
【机】 synthetic cast iron
compose; compound; prefabricate; synthesize; synthetic
【化】 synthesis
【医】 synthesis; synthesize
【经】 compound; synthesis
cast iron; wrought iron
【化】 cast iron; ingot iron
合成铸铁(Synthetic Cast Iron)是指通过在高炉或电炉熔炼过程中,向低碳原料(如废钢、生铁或直接还原铁)中添加特定比例的增碳剂(如石墨、焦炭)和合金元素(如硅、锰、铬等),精确控制其化学成分与金相组织而生产的一类高性能铸铁。其英文术语强调“Synthetic”,即“人工合成”,区别于传统依赖原生铁矿石冶炼的铸铁。该工艺能显著提升铸铁的力学性能(如强度、耐磨性)和铸造工艺性,广泛应用于汽车发动机缸体、液压件、机床导轨等关键部件。
成分调控
合成铸铁通过废钢增碳技术实现碳当量(CE)的精准控制,碳当量计算公式为:
$$CE = %C + frac{%Si + %P}{3}$$
典型碳当量范围控制在3.9–4.3%,通过调整增碳剂加入量(通常占炉料10–20%)和合金元素配比,优化石墨形态与基体组织。
冶金优势
特性 | 合成铸铁 | 普通铸铁 |
---|---|---|
原料来源 | 废钢+增碳剂+合金 | 生铁+废钢 |
硫含量 | ≤0.02% | 0.06–0.12% |
抗拉强度 | 300–400 MPa(HT300级别) | 200–250 MPa(HT250级别) |
成本效益 | 原料灵活,长期性能收益高 | 依赖生铁价格波动 |
发动机缸体、曲轴采用合成铸铁(如GJV450),疲劳强度提升20%,减重10–15% 。
机床床身、齿轮箱使用低应力合成铸铁,残余应力降低30%,尺寸稳定性增强。
现行标准《GB/T 9439-2010灰铸铁件》涵盖合成铸铁牌号,国际标准(如ASTM A48)亦认可其工艺。前沿研究聚焦纳米石墨烯增韧、超低碳(CE<3.6%)高强铸铁开发,以应对新能源汽车轻量化需求。
来源说明
合成铸铁是一种通过高比例废钢配比和增碳工艺制成的铸铁材料,主要用于生产高强度铸铁件。以下是详细解释:
合成铸铁指在电炉熔炼时,配料中使用50%以上废钢,通过增碳剂调整碳含量制成的铸铁材料。其核心工艺是通过废钢替代传统生铁,结合增碳技术优化材料性能。
原料配比
熔炼条件
增碳技术
如需进一步了解具体工艺参数或案例,可参考、3、5的完整内容。
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