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球墨铸铁及碳素铸钢化学成份及力学性能

发布时间：2020-03-10 17:01 来源：管理员阅读次数：

球墨铸铁及碳素铸钢化学成份及力学性能

发布时间：2017-04-30 21:14 来源：管理员阅读次数：

根据GB1348-88球墨铸铁牌号分为单铸和附铸试块两类；单铸试块的机构性能分八个牌号见表。

球墨铸铁单铸试块的机械性能牌号抗拉强度sb

N/mm2(kgf/mm2) 屈服硬度s0.2

N/mm2(kgf/mm2) 延伸率d% 供参考

最小值布氏硬度HB 主要金相组织

QT400--18 400(40.80) 250(25.50) 18 130--180 铁素体

QT400--15 400(40.80) 250(25.50) 12 130--180 铁素体

QT450--10 450(45.90) 310(31.60) 10 160—210 铁素体

QT500--7 500(51.00) 320(32.65) 7 170—230 铁素体+珠光体

QT600--3 600(61.20) 370(37.75) 3 190--270 珠光体+铁素体

QT700--2 700(71.40) 420(42.85) 2 225—305 珠光体

QT800--2 800(81.60) 480(48.98) 2 245--335 珠光体或回火组织

QT900--2 900(91.80) 600(61.20) 2 280--360 贝氏体或回火马氏体

铸钢件的制造技术对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件。铸钢件的产量仅次

于铸铁，约占铸件总产量的15%。

一、按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。其中以碳素铸钢应用最广，占铸钢总产量

的80%以上。

1、碳素铸钢

一般的，低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件；中碳钢ZG25

～ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、

强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最

多的一类；高碳钢ZG55的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数

的耐磨件。

2、合金铸钢

根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。

1）低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用

来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而ZG40Cr1常用来制造高强度齿轮和高强度轴等重要

受力零件。

2）高合金铸钢，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制

造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等；铬镍不

锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、

化纤和食品等设备上的零件。

二、铸钢的铸造工艺特点

铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢

水的流动性差、收缩大，其体收缩率为10～14%，线收缩为1.8～2.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷

隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施：

1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于8mm；浇注系统的

结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大；采用干铸型或热铸型；适当提高浇注温度，一般为1520°～

1600℃，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高

，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度

约为钢的熔点温度+150℃；大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出100℃左右。

2、由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口和、

冷铁和补贴等措施，以实现顺序凝固。

此外，为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在

铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和

透气性。

（1）铸钢的熔点高，相应的其浇注温度也高。高温下钢水与铸型材料相互作用，极易产生粘砂缺陷。

因此，应采用耐火度较高的人造石英砂做铸型，并在铸型表面刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为减

少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度，大多铸钢件用干型或快干型来铸造，如采用CO2硬化的水玻

璃砂型。

三、铸钢件的热处理

铸钢件均应在热处理后使用。因为铸态下的铸钢件内部存在气孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗

大、组织不均及残余内应力等铸造缺陷，使铸钢件的强度、尤其是塑性和韧性大大降低。

为细化晶粒、均匀组织及消除内应力，铸钢件必须进行正火或退火处理。正火处理后的钢，其

机械性能较退火后的高，成本也较低，所以应用较多。但由于正火处理会引起较退火大的内应力，只

适用于含碳量小于0.35%的铸钢件。因为低碳铸钢件的塑性好，冷却时不易开裂。为减小内应力，铸钢

件在正火后，还应进行高温回火。对于含碳量≥0.35%的、结构复杂及易产生裂纹的铸钢件，只能进行

退火处理。铸钢件不宜淬火，否则极易开裂。

四、铸钢的熔炼

铸钢的熔炼一般采用平炉，电弧炉和感应炉等。平炉的特点是容量大、可利用废钢作原料、能

准确控制钢的成分并能熔炼优质钢及低合金钢，多用于熔炼质量要求高的、大型铸钢件用的钢液。

三相电弧炉的开炉和停炉操作方便，能保证钢液的成分和质量、对炉料的要求不甚严格、容易升温

，故能炼优质钢、高级合金钢和特殊钢等，是生产成型铸钢件的常用设备。

此外，采用工频或中频感应炉，能熔炼各种高级合金钢和碳含量极低的钢。感应炉的熔炼速度快、合

金元素烧损小、能源消耗少、且钢液质量高，即杂质含量少、夹杂少，适于小型铸钢车间采用。

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