生鐵

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生鐵是碳的质量分数超过2%,并且其他元素的含量不超过表1中所规定的极限值的铁-碳合金。[1][2]

表1 生铁中其他元素的极限值(质量分数)[1][2]
元素 极限值a/%
Mn ≤30.0
Si ≤8.0
P ≤3.0
Cr ≤10.0
其他合金元素总量b ≤10.0

a 含量比该极限值高的材料是铁合金。

b 凡规定有最低含量或者含量超过表2注b中段落4)所规定的下限值的元素,按表2注b重段落3)和4)的规定,均为“其他合金元素”(C、Si、Mn、P、Cr除外)。

表2 按化学成分对生铁进行的分类和命名(质量分数)a %[1][2]
分类号 生铁的分类 C 总含量 Si Mn P S 最高含量 其他
名称 缩写名
1.1 非合金生铁 炼钢生铁 低磷 Pig-P2 (3.3~5.5) ≤1.25b ≤6.0b ≤0.25b 0.07b c
1.2 高磷 Pig-P20 (3.0~5.5) ≤2.0 ≥1.5~2.5 0.08
1.3 普通含磷 Pig-P3 (3.3~5.5) ≤6.0b >0.25~0.40 0.07
2.1 铸造生铁 d Pig-P1Si (3.3~4.5) 1.25~4.0b
(1.5~3.5)
≤1.5b ≤0.12 0.06b
2.2 Pig-P3Si >0.12~0.5
2.3 Pig-P6Si >0.5~1.0
(>0.5~0.7)
2.4 Pig-P12Si >1.0~1.4
2.5 Pig-P17Si >1.4~2.0
3.1 球墨基体 Pig-Nod (3.5~4.6) ≤3.0b ≤0.1 ≤0.08 0.045 c,f
3.2 球墨基体锰较高e Pig-NodMn ≤4.0b >0.1~0.8b
3.3 低碳 Pig-LC >2.0~3.5 ≤3.0b >0.4~1.5 ≤0.30 0.06 c
4.0 其他非合金生铁 Pig-SPU g
5.1 合金生铁 镜铁 Pig-Mn (4.0~6.5) 最高含量
1.5
>6.0~30.0b ≤0.30
(≤0.20)
0.05 c
5.2 其他合金生铁 Pig-SPA h
a 未加括号的值为确定生铁类别的值,括号内的值表明该元素的实际含量通常所处的范围。

b 对该含量范围再进行细化,通常可将该类生铁产品进一步分成不同的等级。

c 根据冶炼生铁所使用的原料不同,生铁冢可能会含有不属于第(4)至第(8)栏所表示的其他元素,对这些元素未规定限定值。这些元素的质量分数有可能达到0.5%,供需双方可协商其限定值,但这些元素不用于对生铁的分类。

d 对于这些种类的铸造生铁来说,在世界各地使用着各种不同的术语。例如低磷、中低磷、中磷、高磷、正常赤铁矿及克利夫兰半赤铁矿等,并按地区被赋予迥然不同的含义。因此,建议在国际间废除这些术语,并且在这些场合,只采用第(3)栏中规定的缩写名作为生铁的名称。

e 通常用于珠光体球墨铸铁或可锻铸铁。

f 根据生铁用途,对具有阻碍球状石墨生成和促进碳化物生成低含量元素的生铁,其分类可细化。

g 该类包括不能分在1.1至3.3类和5.1及5.2类中的生铁。

h 其他合金生铁,包括:

  1. 硅的质量分数在>4.0%至8.0%之间的生铁。
  2. 锰的质量分数在>6.0%至30.0%之间,不能被划为镜铁(5.1类)的生铁。
  3. 含有未包含在第(4)至第(8)栏之内且至少规定了最低含量元素的生铁:
Cr>0.3%至10.0%
Mo>0.1%、Ni>0.3%、Ti>0.2%、V>0.1%、W>0.1%,它们属于表1中所述的其他合金元素,它们质量分数总和不超过10%。

生铁在熔融条件下可进一步处理成钢或者铸铁。生铁既可以液态铁水的形式交货,也可以铸锭及类似的固体块或颗粒等固态铸铁的形式交货。

鐵礦石焦炭石灰石等原料投進高爐熔煉,由高爐直接煉得並在模中鑄造出來的。生鐵的質地相當的脆,必須將其煉造成以後才能有較多的用途。

另一方面,亦有直接從生鐵搥打的炊具,比用熟鐵鑄造的炊具更耐用。铁和足量的盐酸充分反应后,因为生铁是鐵和碳的合金,會產生碳的固體残渣,而生成的氯化鐵能溶解於水中,所以不会形成固體沉澱。

分类[编辑]

铸铁按照断口颜色可分为白口生铁灰口生铁

  • 灰口生铁:又称铸造生铁,含量较高,达到2.7%~4.0%,碳主要以石墨状态存在,断口呈灰色,凝固时收缩量小、硬度高、抗压强度高,是目前应用最广泛的铸铁。
  • 白口生铁:又称炼钢生铁,含碳量與含量均较低,碳主要以渗碳体状态存在,断口呈白色,凝固时收缩量大、脆性大。

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 GB/T 20932-2007,《生铁 定义与分类》
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 ISO 9147-87,《生铁 定义与分类》