各种金属材料及特性.pdf

4、铁

生铁、熟铁和钢的主要区别在于含碳量上，一般含碳量小于0.2%的叫熟铁或纯铁，含量

在0.2・1.7%的叫钢，含量在1.7%以上的叫生铁。

1）生铁：一般指含碳量在2~6.69%的铁的合金。又称铸铁。生铁除含碳外，还含有硅、

铳及少量的硫、磷等，它可铸不可锻。

1.1）生铁性能：生铁含碳很多,生铁坚硬、耐磨、铸造性好，但生铁硬而脆,几乎没有

塑性，不能锻压。

1.2）分类：

又可分为炼钢生铁、铸造生铁、球墨铸铁、合金生铁等几种。

1.2.1）炼钢生铁（白口铁）：习惯上把炼钢生铁叫做生铁。炼钢生铁的碳主要以碳

化铁的形态存在，其断面呈白色，通常又叫白口铁。这种生铁性能坚硬而脆，一般都用做

炼钢的原料。

1.2.2）铸造生铁灰（口铁）：简称为铸铁。铸造生铁中的碳以片状的石墨形态存在，

它的断口为灰色，通常又叫灰口铁。由于石墨质软，具有润滑作用，因而铸造生铁具有良

好的切削、耐磨和铸造性能。但它的抗位强度不够，故不能锻轧，只能用于制造各种铸件，

如铸造各种机床床座、铁管等。

1.2.3）球墨铸铁：球墨铸铁的碳以球形石墨的形态存在，其机械性能远胜于灰口铁

而接近于钢，它具有优良的铸造、切削加工和耐磨性能，有一定的弹性，广泛用于制造曲

轴、齿轮、活塞等高级铸件以及多种机械零件。

1.2.4）合金生铁：合金生铁含硅、镒、锲或其它元素量特别高，如硅铁、镒铁等，常

用做炼钢的原料。在炼钢时加入某些合金生铁，可以改善钢的性能。

2）熟铁：

是用生铁精炼而成的比较纯的铁。含碳量在0.02%以下，又叫锻铁、纯铁。纯铁要求俵、

磷、硫等杂质元素含量很低，其冶炼难度较大，制造成本远大于生铁和钢。

2.1）熟铁性能：熟铁质地很软，塑性好，延展性好，容易变形，可以拉成丝，强度和硬

度均较低，容易锻造和焊接，用途不广。

2.2）熟铁的用途：主要是作为电工材料，具有高的磁导率，可用于各种铁芯。还用作高

级合金钢的原料，纯铁很少用作结构材料，这是由于它质地柔软，强度不高。

3）判别

3.1）用眼看：生铁的断口是粗糙的，呈现出一粒粒的（因为生铁晶粒粗的缘故），而熟

铁断口一般比较光洁；如果是新断口，还可看出生铁光泽较暗而熟铁较亮；生铁的断口一

般是不规则的，因为生铁很脆，大多是被打断的，（当然也有是经加工的，那也是很平整

的）而熟铁是不能被打断的，大多是被用一定方式加工而分开的，所以断口一般是整齐的；

断口如果是被气割的，那就是熟铁的，生铁是不能被气割的；生铁表面一定会有气孔，面

熟铁则不会有气孔；如果一块铁是有明显变形的（如弯曲）那是熟铁,因生铁塑性很差，

不大会有如此变形，真要达到弯曲了，要么断了要么有很明显的裂纹且弯形也不会很大。

还有一些细节也不能说很清楚，这是要有一定经验的“

3.2）用耳：生铁敲打时发声很闷，熟铁敲打时发声响亮。

3.3）如果你有铿刀在手，可用来挫一下看光洁能作出判断，从铿下来的铁屑可看出，

但这已超出你的要求了，这在工厂里才可做到。

3.4）如果放在砂轮机上磨一下，看铁件发出的火花出可判断是生铁还是熟铁，但这出是

要在工厂里才能做到。

5、钢

钢是含碳量在0.0218%-2.11%之间的铁碳合金。我们通常将其与铁合称为钢铁，为了保

证其韧性和塑性，含碳量一般不超过L7%。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素

的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合

金元素，比如：镒、镖、帆等等。

1）包含以下成分，现将它们的功能特性一并介绍：

a）碳（Carbon）:

存在于所有的钢材,是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度,我们通常希望刀具级

别的钢材拥有0.6%以上的碳，称为高碳钢。

b）铝（Chromium）:

增加耐磨损性,硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，

如果保养不当，所有钢材都会生锈。