钢铁材料

2.2.1 铁

铁是最常用的金属，密度为7.87g/cm，熔点为1536℃，沸点为3070℃。铁有很强的磁性、良好的变形能力及导热性。铁比较活泼，在金属活动顺序表里排在(Hz)的前面。铁在干燥空气中很难与氧气反应，但在潮湿空气中很容易被腐蚀，若在酸性气体或卤素蒸气氛中腐蚀更快。铁易溶于稀的无机酸和浓盐酸，会生成二价铁盐，并放出氢气。铁在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时，表面会生成一层氧化物保护膜，使铁“钝化”，故可用铁制品盛装浓硫酸或浓硝酸。

铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物有300余种，其中常见的有170余种。但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。

铁是世界上发现最早、利用最广、也是用量最多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的95%。铁矿石主要用于钢铁工业冶炼碳含量不同的生铁(碳的质量分数一般在2%以上)和钢(碳的质量分数一般在2%以下)。生铁通常按用途不同分为炼钢生铁、铸造生铁和合金生铁。钢按组成元素不同分为碳素钢和合金钢。此外，铁矿石还用作合成氨的催化剂、天然矿物颜料(如赤铁矿、镜铁矿和褐铁矿)等，但用量很少。钢铁制品广泛用于国民经济各部门和人民生活各个方面，是社会生产和公众生活所必需的基本材料。自从19世纪中期发明转炉炼钢法实现钢铁工业大生产以来，钢铁一直是最重要的结构材料，在国民经济中占有极其重要的地位，是现代化工业最重要和应用最多的金金属材料常识普及读本第2版

32

防和科学技术发展水平的重要标志。

2.2.2 生铁

一喜望朝激中将事不工李与被将%上￥喜要者将事

品。生铁按用途不同分为炼钢生铁和铸造生铁。

锅毛降料。%06~%08早中喜将事煤直手酶潜者神事灣(1

较高。

铁。铸造生铁一般硅含量较高，硫含量较低。

2.2.3铁合金

铁合金是铁与一种或几种元素组成的合金，主要用于钢铁冶炼。在钢铁业中一般还把所有炼钢用的合金，不论含铁与否(如硅钙合金)都称为铁合金。

作为炼钢过程中的脱氧剂、合金剂的铁合金是炼钢和铸钢的重要原料，可以改善钢的理化性能和铸件的力学性能。

1脱氧剂

炼锅时所添加的一些与氧结合力比较强，且其氧化物又能顺利地从钢液中排除以降低钢液中的氧含量的金属称为脱氧剂。常用的脱氧剂有硅铁、锰铁铝铁、硅钙铁、硅锰铁、硅钡铁和硅铝铁等。

2.合金剂

在钢中加人各种铁合金可以调整其化学成分，生产出各种新金属材料。常用的合金剂主要有铬铁、钼铁、钨铁、钛铁、铌铁、钒铁和镍铁等。

2.2.4 铸铁

铸铁与生铁的区别是进行了二次加工，即铸铁是将铸造生铁在炉中重新熔化，并加人铁合金、废钢进行成分调整而得到的。铸铁中碳的质量分数大于料之一。

2.11%。铸铁具有许多优良的性能且生产简便、成本低廉，是应用最广泛的材第2章金属材料的分类 33

1.按口颜色分类

铸铁按断口颜色不同可分为灰铸铁(见图2-2a)、白口铸铁(见图2-2b)和麻口铸铁(见图2-2c)。

b

图2-2铸铁断口

a)灰铸铁 b)白口铸铁 )麻口铸铁

(1)灰铸铁 灰铸铁的大多数力学性能指标远低于钢，但抗压强度与钢相当，具有良好的铸造性能、减振性能、耐磨性能和切削加工性能，以及低的缺口敏感性，可用来生产一些强度要求不高、主要承受压力的箱体或底座等，如图2-3所示。

(2)白口铸铁白口铸铁是不含石墨的铸

铁，其几乎全部的碳都与铁形成碳化铁FezC， 图2-3底座

渗碳体，具有很高的硬度和脆性，不能承受冷

加工，也不能承受热加工，只能直接用于铸造状态，是一种良好的耐磨材料，可在磨损条件下工作。白口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁和高合金白口铸铁。我国早在春秋时代就能生产耐磨性良好的白口铸铁，用来制作一些耐磨零件。白口铸铁一般用在犁铧、磨片、导板和泵设备等方面。

(3)麻口铸铁麻口铸铁又称斑铸铁，是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状。由于麻口铸铁性能不好，故应用较少。

2.

铸铁按化学成分不同，可分为普通铸铁与合金铸铁两类。

(1)普通铸铁普通铸铁是指不含合金元素的铸铁，一般常用的灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等都属于这一类铸铁。34 金属材料常识普及读本第2版

(2)合金铸铁合金铸铁是指在普铸铁内有意识地加入一些合金元以提高铸铁某些特殊性能而配制成的一种****铸铁，如具有各种耐蚀、

耐磨性能的铸铁。

耐

3按生产方法和组织性能分类

铸铁按生产方法和组织性能不同可分为灰铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、钢铁材料

2.2.1 铁

铁是最常用的金属，密度为7.87g/cm，熔点为1536℃，沸点为3070℃。铁有很强的磁性、良好的变形能力及导热性。铁比较活泼，在金属活动顺序表里排在(Hz)的前面。铁在干燥空气中很难与氧气反应，但在潮湿空气中很容易被腐蚀，若在酸性气体或卤素蒸气氛中腐蚀更快。铁易溶于稀的无机酸和浓盐酸，会生成二价铁盐，并放出氢气。铁在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时，表面会生成一层氧化物保护膜，使铁“钝化”，故可用铁制品盛装浓硫酸或浓硝酸。

铁矿物种类繁多，目前已发现的铁矿物和含铁矿物有300余种，其中常见的有170余种。但在当前技术条件下，具有工业利用价值的主要是磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、钛铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。

铁是世界上发现最早、利用最广、也是用量最多的一种金属，其消耗量约占金属总消耗量的95%。铁矿石主要用于钢铁工业冶炼碳含量不同的生铁(碳的质量分数一般在2%以上)和钢(碳的质量分数一般在2%以下)。生铁通常按用途不同分为炼钢生铁、铸造生铁和合金生铁。钢按组成元素不同分为碳素钢和合金钢。此外，铁矿石还用作合成氨的催化剂、天然矿物颜料(如赤铁矿、镜铁矿和褐铁矿)等，但用量很少。钢铁制品广泛用于国民经济各部门和人民生活各个方面，是社会生产和公众生活所必需的基本材料。自从19世纪中期发明转炉炼钢法实现钢铁工业大生产以来，钢铁一直是最重要的结构材料，在国民经济中占有极其重要的地位，是现代化工业最重要和应用最多的金金属材料常识普及读本第2版

防和科学技术发展水平的重要标志。

2.2.2 生铁

一喜望朝激中将事不工李与被将%上￥喜要者将事

品。生铁按用途不同分为炼钢生铁和铸造生铁。

锅毛降料。%06~%08早中喜将事煤直手酶潜者神事灣(1

较高。

铁。铸造生铁一般硅含量较高，硫含量较低。

2.2.3铁合金

铁合金是铁与一种或几种元素组成的合金，主要用于钢铁冶炼。在钢铁业中一般还把所有炼钢用的合金，不论含铁与否(如硅钙合金)都称为铁合金。

作为炼钢过程中的脱氧剂、合金剂的铁合金是炼钢和铸钢的重要原料，可以改善钢的理化性能和铸件的力学性能。

1脱氧剂

炼锅时所添加的一些与氧结合力比较强，且其氧化物又能顺利地从钢液中排除以降低钢液中的氧含量的金属称为脱氧剂。常用的脱氧剂有硅铁、锰铁铝铁、硅钙铁、硅锰铁、硅钡铁和硅铝铁等。

2.合金剂

在钢中加人各种铁合金可以调整其化学成分，生产出各种新金属材料。常用的合金剂主要有铬铁、钼铁、钨铁、钛铁、铌铁、钒铁和镍铁等。

2.2.4 铸铁

铸铁与生铁的区别是进行了二次加工，即铸铁是将铸造生铁在炉中重新熔化，并加人铁合金、废钢进行成分调整而得到的。铸铁中碳的质量分数大于料之一。

2.11%。铸铁具有许多优良的性能且生产简便、成本低廉，是应用最广泛的材第2章金属材料的分类 33

1.按口颜色分类

铸铁按断口颜色不同可分为灰铸铁(见图2-2a)、白口铸铁(见图2-2b)和麻口铸铁(见图2-2c)。

b

图2-2铸铁断口

a)灰铸铁 b)白口铸铁 )麻口铸铁

(1)灰铸铁 灰铸铁的大多数力学性能指标远低于钢，但抗压强度与钢相当，具有良好的铸造性能、减振性能、耐磨性能和切削加工性能，以及低的缺口敏感性，可用来生产一些强度要求不高、主要承受压力的箱体或底座等，如图2-3所示。

(2)白口铸铁白口铸铁是不含石墨的铸

铁，其几乎全部的碳都与铁形成碳化铁FezC， 图2-3底座

渗碳体，具有很高的硬度和脆性，不能承受冷

加工，也不能承受热加工，只能直接用于铸造状态，是一种良好的耐磨材料，可在磨损条件下工作。白口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁和高合金白口铸铁。我国早在春秋时代就能生产耐磨性良好的白口铸铁，用来制作一些耐磨零件。白口铸铁一般用在犁铧、磨片、导板和泵设备等方面。

(3)麻口铸铁麻口铸铁又称斑铸铁，是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状。由于麻口铸铁性能不好，故应用较少。

2.

铸铁按化学成分不同，可分为普通铸铁与合金铸铁两类。

(1)普通铸铁普通铸铁是指不含合金元素的铸铁，一般常用的灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等都属于这一类铸铁。34 金属材料常识普及读本第2版

(2)合金铸铁合金铸铁是指在普铸铁内有意识地加入一些合金元以提高铸铁某些特殊性能而配制成的一种****铸铁，如具有各种耐蚀、

耐磨性能的铸铁。

耐

3按生产方法和组织性能分类

铸铁按生产方法和组织性能不同可分为灰铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、