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2023-07-01
常用的铸造铁合金种类及应用场合
【摘要】：同一牌号的硅钙合金归为一批交货。表6-16 硅钙合金牌号和化学成分6.硅钙合金适用于炼钢、合金冶炼作复合脱氧剂和铸铁生产作孕育剂的硅钙合金按钙、硅及杂质含量不同，分为5个牌号，其化学成分应符合表6-16的规定。表6-17 电炉锰铁注：合金粉剂中水分小于0.5%。
铁合金在普通铸铁和铸钢中主要用于调整炉料或钢铁液中的合金含量，而在合金铸铁和合金铸钢中则是较明显地提高其某些力学性能和特殊性能，如耐磨性、抗磨性、耐热性和耐蚀性等。
1.硅铁
硅铁按硅及其杂质含量，分为16个牌号，其化学成分应符合表6-8的规定。
表6-8 硅铁（GB/T2272—2009）
（续）
注：1.硅铁浇注厚度：FeSi75系列各牌号硅铁锭不得超过100mm；FeSi65锭不得超过80mm。硅的偏析不大于4%。
2.硅铁供货粒度应按表6-9的规定。
3.硅铁按同一牌号组批，但含硅量波动范围不应超过3%（质量分数）。
表6-9 硅铁供货粒度（GB/T2272—2009）
注：FeSi45块度小于20mm×20mm的质量不应超过总质量的15%。
2.稀土硅铁合金
稀土硅铁合金呈银灰色块状。牌号和成分见表6-10。
表6-10 稀土硅铁合金（GB/T4137—2004）
注：1.产品粒度范围为0～5mm，＞5～50mm、＞50～150mm。小于下限和大于上限的各不超过总质量的5%。
2.产品外观应呈块状，不粉化，断面应呈银灰色。表面及断面均不得带有夹渣物。
3.需方对化学成分和粒度等如有特殊要求，可由供需双方另行协商。
3.稀土镁硅铁合金（表6-11）
表6-11 稀土镁硅铁合金（GB/T4138—2015）
注：1.产品粒度范围为5～30mm。小于5mm和大于30mm的各不应超过总质量的5%。
2.产品外观应呈块状、不粉化、断面应呈银灰色。表面及断面均不得带有夹渣物。
3.需方对化学成分和粒度如有特殊要求，可由供需双方另行协商。
4.硅铬合金
硅铬合金按硅、铬及其杂质含量的不同，分为五个牌号，其化学成分应符合表6-12规定。
表6-12 硅铬合金（GB/T4009—2008）
硅铬合金应呈块状或粒状在供方场地交货，其交货粒度范围应符合表6-13规定。
表6-13 硅铬合金规格（GB/T4009—2008）
5.锰硅合金
锰硅合金按锰、硅及其杂质元素含量的不同，分为9个牌号，其化学成分应符合表6-14的规定。
锰硅合金以块状供货，其粒度范围及允许偏差应符合表6-15的规定。
表6-14 锰硅合金牌号和化学成分（GB/T4008—2008）
注：括号中的牌号为旧牌号。
表6-15 锰硅合金块度允许偏差（GB/T4008—2008）
6.硅钙合金
适用于炼钢、合金冶炼作复合脱氧剂和铸铁生产作孕育剂的硅钙合金按钙、硅及杂质含量不同，分为5个牌号，其化学成分应符合表6-16的规定。
硅钙合金应呈块状供货，最大块重不得超过10kg，小于15mm×15mm碎块的量不得超过该批总质量的10%。同一牌号的硅钙合金归为一批交货。但一批产品中含硅量之差不得超过6%。
表6-16 硅钙合金牌号和化学成分（YB/T5051—2016）
注：合金粉剂中水分小于0.5%。
7.锰铁
锰铁的牌号和成分见表6-17。
表6-17 电炉锰铁（GB/T3795—2014）
（续）
注：锰铁以块状交货，其粒度范围应符合表6-18的规定。
表6-18 锰铁规格（GB/T3795—2014）
注：中碳锰铁可以粉状交货。
8.金属锰
适用于高级合金钢和非铁基合金冶炼时，作锰元素添加剂或脱氧剂使用。金属锰按锰及杂质含量的不同，分为4个牌号，其化学成分应符合表6-19的规定。金属锰应呈块状交货，最大块重应不超过10kg，小于10mm×10mm的数量不超过总重量的5%。
表6-19 金属锰的牌号和化学成分（GB/T2774—2006）
9.钛铁
钛对氧、氮有很强的亲和力，常作为一种优良的还原剂或脱氧剂净化铁液。钛铁按钛和杂质含量不同分为7个牌号，其化学成分应符合表6-20的规定。经供需双方协商并在合同中注明，可供应其他化学成分要求的钛铁。
表6-20 钛铁（GB/T3282—2012）
钛铁分块状、粒状或粉状5个粒度组别交货，其粒度要求应符合表6-21的规定。
表6-21 钛铁规格（GB/T3282—2012）
10.钒铁
加入钒的目的大多数是为了提高球墨铸铁的耐磨性；加入量不超过0.5%（质量分数）时对石墨球化没有影响。我国有些地区的生铁中含有钒、钛元素。经实践证明，用稀土镁作球化剂时，含钒0.2%（质量分数）、钛0.1%～0.15%（质量分数）可制成性能良好的球墨铸铁。钒钛有利于提高耐磨性。
钒铁牌号和成分见表6-22，经供需双方协商并在合同中注明，可供应其他化学成分要求的钒铁。钒铁以块状交货，其粒度要求应符合表6-23的规定。
表6-22 钒铁（GB/T4139—2012）
表6-23 钒铁规格（GB/T4139—2012）
11.铬铁
铬铁按含碳量的不同，分为28个牌号。每块重量不得大于15kg；尺寸小于20mm×20mm的铬铁块的质量不超过总质量的5%。同牌号、同组级的铬铁合金归为一批交货，每批铬含量的波动范围不大于5%，其化学成分应符合表6-24的规定。
表6-24 铬铁（GB/T5683—2008）
注：1.供方应分析每批高碳铬铁锰含量。
2.铬铁以50%含铬量（质量分数）作为基准量考核单位。
3.每批铬铁必须测定铬、硅、碳、磷含量，在供方能保证符合标准规定时，其他元素可以不测定（但吹氧法转炉生产中、低碳铬铁应分析硫含量）。
12.钼铁
按钼及杂质含量的不同，分为6个牌号，其化学成分应符合表6-25的规定。
微量铌、钼、镍三种元素均可使过冷灰铸铁力学性能提高，其中以钼的综合作用最为显著，而钼对硬度影响最大。
产品以块状交货，块度范围为10～150mm，10mm×10mm以下粒度不得超过该批总质量的5%，允许少量块度在一个方向最大尺寸为180mm。如用户有要求，可供10～100mm，10～50mm及10mm以下不同粒度的产品。每种粒度范围所允许的上、下限的质量分数，由供需双方商定。
按炉组批时，每批产品中的最高或最低含钼量与平均试样含钼量之差不得超过3%；按级组批（一批交货产品由一种牌号的若干炉钼铁组成）时，构成一批交货产品的各炉之间钼含量之差不应大于3%（绝对值）。
表6-25 钼铁（GB/T3649—2008）
13.钨铁
钨铁按钨及杂质含量的不同分为4个牌号，其化学成分应符合表6-26的规定。
表6-26 钨铁（GB/T3648—2013）
注：1.钨铁必测元素为W、C、P、S、Si、Mn的含量，其余为保证元素。
2.钨铁以70%（质量分数）含钨量作为基准量。
3.钨铁以块状交货，粒度范围为10～130mm，小于10mm×10mm粒度的量不应超过该批总质量的5%，其粒度检测按GB/T13247进行。
4.需方对产品粒度如有特殊要求，可由供需双方协议商定。
5.外观质量：钨铁块表面应光洁，断面及表面无显著非金属夹杂物。
14.硼铁
硼铁按硼、碳及杂质含量，分为9个牌号，其化学成分应符合表6-27规定。
表6-27 硼铁（GB/T5682—2015）
（续）
15.镍及镍合金
镍铁和金属镍牌号及化学成分见表6-28。
表6-28 镍铁和金属镍牌号及化学成分
注：镍铁参见GB/T25049—2010。
16.磷铁
磷铁按含磷量的不同，分为4个牌号，其化学成分应符合表6-29规定。
表6-29 磷铁（YB/T5036—2012）
17.铌铁
铌铁的化学成分应符合表6-30规定。
表6-30 铌铁（GB/T7737—2007）
注：1.铌铁以块状或粉状供货。
2.块状铌铁最大块重不超过8kg，小于20mm×20mm碎块的质量不得超过总质量的5%。
3.粉状铌铁以0.4mm供货，其中不大于0.098mm的不得超过总质量的30%。
4.需方对粒度如有特殊要求可与供方商定。
5.铌铁块表面和断面以及铌铁粉内不得有肉眼可见的明显夹杂物。
18.锡锭
锡锭主要化学成分应符合表6-31的规定。
锡是强烈稳定珠光体的元素，用它主要是为了增加基体的珠光体数量，提高强度，增加球墨铸铁的热稳定性，提高它在600～650℃下的使用寿命。锡含量（质量分数）一般为0.05%～0.1%，微量的锡对防止大断面球墨铸铁石墨变坏是有好处的。用锡合金化的最大特点是即使加入过量也不会形成游离碳化物。
表6-31 锡锭的化学成分（GB/T728—2010）
注：锡锭重量为25kg±1.5kg。
19.铋锭
铋及其合金常作为铸铁、钢和铝合金的添加剂，以改善合金的切削性能。
铋锭主要化学成分指标见表6-32。铋锭尺寸规格为375mm×140mm×300mm，允许偏差为5mm。
表6-32 铋锭的化学成分（GB/T915—2010）
20.锌锭
锌锭主要化学成分指标见表6-33。锌的含量为100%减去表中杂质总和的余量。锌锭单重为20～25kg。锌锭底面有两条凹槽，将锭分为三等份。
表6-33 锌锭的化学成分（GB/T470—2008）
21.铅锭
铅锭主要化学成分指标见表6-34。
表6-34 铅锭的化学成分（GB/T469—2013）
注：Pb含量为100%减去表中所列杂质实测总和的余量。
22.铜
铜使等温转变曲线右移，能稳定奥氏体，阻止铁素体形成，促使珠光体细化成索氏体，提高球墨铸铁的强度及耐磨性。此外铜还提高淬透性，使材质的均匀性有所提高。
在球墨铸铁中铜的含量以0.5%～1.5%（质量分数）为宜，一般在1.0%以下。常用在厚断面、性能要求高的铸件上。其化学成分见表6-35。
表6-35 阴极铜的化学成分（GB/T467—2010）
23.锑
各种牌号锑以锭状或水淬粒状产出。锭状锑为截角锥六面体，锭重不大于25kg；粒状锑无定型，不应含有外来夹杂物。
灰铸铁中加入适量的Sb可明显减小石墨尺寸。
锑和锡对铸铁的作用有积极的一面，也有消极的另一面。它们的积极作用是增加珠光体，使材料的强度、硬度及耐磨性提高；消极方面是产生晶间偏析，在共晶团边界上富集，导致形成脆性中间相（如磷共晶、碳化物及SbS或MgS共晶），使性能下降。因此，锑和锡都有一个合理加入量，超过某临界值性能将下降。当锑量为0.04%（质量分数）或锡量为0.06%（质量分数）时，球墨铸铁的抗拉强度和屈服强度达到最大值，超过此量强度将下降。
锑破坏镁球墨铸铁的石墨圆整度，改变球状石墨的正常生长方式，这种有害作用可以用加入稀土的办法予以中和并保持其稳定珠光体的特性，是生产铸态珠光体球墨铸铁有效的添加元素。其化学成分应符合表6-36规定。
表6-36 锑锭的化学成分（GB/T1599—2014）
注：Sb含量为100%减去表中所列杂质实测总和的余量。
24.镁
镁的化学成分见表6-37。
表6-37 镁的化学成分（GB/T3499—2011）
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