在結晶過程中沒有石墨析出，斷口呈銀白色的一類鑄鐵，簡稱白口鐵。組織中含有較多的游離滲碳體，具有很高的硬度（一般在HB500以上），但性脆，多用作抗磨 損零件，如農具、磨球、磨煤機零件、拋丸機葉片、泥漿泵零件、鑄砂管以及冷硬軋輥的外表層等。
基本介紹
- 中文名：白口鑄鐵
- 外文名：white cast iron
- 特徵：斷口呈暗白色，晶粒粗大
- 定義：碳以游離碳化物形式析出的鑄鐵
- 學科：材料科學
- 簡稱：白口鐵
介紹,普通白口鑄鐵,低合金白口鑄鐵,中合金白口鑄鐵,高合金白口鑄鐵,
介紹
白口鑄鐵通常含 2.0%～ 3.6%C，0.5%～ 1.9%Si， 0.25%～0.8%Mn，0.06%～0.2%S， 0.06%～0.2%P，其餘為Fe。加入合金元素Cr、Mo、Cu、Al等可製成白口鑄鐵。凝固時，按Fe—Fe3C相圖進行，無石墨析出，碳除少量溶於鐵素體外，絕大部分以滲碳體的形式存在於鑄鐵中。組織由化學成分和冷卻速度而定，冷卻速度足夠大時為白口鑄鐵 組織。隨冷卻速度減小，鑄鐵組織依次改變為麻口鑄鐵、珠光體灰口鑄鐵、珠光體鐵素體灰口鑄鐵和鐵素體灰口鑄 鐵。白口鑄鐵含有大量游離的碳化物， 硬度很高，HB達500以上，韌性很差。在鑄鐵件生產中要求避免產生麻口或白口。白口鑄鐵僅用於製作耐磨的農具、磨球、葉片、泵、軋輥等。主要用於生產可鍛鑄鐵和作為煉鋼原料。
普通白口鑄鐵
中國早在春秋時代就製成了抗磨性良好的白口鑄鐵，用作一些抗磨零件。這種鑄鐵具有高碳低矽的特點，有較高的硬度，但很脆，適用於製造衝擊載荷小的零件，一般用在犁鏵、磨片、導板等方面。生產中常採用熱處理的方法來改善其性能，擴大它的套用範圍。碳對於普通白口鑄鐵的耐磨性能起最重要的作用，含碳量愈高，則形成的滲碳體愈多，構成大量的萊氏體，因而硬度愈高，耐磨性也就愈好。但含碳量高，韌性則下降。應根據零件的具體工作條件，來選擇滲碳體的數量和分布。通常普通白口鑄鐵的硬度與含碳量成直線關係，即HS=16.7C+13（HS—肖氏硬度；C—含碳量百分比）。
低合金白口鑄鐵
在普通白口鑄鐵中添加少量合金元素，可以提高碳化物顯微硬度，強化金屬基體，從而可以提高耐磨性。含鉻、鉬、銅等元素的白口鑄鐵通常用沖天爐熔煉，大多在鑄態下使用，因此成本較低。但這種白口鑄鐵金相組織中的碳化物仍為連續網狀，因而脆性仍較大，適用於對耐磨性和韌性要求不太高的場合。加入硼0.15%～0.55%，硼主要進入碳化物中，也可以提高耐磨性。
中合金白口鑄鐵
以鉻為主要合金元素，加入鉻量達9%時，組織中即出現（Cr，Fe）7C3碳化物，它的硬度高達1300～1800HV。這種碳化物呈孤立桿狀或板狀形態，連續性差，所以韌性好、強度高。除鉻外，中合金白口鑄鐵還有：
（1）鎳硬白口鑄鐵，國際鎳公司的牌號有Ni-Hard 1、2、3、4四種。含鎳量多在3%～5%之間，含鉻量可分為2%Cr和9%Cr兩種。前一種碳化物為（Fe，Cr）3C，硬度為1100～1150HV，高於Fe3C的硬度900～1000HV。後一種大部分為（Cr，Fe）7C3，硬度更高。Ni-Hard1、2、3三種均是含2%Cr這一類，其區別主要在於碳含量的不同，碳高耐磨性好、韌性差；碳低則反之。國際鎳公司還有兩種特殊材料：高碳Ni-Hard4，這種材料耐磨性高而衝擊疲勞壽命並不高；另一種含硼Ni-Hard1，含硼量為0.25%～1.0%，硼可使馬氏體基體的硬度高達1000HV，這種材料用於衝擊負荷較簡單的鑄件。
（2）錳白口鑄鐵，有較高的錳量抑制了珠光體，穩定了奧氏體。在組織中出現一定量馬氏體，但有較多殘餘奧氏體。這種鑄鐵含錳量為5%～8%，成本低，但耐磨性較低，鑄造性能也差。
（3）錳鎢白口鑄鐵，中國錳鎢1號耐磨鑄鐵用於要求機械加工的零件；錳鎢2號耐磨鑄鐵具有較高硬度。通常這兩種均在鑄態使用。
（4）鎢鉻白口鑄鐵，中國有W5Cr4、W9Cr6、W16Cr2三種牌號，主要用於衝擊載荷大、低應力沖蝕磨料磨損和高應力碾磨磨料磨損的場合。由於鎢價格較高而使套用受到限制。
（5）中鉻白口鑄鐵，Ni-Hard4是中鉻型的白口鑄鐵，需要加入大量貴重的鎳。為了節約，用銅、鉬、錳聯合合金化，可以達到相同的目的，其含銅量為2%～3%，含鉬量為0.3%～0.5%，含錳量為1.5%～2.0%。其力學性能與Ni-Hard4相似。
高合金白口鑄鐵
用得最廣泛的是含鉻量為12%～20%的高鉻白口鑄鐵，組織中形成（Cr，Fe）7C3的碳化物。高鉻白口鑄鐵通常要進行高溫熱處理析出二次碳化物，冷卻時奧氏體轉變成為馬氏體。高鉻白口鑄鐵在乾磨中有廣泛套用，如煉鐵高爐料盅和溜槽襯板等。美國克里馬克斯（Climax）鉬公司有15-3（含15% Cr-3% Mo） 、15-2-1（含15% Cr-2 %Mo-1%Cu）兩種牌號。15-3又以碳量的高低來劃分為超高碳、高碳、中碳及低碳四種。低碳的韌性好而硬度低，適用於衝擊載荷比較大的場合；高碳的則用於衝擊載荷小的場合，表現出良好的耐磨性。
