
【建】 chilled cast iron; chilled iron; cold-blast pig
冷鑄鐵(Chilled Cast Iron)是一種通過特殊鑄造工藝獲得的鑄鐵材料,其表面因快速冷卻形成高硬度、高耐磨的白口鐵層,而内部仍保持灰口鐵的組織與韌性。以下是詳細解釋:
表面硬度
激冷層硬度可達500-800 HBW(洛氏硬度C标尺55-65 HRC),接近淬火鋼水平,耐磨性為普通鑄鐵的3-5倍。
微觀機制:快速冷卻抑制石墨析出,碳以Fe3C(滲碳體)形式存在,形成萊氏體共晶。
韌性平衡
内部灰口鐵/球鐵結構提供抗沖擊能力(沖擊韌性5-15 J/cm²),避免整體脆裂。
定義冷鑄鐵為"通過激冷工藝使表層形成白口組織的鑄鐵"(第4.2.9條)。
将冷硬鑄鐵歸類為"耐磨合金鑄鐵",要求表面激冷層深度≥10%截面厚度。
冷鑄鐵的"冷"(Chilled)指主動冷卻過程,區别于自然冷卻鑄鐵。其性能取決于:
注:文獻引用來源詳見行業标準文件及權威教材《鑄造金屬學》(機械工業出版社,2020)。如需具體章節頁碼或标準原文鍊接,可訪問知網(CNKI)或ASTM官網檢索對應編號。
: GB/T 5611-2017《鑄造術語》
: ASTM A532/A532M-22 Standard Specification for Abrasion-Resistant Cast Irons
“冷鑄鐵”并非鑄造行業的規範術語,但結合“冷鐵”與“鑄鐵”的相關定義及鑄造工藝,可綜合解釋如下:
鑄鐵的定義
鑄鐵是含碳量大于2.11%(通常為2.5%~4%)的鐵碳合金,主要成分為鐵、碳、矽,并含有少量錳、硫、磷等雜質。其熔點低、流動性好,常用于鑄造複雜形狀的零件。
冷鐵的作用
冷鐵是鑄造中用于加速局部冷卻的金屬材料(如低碳鋼或鑄鐵塊),通過高導熱性吸收熱量,控制鑄件凝固過程,減少縮孔、氣孔等缺陷,并細化晶粒結構。
結合工藝與材料特性,“冷鑄鐵”可理解為以下兩種場景:
采用冷鐵工藝的鑄鐵件
在鑄鐵鑄造過程中,通過放置冷鐵加速特定區域冷卻,使鑄件獲得更緻密的内部組織、更高的表面質量。例如精密機床導軌、耐壓閥門等。
冷硬鑄鐵
一種通過快速冷卻(如冷鐵激冷)形成的鑄鐵,表面形成白口鑄鐵的硬質層(碳以滲碳體形式存在),内部保持灰口鑄鐵的韌性,常用于軋輥、耐磨零件等。
鑄鐵類型 | 冷鐵應用場景 | 性能提升 |
---|---|---|
灰口鑄鐵 | 減少縮孔,提高表面緻密度 | 增強抗壓能力 |
球墨鑄鐵 | 細化石墨球,優化補縮路徑 | 提高韌性及疲勞強度 |
冷硬鑄鐵 | 表面激冷形成白口層 | 高耐磨性與抗沖擊性 |
“冷鑄鐵”更可能指向采用冷鐵工藝生産的鑄鐵件或冷硬鑄鐵,其核心是通過控制冷卻速度改善材料性能。具體需根據鑄造工藝目标選擇冷鐵類型(如外冷鐵或内冷鐵)及布置方式。
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