灰铸铁

对于大多数输送液体应用来说，灰铸铁是制造泵壳体的较好材料。对于单级泵，通常灰铸铁有足够的强度抵抗所产生的压力。在中等压力和温度范围内，球墨铸铁被广泛应用。在灰铸铁和球墨铸铁不能达到足够耐腐蚀性能应用场合，耐蚀高镍铸铁常被用做泵体材料。近年来开发出一种新型的，具有良好焊接性能的耐蚀高镍铸铁材料（命名为D2W），含有少量铌元素，以改善其焊接性能。典型的奥氏体铸铁含镍15%~20%，在盐水中广泛应用。

灰口铸铁是最常用的一种铸铁，国标代号为HT。一般清水泵的泵体、叶轮、泵盖、悬架等均采用该材料，通常用到三种牌号：HT150、HT200、HT250。对于底座、垫板等非主要零件多采用HT150，泵体、泵盖、悬架等多采用HT200，而叶轮、口环、轴套等多采用HT250。

各国对灰铁的表示方法有所不同，如日本的代号为FC，德国的代号为GG，美国为Class 4球墨铸铁是一种综合性能较好的铸铁，国标代号为QT。由于其力学性能接近钢，同时其铸造性能、加工性能优于钢，因此通常把它作为铸钢的替代品。最常用到的牌号有：QT450-10、QT500-7、QT600-3。由于受铸造等原因的限制，目前水泵的叶轮采用该材料，尤其是切割式的开式叶轮性价比都优越的。DIN标准对球墨铸铁的表示方法为GGG，美国的表示方法为Ductile iron。

灰铸铁根据试棒的抗拉强度进行分级，我国的灰铸铁分HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350 。 例：HT200是灰铸铁的牌号，灰铸铁HT200表ø30试样的最低抗拉强度200MPa。

特性及适用范围：珠光体类型的灰铸铁，其强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好，铸 造性能较好，但脆性较大，需进行人工时效处理。大量用于不受冲击载荷的零 部件，如承受压力的发动机缸体、缸盖、离合器壳及制动鼓等。也用于中等压 力的油缸、泵体、泵座、阀体以及经表面淬火的零件。

化学成份：HT200 碳 C ：3.36% 硅 Si：2.37% 锰 Mn：0.66% 硫 S ：0.11% 磷 P ：0.071%

力学性能：抗拉强度 σb (MPa)：200 硬度 ：(RH=1时)188HB 试样尺寸：试棒直径：30mm

热处理规范及金相组织： 热处理规范：去应力退火530～ 550℃， 4～6h； 200℃出炉。

晶相组织：细片状珠光体＋片状石墨＋针条状碳化物。

一般可以认为，灰铸铁的下列性能随着牌号HT100到HT350的增加而增长：1) 各种强度，包括高温强度； 2) 得到低的机加工粗糙度的能力； 3) 弹性模量； 4) 耐磨性；

而下列性能随抗拉强度的增高而下降。 1)机加工性； 2)抗热冲击； 3)减震性； 4)铸造薄壁件的能力。

灰铸铁性能和应用：

具有一定的抗拉强度，良好的抗压强度（抗压强度是抗拉强度的3－4 倍），优异的减震性，良好的耐磨性，容易进行机加工，比一般金属的壁厚敏 感大，高温长大，低冲击性能，高导热率，优良的铸造工艺性能(灰铸铁收缩率一般为0.5-1.05％，而碳素铸钢的自由线收缩率是灰铸铁的二倍，大体是2.0 ％左右。） 较好的耐蚀（石墨粗大的灰铸铁，耐稀酸性能好，当元素含量在普 通范围内，其耐腐蚀性变化不大，但对常温的碱溶液，熔融苛性钠（650℃）， 水解后呈碱性的盐类、有机物和原油、二硫化碳及水管中的水具有较好的耐蚀 性。在灰铸铁中加入0.4-1.0%的铜，可增加对海水，污水、大气的耐腐蚀性。）

球墨铸铁

球墨铸铁除具有普通铸铁的特点外，还具有以下的一些特点： 较好的耐热性能，一定的耐腐蚀性能，较高的高温机械强度和塑性，良好的能量多次冲击抗力抗拉强度和延伸率两个指标作为验收球墨铸铁的依据。

球墨铸铁分为：QT400-18、QT450-10、QT500-7、QT600-3

例：球墨铸铁QT600-3就是指抗拉强度大于等于600MPa,伸长率大于等于3

化学成份：QT600-3 碳C ：3.56～3.85% 硅 Si：1.83～2.56% 锰 Mn：0.49～0.70% 硫 S ：0.016～0.045% 磷 P ：0.035～0.058% 镁 Mg：0.041～0.067 %

力学性能： 抗拉强度 σb (MPa)：≥600 条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥370 伸长率 δ (%)：≥3 硬度 ：190～270HB 密度：7.3单位为t/m3或者g/cm3

热处理规范及金相组织： 热处理规范： 930℃，2h正火空冷， 600℃，2h，回火空冷 晶相组织：珠光体+铁素体

1、QT400－18是铁素体球墨铸铁，该材料的强度，延伸率和冲击值都高于可锻铸铁，具有较高的承受常温一次大能量冲击载荷的能力。其常温和低温的小能量多冲击抗力皆优于可锻铸铁。另外，它还具有一定的耐腐蚀性能（耐腐蚀性能优于灰铸铁）。可用于制造轴流泵或旋涡泵的叶轮，井用潜水泵的进水段等。

2、QT450－10是铁素体球墨铸铁，有近似于低碳钢的性能，即有较高的韧性、塑性；在低温下有较低的韧性－脆性转变温度和较高的冲击值。这种球墨铸铁还具有一定的耐热性能和耐腐蚀性能。主要应用于制造要求较高韧性、塑性及低温工作要求具有一定冲击值的零件。在泵行业中，用于制造多级离心泵的联轴器、泵壳的进口法兰，轴流式旋涡泵的叶轮，井用潜水泵的进水段等。

3、QT500－7是铁素体珠光体混合基体的球墨铸铁，具有优良的综合机械性能，适于制造承受一般动载荷及静载荷零件。水泵行业广泛用于制造多种离心式杂质泵的泵体、泵盖、托架、轴承体、卡箍、迷宫套及各种胶泵的骨架零件和船用电动往复泵的连杆等。耐磨性一般比灰铸铁好，它的硬度一般比可锻铸铁高，因此耐磨性也比可锻铸铁好。耐腐蚀性能高于普通珠光体灰铸铁，但远远低于铁素体球墨铸铁。

4、QT600－3是珠光体＋少量铁素体基体的球墨铸铁。该材料具有较高的强度、硬度、耐磨性和一定的塑性和韧性，屈强比高于45号钢，一般用于要求较高强度、耐磨性的动载零件。耐腐蚀性能远低于铁素体球墨铸铁。

抗磨白口铸铁

主要有四类：低合金白口铸铁、镍硬白口铸铁、高铬白口铸铁和中锰抗磨球墨铸铁。 低合金白口铸铁主要有KmTBMn2W2、KmTBCrMn2、KmTBCr1、KmTBCr2Ni、KmTBMn3Cr2MoCu等；镍硬白口铸铁主要有KmTBNi4Cr2-GT（镍硬I型）、KmTBCr9Ni5Si2（镍硬IV型）；高铬白口铸铁主要有KmTBCr15Mo3-GT、KmTBCr20Mo2、KmTBCr26和KmTBCr28等；

1、KmTBCr1 抗磨性能较低，用于要求抗磨性不高的设备上。硬度HB280－340，抗拉强度150－180MPa, 抗弯强度320－360MPa。成形性能次于灰铸铁，焊接性能较灰铸铁差，切削加工性能比灰铸铁差，但优于其它抗磨白口铸铁。

2、KmTBCr2Ni 抗磨性能较高、耐热性较好，适用于要求抗磨性不高的泵件和简单耐热铸铁件。硬度HB400-500，铸造性能较好，仅次于普通灰口铸铁，焊接性能比灰口铸铁差，切削加工性能比灰铸铁差，但比镍硬类白口铸铁易于加工。

3、KmTBMn2W2是石家庄水泵厂和沈阳铸造研究所于1973年共同研制而成。石家庄水泵厂采用该材料大批量地生产各种PN型、PS型的护套、叶轮、护板等过流部件。化学成分：2.5-3.0%C、0.5-1.5%Si、1.3-1.6%Mn、1.2-2.0%W、<=0.10%S、<=0.10%P。硬度HRC>=38，抗弯强度450MPa。铸造性能：流动性差，线收缩大（2％左右），容易出现气孔、缩孔、裂纹等缺陷。焊接性能差。切削和磨削性能：尚可进行加工。

4、KmTBMn3Cr2MoCu主要应用于泥浆泵的过流部件，如泵体、泵盖、叶轮等。硬度：铸态HRC28－35，热处理态HRC>=50。抗弯强度：铸态>=500Mpa，热处理态>=600Ma。铸造性能优于一般低合金白口铸铁。切削和磨削性能：通常在铸态加工后进行淬火热处理，热处理后磨削加工成成品。

5、KmTBCr5Mn2是自贡工业泵总厂于1982年自行研制，自己使用的杂质泵抗磨材料之一。分高碳（GT）和低碳（DT）两种。化学成分：2.6-3.2%C、4.5-6.5%Cr、1.5-2.5%Mn、1.2-1.5%Mo、1.2-2.0%Cu。硬度：KmTBCr5Mn2－GT，HRC52－60；KmTBCr5Mn2－DT，48－56。铸造性能：流动性差，线收缩大，容易出现气孔、缩孔、缩松、裂纹等缺陷。主要用于制造中、小型杂质泵叶轮、泵体、护套、护板等易损过流部件。其使用寿命如下： 输送电厂煤灰：2500－5500h；输送河沙：2500－5000h；选煤厂>3500h；输送水泥：2500－4500h；铝厂铝浆液>2000h 。

6、KmTBCr15Mo3－DT（GT）——高铬合金白口铸铁相近牌号：西德（DIN1695-81）G-X300CrMo153。英国（BS4844/3-86）3A（低碳2.4-3.0%）、3B（高碳3.0-3.6%）。 美国（ASTM4532-80）ⅢC15％Cr-Mo-HC。

硬度参见下表：

化学成份：%

碳C ：2.91  钼Mo： 2.76  铬Cr ：15.2  硅Si ：0.24  锰Mn：0.92  磷P ：0.08 硫S ：0.06

热处理制度：该材料在铸态或硬化态下加工很困难，所以一般需经高温软化退火，进行粗切削加工，然后再经硬化热处理，硬化后再精加工至成品。

成形性能：线收缩约2％，体收缩率约为3.98％。铸件容易出现缩孔、裂纹等缺陷。焊接性能很差，一般不进行焊接。但对铸件的局部缺陷必要时可用高铬铸铁焊条补焊。

切削和磨削性能：在软化退火后可进行切削加工，经淬火硬化后进行磨削加工。

目前，国内外正在研究和推广陶瓷刀具进行车削。

7、KmTBCr26具有良好的综合性能－很高的抗磨损性能，较好的韧性，以及可通过退火使之易于加工等。主要用于要求很高的耐磨性，较高的抗腐蚀性和抗高温氧化性的零件。如渣浆泵、破碎机、球磨机、抛丸机等易损件 相近牌号：西德（DIN1695-81）G-X260Cr27。英国（BS4844-86）3D（低碳）、3E（高碳）。美国（ASTM4532-80）ⅢA25％Cr。瑞典（MNC708E-71）SIS0466-00。硬度参见下表：

化学成分:%

碳C=2.3～3.0 硅Si≤1.0 锰Mn=0.5～1.0铬Cr=23.0～28.0 钼Mo=0～1.0 镍Ni=0～1.5铜Cu=0～2.0 硫S≤0.06 磷P≤0.10 成形性能：线收缩约2.1％，缩孔率为4.03％。

容易出现缩孔、热裂等缺陷。焊接性能很差，一般不进行焊接。

切削加工性能：一般退火后进行加工。使用硬质合金刀或陶瓷刀可直接对铸态或淬火态工件进行切削加工。

8、KmTBCr18分高碳型GT（2.8-3.2%C）和低碳型DT(2.0-2.6%C)。 高碳型主要用于中性或碱性浆体的冲蚀磨损；低碳型主要用于PH>=3的偏酸性浆体的冲蚀磨损。相近牌号：法国标准号2410Cr18, 德国标准号X410Cr18。硬度：高碳型，铸态HRC＝50－54，淬火态HRC58－62；低碳型，铸态HRC＝49－51，淬火态HRC54－57。

铸铁选用范围