特種鑄鐵是指在鑄鐵加入一定量的合金元素，使鑄鐵具有某些特殊性能，如減摩性、抗磨性、耐蝕性、耐熱性等，進而命名為減摩鑄鐵、抗磨鑄鐵、耐蝕鑄鐵和耐熱鑄鐵等，並有相應的一些標準。
基本介紹
- 中文名：特種鑄鐵
- 外文名：special cast iron
- 實質：合金鑄鐵
- 主要類型：耐磨鑄鐵等
- 套用：機械零件等
- 學科：鑄造術語
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簡述
通常加入的合金元素有：矽、錳、磷、鋁、鉻、鉬、鎢、銻、硼、釩、鈦等，其中矽、錳、磷是鑄鐵中的常見元素，但在特種鑄鐵中它們的含量往往超出普通鑄鐵中的一般含量，只有這樣，才有明顯的合金化作用。
在石油、化工、化肥等工業部門中，許多零件和設備要求有較好的抵抗腐蝕破壞的能力，以保證有較長的使用壽命。
主要類型
耐磨鑄鐵
耐磨鑄鐵根據其工作條件的不同可分為兩大類：在潤滑條件下工作的耐磨鑄鐵，稱為減磨鑄鐵；在乾摩擦條件下工作的耐磨鑄鐵，稱為抗磨鑄鐵。
1．在潤滑條件下工作的耐磨鑄鐵
耐磨鑄鐵的基體組織必須是珠光體，並在基體上鑲嵌有很硬的組織顆粒。石墨應是細小均勻分布的，並且不出現晶間石墨。僅就耐磨性來說，球狀石墨比片狀的好，因為它減少了對基體的消弱作用，而保留了有利潤滑的優點。加入合金元素可以促進形成珠光體基體，提高基體硬度和強度，保證硬顆粒牢固地鑲嵌在基體上。
這種耐磨鑄鐵根據用途又分為工具機用耐磨鑄鐵和動力機械用耐磨鑄鐵兩種。
2．在乾摩擦條件下工作的耐磨鑄鐵
耐熱鑄鐵
有些零件在高溫條件下工作，需要具有一定的耐熱性，如加熱爐底板、爐柵、鑄鐵坩堝、鋼錠模等。這些鑄件不但要有一定的高溫強度，而且還應有一定的抗氧化性和抗長大能力。為了滿足鑄件長期在高溫下工作的要求，提高抗氧化能力和抗生長能力，在鑄鐵中應加入一定數量的合金元素。根據加入元素不同，耐熱鑄鐵分為中矽耐熱鑄鐵、高鋁耐熱鑄鐵和含鉻耐熱鑄鐵。
1．中矽耐熱鑄鐵
這是一種常用的耐熱鑄鐵。矽加入鑄鐵中能在鑄件表面形成一層完整而緻密的SiO2保護膜，使鑄鐵在高溫下工作具有很好的抗氧化牲和抗生長能力。中矽耐熱鑄鐵可穩定在850℃左右工作。
下表耐熱鑄鐵牌號中“RT”表示耐熱鑄鐵，“Q”表示球墨鑄鐵，其餘字母為合金元素符號，數字表示合金元素的平均含量，取整數值。
2．高鋁耐熱鑄鐵鑄鐵中加入鋁，可使鑄件表層形成一層比SiO2更加緻密的Al2O3保護膜，具有更高的抗氧化性和抗生長能力，因此有較高的耐熱性。常用的高鋁耐熱鑄鐵主要有兩種：含鋁在8%以下(一般在5.5～7.0%)，其組織為含鋁的鐵索體和不均勻分布的石墨，常用於製造在700℃以下工作的零件；含鋁在20～24%的高鋁耐熱鑄鐵，其組織為含鋁鐵素體和少量石墨，這種鑄鐵常溫機械性能不算高，但在高溫時機械性能下降不多，常用於製造在900～950℃高溫條件下工作的零件。
3．含鉻耐熱鑄鐵鉻的抗氧化和抗長大的作用很強，鉻加入鑄鐵中能在鑄件表層形成牢固的Cr203。保護膜，使鑄件有很高的耐熱性。由於我國鉻資源少，而且需要加入的鉻量太多，限制了這種鑄鐵的推廣使用。
另外還可以將兩種或兩種以上元素按一定配比加入鑄鐵中，也能夠收到很好的耐熱效果。如含矽4.5%、鋁6～8%的耐熱鑄鐵可以穩定在1000~1100℃工作。
耐蝕鑄鐵
在工業生產的各部門中，許多零件要求有較好的抗腐蝕破壞的能力。所謂腐蝕，就是金屬表面受周圍介質的化學及電化學作用兩被破壞的過程。金屬材料的腐蝕主要有兩種形式：化學腐蝕和電化學腐蝕。一般說，化學腐蝕危害較小，而電化學腐蝕危害性很大。為了提高鑄鐵的耐腐蝕性，主要是加入合金元素而得到有利的組織和形成良好的保護膜。
耐蝕鑄鐵的種類很多，主要有以下幾種：
1．高矽耐蝕鑄鐵鑄鐵中加入矽在14.5%以下時，耐蝕性很差，而在14.5%以上時，耐蝕性火大提高，但超過18%以後則耐腐蝕性不再明顯提高，且脆性增加。故高矽耐蝕鑄鐵含矽量一般在14~18%範圍內。高矽耐蝕鑄鐵由於形成了堅固緻密的SiO2保護膜，在含氧酸(如硫酸、硝酸等)中具有良好的耐蝕性；但在氫氟酸和鹼液(如NaOH)中，由於SiO2膜被破壞，引起腐蝕加劇。所以高矽耐蝕鑄鐵多用於製造化工用的耐酸泵體、管件等。
2．含鋁耐蝕鑄鐵鋁加入鑄鐵中也能形成氧化保護膜，因此含鋁耐蝕鑄鐵可在氧化氣氛中工作，也可作為耐鹼鑄鐵。其含鍋量為4～6%，其餘成分同中鋁耐熱鑄鐵。
