铸铁和铸钢中的碳

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1、BasalKnowledge基础知识铸铁和铸钢中的碳李传（中国铸造协会，北京100044）摘要：介绍了碳的一些物理特性，以及与铸造有关的碳质材料———石墨和无定形碳的基础知识。叙述了铸钢中碳化物的特点及铸钢中珠光体、马氏体、贝氏体的定义；并介绍了碳在灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、白口抗磨铸铁中的形态、性质和作用。关键词：铸铁；铸钢；碳文献标识码：A中图分类号：TG2文章编号：1003－8345（2009）04－0061－07CarboninCastIronandCastSteelLIChuan-shi（ChinaFoundryA

2、ssociation,Beijing100044,China）Abstract:Anintroductionwasmadetothephysicalcharacteristicsofthecarbonelement,aswellasthebasicknowledgeofthefoundry-relatedcarbonmaterial,graphiteandamorphouscarbon.Thecharacteristicsofcarbideincaststeelswasdescribed,andthedefinitionsofthepe

3、arlite,martensiteandbainiteincaststeelswereexplained.Themorphologies,propertyandfunctionofthecarboningrayiron,nodulariron,malleablecastironandwhitewear-resistantcastironswereintroduced.Keywords:castiron;caststeel;carbon碳是自然界中蕴藏很丰富的元素，在常压下（莫氏硬度2~3），呈黑色，有光泽，并有润滑感。的熔点为3550℃

4、，沸点为4194℃，3500℃开石墨可分为天然石墨和人造石墨两类，都是铸造始升华，是熔点最高的元素。而且，在高温下不发行业中广泛应用的材料。生晶态变化，几乎不软化、不变形。碳的同素异构（1）天然石墨体有无定形碳、石墨，以及自然界中已知的最硬天然石墨中有鳞片状石墨和微晶石墨两种。的物质金刚石。不同晶体结构的碳，密度不相同，微晶石墨过去曾被称之为“无定形石墨”或“土状性能差别也很大。晶体结构相同的碳，如果原子石墨”，这是完全不合适的，因为：即使是最细的配置的完整度不同、原子间的距离有差别，性能粉状石墨，也是由结晶度很高的晶体构成的。和密度也

5、不相同。1995年，由国家标准GB/T3519－1995正名为钢、铁铸件生产技术的进步和创新，相当重要的部分在于对“碳”的进一步认识，因而要做好铸造技术工作，有必要好好掌握有关“碳”的知A识。Bnmm1与铸造有关的碳质材料5n3C70.3.601.1石墨A石墨为六方层片状结晶（如图1所示），质软0.142nmnm460.2收稿日期：2009-03-13修定日期：2009-04-30图1石墨的晶体结构作者简介：李传（1927-），男，研究员级高级工程师，中国铸造Fig.1Crystalstructure协会顾问。现代铸铁2009/461基

6、BasalKnowledge础知识“微晶石墨”。全世界天然石墨的储量约数亿吨。我国是天A然石墨产量最大的国家，产地主要有湖南、内蒙、黑龙江、福建、广东、吉林等省（区）。俄罗斯、朝mBnn4m鲜、韩国、澳大利亚、墨西哥、马达加斯加、印度、4C.380.6斯里兰卡、加拿大和美国也都有高储量的天然石0A墨矿。值得特别提到的是，斯里兰卡出产的块状石墨是目前所知的纯度最高的天然石墨，其中0.142nmnm460.2w（C）量几乎接近100％。图2无定形碳的晶体结构通常开采得到的天然石墨中混有大量脉石Fig.2Crystalstructureofa

7、morphouscarbon和其他杂质，如要求品位较高，就需要用浮选法提取。先将矿料粉碎、加水研磨制成矿浆，再用石灰或碱将矿浆调成弱碱性，并加入水玻璃抑制脉大，见图2。石，然后用筛分设备将石墨从大量脉石中分离出常见的无定形碳材料有焦炭、木炭、炭黑、活来。最后，在浮选槽内加入煤油之类的捕集剂，再性炭等。由于环境保护方面的考虑，木炭现已很经离心分离和干燥，就可以得到w（C）量为70％~少采用。95％的石墨。（1）炭黑w（C）量在95％以上的石墨，需用化学方法炭黑主要用于橡胶工业，如轮胎橡胶中的增萃取，或加热到高温使其中的氧化物杂质分解、强添

8、加剂，在这方面的用量几乎占炭黑总产量的挥发。90％以上。其余用于塑料行业以及制造墨水、墨天然石墨在铸造行业中主要用于制作各种粉、油墨等用途。耐火涂料和脱模剂，树脂粘结砂推广应用后，其（2）活性炭用量已逐渐减