球墨铸铁和铸钢的区别
铸铁和铸钢的区别
铸铁和铸钢的区别
一、本质的区别：铸铁和铸钢所含碳、硅、锰、磷、硫等化学元素的百分比不同。
二、内部结构的区别：在铸造过程中，结晶后具有不同的组织结构，因而机械性能和工艺性能产生不同。
三、物理性能的区别：在铸造状态下，铸铁的延伸率、断面收缩率、冲击韧性都比铸钢低；但是铸铁的抗压强度和消震性能比铸钢好；
四、适用范围的区别：铸铁更适于铸造结构复杂的薄壁铸件；
五、力学性能区别：在弯曲试验时，铸铁为脆性断裂，铸钢为弯曲变形。
铸钢与铸铁比较
铸钢与铸铁区别：成分：理论上，铸钢是含碳小于2.11%的铁-碳合金；（实际中小于0.7%）铸铁是含碳大于2.11%小于6.69%的铁-碳合金。
组织：铸钢在常温下由不同比例的铁素体、渗碳体组成。
铸铁在常温下由不同比例的莱氏体及石墨组成。
铸钢（cast steel）用以浇注铸件的钢。
铸造合金的一种。
铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。
①铸造碳钢。
以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。
含碳小于0.2％的为铸造低碳钢，含碳0.2％～0.5％的为铸造中碳钢，含碳大于0.5％的为铸造高碳钢。
随着含碳量的增加，铸造碳钢的强度增大，硬度提高。
铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性，成本较低，在重型机械中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等；在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等。
②铸造低合金钢。
含有锰、铬、铜等合金元素的铸钢。
合金元素总量一般小于5％，具有较大的冲击韧性，并能通过热处理获得更好的机械性能。
铸造低合金钢比碳钢具有较优的使用性能，能减小零件质量，提高使用寿命。
③铸造特种钢。
为适应特殊需要而炼制的合金铸钢，品种繁多，通常含有一种或多种的高量合金元素，以获得某种特殊性能。
例如，含锰11％～14％的高锰钢能耐冲击磨损，多用于矿山机械、工程机械的耐磨零件；以铬或铬镍为主要合金元素的各种不锈钢，用于在有腐蚀或650℃以上高温条件下工作的零件，如化工用阀体、泵、容器或大容量电站的汽轮机壳体等。
铸钢钢冶炼后材质的变化特点304 316铸钢是目前应用最为广泛的不锈钢，304,C≤0.08 Ni8.00～10.00 Cr18.00～20.00，Mn<=2.0 Si<=1.0 S<=0.030 P<=0.035 304LC≤0.03其他的元素与304相同304 316是奥氏体铸钢，无磁性的，430 403 410 这些是奥氏体-铁素体不锈钢有磁性。
铸钢与铸铁
3.金属材料
3.3 铸钢与铸铁
单元22
6
因此，灰口铸铁按石墨的形状和大小又可分为：
灰铸铁 －石墨为片状；(常被称为灰口铸铁) 球墨铸铁－石墨为球状； 可锻铸铁－石墨为团絮状； 蠕墨铸铁－石墨为蠕虫状。
铸铁中石墨的形成过程称为石墨化过程,
铸铁的化学成分和结晶时的冷却速度是影响石墨化和铸铁组织的主要因素。 1、化学成分的影响 ①碳和硅的影响: 硅和碳都是强烈促进石墨化的元素。 ②锰的影响：锰是一个阻碍石墨化的元素。 ③硫的影响： 硫阻碍碳原子的扩散，是一个促进白口铸铁的元素， 而且降低铁水的流动性，恶化铸造性能， ④磷的影响：磷是一个促进石墨化不十分强烈的元素。 2. 冷却速度对铸件石墨化的影响 铸件冷却速度越缓慢，即过冷度较小时，越有利于石墨化过程的充分进行。
3.金属材料
3.3 铸钢与铸铁
单元22
5
(二)、铸铁的分类
铸铁是碳含量大于2.11％的铁碳合金，其中的碳有以化合态 的渗碳体Fe3C析出,也有以游离态的石墨析出。根据铸铁 中的碳在结晶过程中的析出状态以及凝固后断口颜色的不同， 状态可分为三大类：白口铸铁；麻口铸铁；灰口铸铁
白口铸铁－碳除少量溶于铁素体外，其余全部以化合物状态的
铸铁的性能取决于铸铁的组织和成分。因此，铸铁的机械性能 主要取决于铸铁基体组织以及石墨的数量、形状、大小及分布 特点。石墨机械性能很低，硬度仅为HB3～5，抗拉强度为20Mpa， 延伸率接近零
3.金属材料
3.3 铸钢与铸铁 石墨 珠光体
单元22
铁素体
4
一般说来，石墨的数量越少，分布越分散，形状越接近球形， 则铸铁的强度、塑性和韧性越高。
3.金属材料
3.3 铸钢与铸铁
单元22
铸钢和球铁比较终版
关于铸钢WCB（ZG230-450））和球铁(QT450-10)的比较1.材质介绍及机械性能比较：铸钢：以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。
铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性，成本较低，在重型机械中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等；在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩；工矿项目中的阀体、泵、容器或大容量电站的汽轮机壳体等。
球铁：将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。
比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。
用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。
通过以上两个表格可以发现：a.铸钢延展性更好强度高（即更耐压），热处理工艺性能好，可控性更高。
b.球铁的韧-----脆转折温度比铸钢高，金属材料耐低温主要是韧性－脆性转变温度低于使用温度，所以铸钢的耐低温（-29℃）性能要优于球铁（-19℃）。
c.金属材料在一定的温度和压力下，随时间的延续所发生的缓慢、连续的塑性形变现象称为蠕变现象，即金属材料的耐高温性能。
铸钢由于韧性等机械性能优于球铁材质，所以耐高压（425℃）性能要优于球铁（350℃）2.铸造性能比较：在球铁铸件铸造生产中，常见的铸件缺陷除有灰铸铁件的一般缺陷外，还有球化不良、球化衰退、夹渣、锁松、石墨漂浮、皮下气孔等，但铸钢不会存在类似铸造缺陷，所以铸钢铸造工艺更可控，不易产生铸造缺陷，如砂眼、气泡、裂纹等。
3.焊接性能比较：a.球墨铸铁的焊接性能很差，它和灰铸铁一样，其焊接工艺主要用于缺陷焊补或旧件修复。
从理论上讲，球墨铸铁比灰铸铁还难焊接，因为球墨铸铁属于高强度铸铁，它的焊接接头在焊补重熔时不仅要求碳的石墨化，还要保证石墨呈球状（即球化），这在焊接条件下是很难完成的。
因此，球墨铸铁接头经焊接后，一般很难达到与母材的强度或塑性相等的要求。
由于焊接接头的力学性能不能满足使用要求，所以，球墨铸铁件是很少用焊接方法来修复的。
铸铁和铸钢
贝
制
氏
品
(
体
轧
基
辊
球
与
墨
辊
铸
环
)
铁
组织
用途【4-10】 制成受力复杂，强度、
硬度、韧性和耐磨性较 高的零件，如柴油机曲 轴、减速箱齿轮及轧钢 机轧辊等。
核燃料贮存运输 容器(QT350-22)
铸铁曲轴
常用铸铁
四、蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是20世纪60年代
发展起来的一种新型铸铁.
性能：
优良的铸造性能，
良好的切削加工性，
良好的减摩擦性和减震性
灰灰铸铸铁铁齿齿轮轮箱箱
灰铸
石
铁的
墨 片
的
显微
三 维
形
铁 素 体 灰 铸 铁
组织
貌
铁
素
珠 光 体 灰 铸 铁
体 加 珠 光 体 灰 铸
铁
用途【表4-8】
制造各种承受压力和要求消
振性的床身、机架、结构复
杂的箱体、壳体、和经受摩
铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳 合金。
实际生产中，一般含碳2.5-4%， 含硅0.8-3%，并含有较多锰、 硫、磷等杂质元素。
有时加合金元素，获得合金铸铁。
铸铁具有许多优良的性能及生
产简便、成本低廉等优点，因
内
而是应用最广泛的材料之一。
燃 机
汽
例如，机床床身、内燃机的汽
缸
缸体、缸套、活塞环及轴瓦、
碳素铸钢 合金铸钢
一、碳素铸钢，又称铸造碳钢， 简称铸钢。
含碳量一般0.15%～0.60﹪, 含杂质和非金属夹杂物较少, (多为优质钢和高级优质钢.)
铸钢和铸铁的区别
铸钢和铸铁的区别铸钢和铸铁的区别
1、亮度。
铸钢发亮铸铁发暗发灰铸铁里面的灰口铁和球
墨铸铁又不同球铁比灰铁亮。
2、颗粒。
铸钢很致密肉眼一般看不见颗粒。
灰铁和球铁都能
看见颗粒灰铁颗粒大一些。
3、声音。
铸钢件碰撞是“刚刚”的与铸铁件声音不一样。
4、气割。
铸钢件表面粗糙冒口、浇口面积都大必须气割
清除。
球墨铸铁气割割不断。
5、韧性。
铸钢韧性接近钢板球墨铸铁韧性稍逊薄壁件可
达到20-30度的弯曲灰口无韧性。
6、玛钢和球铁的区别球墨铸铁的硬度耐磨性抗拉强度都远远大于玛钢件抗拉强度可达1000MPa。
球墨铸铁可以做发动机曲轴及齿轮等各种高强度的结构件。
用听声音的方法可区分玛钢和球墨铸铁玛钢声音很尖短球墨铸铁声音响亮回音长。
二者虽然同为铁碳合金但由于所含碳、硅、锰、磷、硫等化学
元素的百分比不同结晶后具有不同的金相组织结构而显示出
机械性能和工艺性能的许多不同。
例如在铸造状态下铸铁的
延伸率、断面收缩率、冲击韧性都比铸钢低铸铁的抗压强度和消震性能比铸钢好灰铸铁液态流动性比铸钢好更适于铸造结构复杂的薄壁铸件在弯曲试验时铸铁为脆性断裂铸钢为弯曲变形。
等等。
因此它们分别适用于铸造不同要求的机件。
铸钢与铸铁
一、铸钢
•
铸钢主要用于制 造形状复杂，需要 一定强度、塑性和 韧性的零件，例如 机车车辆、船舶、 重型机械齿轮、轴、 轧辊、机座、缸体、 外壳、阀体等。
一、铸钢
• 碳素铸钢与铸铁相比，强度和塑性、韧 性较高，但钢水的流动性差，收缩率较 大。为了改善钢水的流动性，铸钢在浇 注时应采取较高的浇注温度；为了补偿 收缩必须采用大的浇冒口。
二、铸铁
•
铸铁是碳质量分数大于2.11%、并常含有较多 的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。铸铁的 生产设备和工艺简单，价格便宜，并具有许多 优良的使用性能和工艺性能，所以应用非常广 泛，是工程上最常用的金属材料之一。它可用 于制造各种机器零件，如机床的床身、床头箱； 发动机的汽缸体、缸套、活塞环、曲轴、凸轮 轴；轧机的轧辊及机器的底座等。
二、铸铁
• 2、铸铁的石墨化过程 • 铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称 为石墨化。石墨既可以从液体和奥氏体 中析出，也可以通过渗碳体分解来获得。 灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从 液体中析出；可锻铸铁中的石墨则完全 由白口铸铁经长时间退火，由渗碳体分 解而得到。
二、铸铁
二、铸铁
• 2、铸铁的石墨化过程 • 在铁碳合金中，碳可以以三种形式存在： 一是固溶在F、A中，二是化合物态的渗 碳体(Fe3C)，三是游离态石墨（G）。渗 碳体为亚稳相，具有复杂的斜方在一定条件下能分解为铁和石墨 （Fe3C→3Fe+C）。石墨为稳定相，具有 特殊的简单六方晶格（见图）其底面原 子呈六方网格排列，原子间距小 （1.42×10-10m），结合力很强；而底面 之间的间距较大（3.04×10-10m），结合 力较弱。所以石墨的强度、硬度和塑性 都很差。 •
二、铸铁
• 2、铸铁的石墨化过程 • 在不同条件下，铁碳合金可以有亚稳定 平衡的Fe-Fe3C相图和稳定平衡的Fe-G相 图，即铁碳合金相图应该是复线相图 （图11-2）：Fe-Fe3C相图和Fe－G相图。 铁碳合金究竟按哪种相图变化，决定于 加热、冷却条件或获得的平衡性质（亚 稳平衡还是稳定平衡）。
铸钢和铸铁解析
铸铁是c%大于2.11%的铁碳合金； 常含有较多的硅、锰、硫、磷等元素； 铸铁的生产设备和工艺简单，价格便宜； 具有许多优良的使用性能和工艺性能，应 用广泛。如：机床床身，汽缸体，曲轴等。
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铸钢和铸铁
启动阀 箱体
铸铁应用举例 Henan University of Technology 10 铸钢和铸铁
思考题：45、T10、40Cr、9SiCr、ZG35、铸铁 含碳量由低到高的顺序
Henan University of Technology 4 铸钢和铸铁
随着C% 的增加，屈服强度和抗拉强度均增加， 但抗拉强度增加得更快，超过0.45%时，屈服强 度很少增加，而塑韧性却显著下降。
Henan University of Technology 5 铸钢和铸铁
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铸钢和铸铁
2 铸钢的组织特征和热处理
由于浇注温度高，而且冷却速度慢，容 易得到粗大的奥氏体晶粒。
在冷却过程中，铁素体首先沿着奥氏体 晶界呈网状析出，然后沿一定方向生长， 形成“魏氏体”。使钢的塑韧性下降。
退火或正火处理，消除魏氏组织和铸造 应力。
7 铸钢和铸铁
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铸钢和铸铁
3.3.1 铸钢
外壳
重型机械齿轮 轧辊
Henan University of Technology 3 铸钢和铸铁
3.3.1 铸钢
铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、 塑性和韧性的零件。 1. 铸钢的化学成分 ZG XX ZG XXX-XXX(新牌号） ZG——“铸钢” XX——含碳量（万分数）
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球墨铸铁和铸钢的区别
与铸铁相比，球墨铸铁在强度方面具有的优势。
球墨铸铁的抗拉强度是60k，而铸铁的抗拉强度只有31k。
球墨铸铁的屈服强度是40k，而铸铁并没有显示出屈服强度，并且较终出现断裂。
球墨铸铁的强度-成本比远远优于铸铁。
球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。
球墨铸铁具有更高的屈服强度，其屈服强度较低为40k，而铸钢的屈服强度只有36k。
在大部分市政应用领域，如：水、盐水、蒸汽等，球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。
由于球墨铸铁的球状石墨微观结构，在减弱振动能力方面，球墨铸铁优于铸钢，因此更加有利于降低应力。
选择球墨铸铁的一个重要的原因在于球墨铸铁比铸钢成本低。
球墨铸铁的低成本使得这种材料更加受欢迎，铸造效率更高，也较少了球墨铸铁的机加工成本。
作为钢的替代品，1949年人类开发了球墨铸铁。
铸钢含碳量少于0.3%，而铸铁和球墨铸铁含炭量量则至少为3%。
铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。
铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。
在球墨铸铁内，这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。
这种改进后的球体使得使得球墨铸铁比铸铁和钢相比具有更加优异的物理性能。
正是这种碳的球状微观结构，使得球墨铸铁具有更加良好的展延性和抗冲击性，而铸铁内部的薄片形式导致铸铁没有展延性。
通过铁素体基体可获得较佳的展延性。
因此，球墨铸铁的压力负载部件都经过铁素体化退火周期的工艺处理后，球墨铸铁内部的球状结构也能够消除铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。
在球墨铸铁的微观照片中，可以看见裂缝游行到石墨球后终止。
在球墨铸铁行业内，这些石墨球称为“裂缝终结者”，因为它们具有阻止断裂的能力。