
【建】 chilled cast iron; chilled iron; cold-blast pig
冷铸铁(Chilled Cast Iron)是一种通过特殊铸造工艺获得的铸铁材料,其表面因快速冷却形成高硬度、高耐磨的白口铁层,而内部仍保持灰口铁的组织与韧性。以下是详细解释:
表面硬度
激冷层硬度可达500-800 HBW(洛氏硬度C标尺55-65 HRC),接近淬火钢水平,耐磨性为普通铸铁的3-5倍。
微观机制:快速冷却抑制石墨析出,碳以Fe3C(渗碳体)形式存在,形成莱氏体共晶。
韧性平衡
内部灰口铁/球铁结构提供抗冲击能力(冲击韧性5-15 J/cm²),避免整体脆裂。
定义冷铸铁为"通过激冷工艺使表层形成白口组织的铸铁"(第4.2.9条)。
将冷硬铸铁归类为"耐磨合金铸铁",要求表面激冷层深度≥10%截面厚度。
冷铸铁的"冷"(Chilled)指主动冷却过程,区别于自然冷却铸铁。其性能取决于:
注:文献引用来源详见行业标准文件及权威教材《铸造金属学》(机械工业出版社,2020)。如需具体章节页码或标准原文链接,可访问知网(CNKI)或ASTM官网检索对应编号。
: GB/T 5611-2017《铸造术语》
: ASTM A532/A532M-22 Standard Specification for Abrasion-Resistant Cast Irons
“冷铸铁”并非铸造行业的规范术语,但结合“冷铁”与“铸铁”的相关定义及铸造工艺,可综合解释如下:
铸铁的定义
铸铁是含碳量大于2.11%(通常为2.5%~4%)的铁碳合金,主要成分为铁、碳、硅,并含有少量锰、硫、磷等杂质。其熔点低、流动性好,常用于铸造复杂形状的零件。
冷铁的作用
冷铁是铸造中用于加速局部冷却的金属材料(如低碳钢或铸铁块),通过高导热性吸收热量,控制铸件凝固过程,减少缩孔、气孔等缺陷,并细化晶粒结构。
结合工艺与材料特性,“冷铸铁”可理解为以下两种场景:
采用冷铁工艺的铸铁件
在铸铁铸造过程中,通过放置冷铁加速特定区域冷却,使铸件获得更致密的内部组织、更高的表面质量。例如精密机床导轨、耐压阀门等。
冷硬铸铁
一种通过快速冷却(如冷铁激冷)形成的铸铁,表面形成白口铸铁的硬质层(碳以渗碳体形式存在),内部保持灰口铸铁的韧性,常用于轧辊、耐磨零件等。
铸铁类型 | 冷铁应用场景 | 性能提升 |
---|---|---|
灰口铸铁 | 减少缩孔,提高表面致密度 | 增强抗压能力 |
球墨铸铁 | 细化石墨球,优化补缩路径 | 提高韧性及疲劳强度 |
冷硬铸铁 | 表面激冷形成白口层 | 高耐磨性与抗冲击性 |
“冷铸铁”更可能指向采用冷铁工艺生产的铸铁件或冷硬铸铁,其核心是通过控制冷却速度改善材料性能。具体需根据铸造工艺目标选择冷铁类型(如外冷铁或内冷铁)及布置方式。
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