性能方面可與鍛鋼相媲美,如疲勞強(qiáng)度大致與中碳鋼相似,耐磨性優(yōu)于表面淬火鋼等。此外,球鐵還可適應(yīng)各種熱處理,使其機(jī)械性能提高到更高的水平。因此。球鐵一出現(xiàn)就得到迅速的發(fā)展。它可代替部分鋼作較重要的零件,對(duì)實(shí)現(xiàn)以鐵代鋼、以鑄代鍛起重要的作用,具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。珠光體球鐵常用于制造曲軸、連桿、凸輪軸、機(jī)床主軸、水壓機(jī)氣缸、缸套、活塞等。鐵素體球鐵用于制造壓閥、機(jī)座、汽車后橋殼等。
二、球墨鑄鐵的牌號(hào)的應(yīng)用
球墨鑄鐵牌號(hào)由“QT”(“球鐵”兩字漢語拼音字首) 和兩組數(shù)字組成,前一組數(shù)字表示低抗拉強(qiáng)度,后一組數(shù)字表示低伸長(zhǎng)率。如QT500-07,表示抗拉強(qiáng)度低值為500MPa,伸長(zhǎng)率低值為7%的球墨鑄鐵。球墨鑄鐵的牌號(hào)、性能和用途見表21-3?!?br />
三、球墨鑄鐵的生產(chǎn)
球鐵的生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制鐵水的化學(xué)成分,S、P含量愈低愈好。選擇適合的球化劑和孕育劑,球化劑的作用是使石墨結(jié)晶時(shí)呈球狀析出,常用的是稀土鎂合金和稀土硅鐵鎂,加入量為鐵水的(1~1.6)%。鎂是重要的球化元素,但密度小(1.74g/cm3) ,沸點(diǎn)低(1120℃),若直接加到鐵水中,將立即沸騰,鎂的回收率低,且易出事故。稀土元素的球化作用比鎂弱,但有強(qiáng)烈的脫硫、去氣能力,還能細(xì)化組織,改善鑄造性能。孕育劑的作用是促進(jìn)鐵水的石墨化,防止產(chǎn)生白口。由于鎂和稀土元素都是阻止石墨化的元素,球化同時(shí)需加孕育劑。孕育劑為75%硅鐵,加入量為鐵水重量的(0.4~1.0)%,同時(shí)要掌握好球化處理和熱處理工藝。
球化處理常用的方法是沖入法,處理時(shí),先將球化劑放到鐵水包低部的堤壩內(nèi),上面鋪以硅鐵粉和稻草灰,并壓緊,以延緩鐵水與球化劑的作用,防止球化劑上浮,提高吸收率。
開始時(shí)先將鐵水包容量的1/2~1/3鐵水沖入包內(nèi),使球化劑與鐵水發(fā)生反應(yīng),然后沖入其余鐵水,經(jīng)攪拌扒渣后,即可澆注。
將球化劑置于澆注系統(tǒng)中特制的反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行球化處理的工藝稱為型內(nèi)球化,是近年來球化工藝的新發(fā)展。鎂的利用率高,質(zhì)量穩(wěn)定,并適合流水作業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
因球化處理時(shí)鐵水溫度有所降低,為保證流動(dòng)性,應(yīng)使鐵水的出爐溫度高些。
四、球墨鑄鐵的熱處理
由于球鐵基體組織與鋼相同,球鐵石墨又不易引起應(yīng)力集中,因此它具有較好的熱處理工藝性能。凡是鋼可以采用的熱處理,在理論上對(duì)球鐵都適用。常用的熱處理方法有以下幾種:
1.退火
目的是為了獲得高塑性、韌性的鐵素體球鐵。如汽車、拖拉機(jī)的底盤鑄件需進(jìn)行退火處理。
2.正火
目的是增加基體組織中珠光體的含量,并使其細(xì)化,提高鑄鐵的強(qiáng)度、硬度和耐磨性,如發(fā)動(dòng)機(jī)的缸套、滑座和軸套等鑄件均要進(jìn)行正火。
此外,還能將鑄態(tài)珠光體球鐵進(jìn)行調(diào)質(zhì)和等溫淬火,以獲得高的強(qiáng)度和硬度,但是都只適宜于小件。
第五節(jié) 蠕墨鑄鐵及合金鑄鐵簡(jiǎn)介
一、蠕墨鑄鐵
蠕墨鑄鐵是70年代發(fā)展起來的一種新型高強(qiáng)度鑄鐵。生產(chǎn)蠕墨鑄鐵的方法與球鐵相似,即在出鐵時(shí)往鐵水中加入蠕化劑,進(jìn)行蠕化處理,然后加入孕育劑作孕育處理而得到。目前所用的蠕化劑有鎂鈦合金、稀土鎂鈦合金或稀土鎂鈣合金等。
蠕墨鑄鐵的石墨呈蠕蟲狀,短而厚,端部圓滑,分布均勻。其機(jī)械性能介于普通灰鑄鐵和球鐵之間,熱疲勞性能好。具有接近灰口鑄鐵的優(yōu)良的鑄造性能。它主要應(yīng)用于一些經(jīng)受熱循環(huán)載荷,要求組織致密、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強(qiáng)度高的鑄件,如汽缸蓋、汽缸套、鋼錠模、液壓閥等鑄件。它是一種有發(fā)展前程的結(jié)構(gòu)材料。
蠕墨鑄鐵的牌號(hào)用“RuT”加一組數(shù)字表示。如RuT420, 表示抗拉強(qiáng)度不低于420MPa的蠕墨鑄鐵?! ?br />
二、合金鑄鐵
隨著生產(chǎn)的發(fā)展,對(duì)鑄鐵不僅要求有更高的機(jī)械性能,而且有時(shí)還要求具有某些特殊性能。如耐磨性、耐熱性和耐蝕性等。為此,可向鑄鐵中加入一定量的合金元素制成合金鑄鐵(alloy cast iron)。
(一)耐磨鑄鐵(wear resistant cast iron)
向鑄鐵中加入一定的P、B、V或Ti等元素, 使鑄鐵組織中形成大量均布的高硬度顯微夾雜物,大大提高了鑄鐵的耐磨性。向鑄鐵中加入Cr、Mo和Cu等元素使基體組織細(xì)化和強(qiáng)化,也能提高耐磨性。高P、Cu、Ti合金鑄鐵是制造機(jī)床導(dǎo)軌的好材料。Cr、Mo、Cu 合金鑄鐵主要用在汽車、拖拉機(jī)、精密機(jī)床方面以及要求較高的大型柴油機(jī)汽缸套及活塞環(huán)等零件。此外,還有中錳球墨鑄鐵用于農(nóng)機(jī)上的耙片、犁鏵、球磨機(jī)的襯板、磨球、拖拉機(jī)上的履帶板等。
(二)耐熱鑄鐵(heat-resistant cast iron)
耐熱鑄鐵是指在高溫下具有較好的抗氧化和抗生長(zhǎng)的能力。所謂“生長(zhǎng)”是指由于氧化性氣體沿著石墨片的邊界和裂紋滲入鑄鐵內(nèi)部所造成的氧化以及由于Fe3C分解而發(fā)生的石墨化引起鑄鐵件體積膨脹。向鑄鐵中加入一定量的Al、Si或Cr等元素,一方面使鑄鐵表面形成致密的氧化膜(Al2O3、SiO2、Cr2O3),使這類鑄鐵在高溫下具有抗氧化、不起皮的能力;另一方面,這些元素提高了鑄鐵組織的相變溫度,阻止了Fe3C的分解,增強(qiáng)了鑄鐵在高溫下的抗生長(zhǎng)性,使鑄件的性能與尺寸穩(wěn)定,即提高了耐熱性。耐熱鑄鐵可用于制造爐門、爐柵等耐熱件。
(三)耐蝕鑄鐵(corrosion resistant cast iron)
耐蝕鑄鐵是指在腐蝕性介質(zhì)中工作時(shí)具有耐蝕能力的鑄鐵。它們主要應(yīng)用于化工部門,如閥門、管道、泵、容器等。提高鑄鐵耐蝕性主要靠加入大量的Si、Al、Cr、Ni、Cu等合金元素。在鑄件表面形成保護(hù)膜,可以提高鑄鐵的耐蝕性能。