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　　鑄鐵和有色金屬材料

　　2.鑄鐵的分類和用途

　　鑄鐵是含碳量大于2.11%的鐵碳含金。鑄鐵與鋼相比，其成分特點(diǎn)是碳、硅含量高，雜質(zhì)含量也較高。雜質(zhì)在鋼和鑄鐵中的作用完全不同：

　　磷在耐磨鑄鐵中是提高其耐磨性的主要合金元素;

　　錳和硅都是鑄鐵中的重要元素;

　　唯一有害的元素是硫。

　　鑄鐵的組織特點(diǎn)是含有石墨，組織的其余部分相當(dāng)于碳含量<0.80%鋼的組織。

　　鑄鐵的韌性和塑性主要決定于石墨的數(shù)量、形狀、大小和分布，其中石墨形狀的影響最大。鑄鐵的其他性能也與石墨密切相關(guān)。

　　基體組織是影響鑄鐵硬度、抗壓強(qiáng)度和耐磨性的主要因素。

　　(1)鑄鐵的分類

　　按碳存在的形式，鑄鐵可分為灰口鑄鐵、白口鑄鐵和麻口鑄鐵三大類。

　　按照石墨的形狀特征，灰口鑄鐵可分為普通灰鑄鐵(石墨呈片狀)、蠕墨鑄鐵(石墨呈蠕蟲狀)、可鍛鑄鐵(石墨呈團(tuán)絮狀)和球墨鑄鐵(石墨呈球狀)四大類。

　　白口鑄鐵中的碳完全以滲碳體的形式存在，很難切削加工，主要作煉鋼原料使用。硬度和耐磨性高，可以鑄成表面為白口組織的鑄件，如軋輥、球磨機(jī)的磨球等。

　　(2)鑄鐵牌號的表示方法

　　(3)工程中常用鑄鐵的性能和特點(diǎn)(共7種)

　　2)球墨鑄鐵。球墨鑄鐵成分要求比較嚴(yán)格，與灰鑄鐵相比，它的含碳量較高，鑄造性能很好，成本低廉，生產(chǎn)方便，工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

　　球墨鑄鐵綜合機(jī)械性能接近于鋼，抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)超灰鑄鐵，與鋼相當(dāng)。承受靜載的零件，使用球墨鑄鐵比鑄鋼還節(jié)省材料，重量更輕，并具有較好的耐疲勞強(qiáng)度。

　　實(shí)際工程中常用球墨鑄鐵代替鋼制造某些重要零件，如曲軸、連桿和凸輪軸等，也可用于高層建筑室外進(jìn)入室內(nèi)給水的總管或室內(nèi)總干管。

　　3)蠕墨鑄鐵。是在一定成分的鐵水中加入適量的蠕化劑經(jīng)處理而煉成的，其方法和程序與球墨鑄鐵基本相關(guān)。

　　強(qiáng)度接近于球墨鑄鐵，具有一定韌性和較高耐磨性;又有灰鑄鐵良好鑄造性能和導(dǎo)熱性。

　　蠕墨鑄鐵在生產(chǎn)中主要用于生產(chǎn)汽缸蓋、汽缸套、鋼錠模和液壓閥等鑄件。

　　4)可鍛鑄鐵。有黑心可鍛鑄鐵、白心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵三種。

　　具有較髙的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性，可以部分代替碳鋼。與球墨鑄鐵相比，可鍛鑄鐵具有成本低，質(zhì)量穩(wěn)定，處理工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。

　　常用來制造形狀復(fù)雜、承受沖擊和振動(dòng)荷載的零件，如管接頭和低壓閥門等。

　　(二)有色金屬材料

　　有色金屬是指黑色金屬以外的所有金屬及其合金。

　　1.有色金屬及其合金牌號表示方法

　　2.工程中常用有色金屬的性能和特點(diǎn)

　　(1)鋁及鋁合金。

　　(2)銅及銅合金。

　　(3)鎳及鎳合金。

　　鎳力學(xué)性能良好，尤其塑性、韌性優(yōu)良。

　　鎳的標(biāo)準(zhǔn)電勢大于鐵，可獲得耐蝕性優(yōu)異的鎳基耐蝕合金，能適應(yīng)多種腐蝕環(huán)境，用于化學(xué)、石油、有色金屬冶煉、高溫、高壓、高濃度或混有不純物等各種苛刻腐蝕環(huán)境的比較理想的金屬材料。

　　廣泛應(yīng)用于化工、制堿、冶金、石油等行業(yè)中的壓力容器、換熱器、塔器、蒸發(fā)器、攪拌器材和儲運(yùn)器等。

　　(4)鈦及鈦合金。

　　鈦在高溫下化學(xué)活性極高，非常容易與氧、氮和碳等元素形成穩(wěn)定的化合物，所以在大氣中工作的鈦及鈦合金只在540℃以下使用;

　　鈦具有良好的低溫性能，可做低溫材料;

　　常溫下鈦具有極好的抗蝕性能，在大氣、海水、硝酸和堿溶液等介質(zhì)中十分穩(wěn)定。但在任何濃度的氫氟酸中均能迅速溶解。

　　(5)鉛及鉛合金。

　　鉛在大氣、淡水、海水中很穩(wěn)定。

　　鉛對硫酸、磷酸、亞硫酸、鉻酸和氫氟酸等有良好的耐蝕性。

　　鉛不耐硝酸的腐蝕，在鹽酸中也不穩(wěn)定。

　　(6)鎂及鎂合金。

　　比強(qiáng)度和比剛度可以與合金結(jié)構(gòu)鋼相媲美，鎂合金能承受較大的沖擊、振動(dòng)荷載，并有良好的機(jī)械加工性能和拋光性能。

　　其缺點(diǎn)是耐蝕性較差、缺口敏感性大及熔鑄工藝復(fù)雜。

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