可锻铁
此条目介绍的是可锻特性的铸铁。关于是含碳量小于0.02%的铁碳合金，请见“锻铁”。| 钢、铁、以及其他铁合金 |
|---|
| 铁碳合金中的相与显微组织 |
| 钢（按成分分类） |
| 钢（按应用分类） |
| 其他含铁材料 |
| 锻铁（熟铁、工业纯铁，含碳量≤0.04%） |
可锻铁（Malleable iron）也称为可锻铸铁，是先依白口铸铁的方式铸造（基质为波来铁，其中有准稳态的碳化三铁），再透过退火的热处理，使原始铸铁脆性的结构转变成可锻性的结构。其中的碳会聚集成为团絮状的石墨，基质依热处理方式的不同，可能是肥粒铁或是波来铁。
可锻铸铁可根据金相组织的不同，分为黑心（blackheart）可锻铸铁、珠光体（pearlitic）可锻铸铁和白心（whiteheart）可锻铸铁[1][2]。
历史
[编辑]人类早在公元前四世纪就已开始使用可锻铁，目前考古已发掘到中国的可锻铁制品，制作时间是在公元前四世纪到公元九世纪之间所制作[3]。唐朝时可锻铁的使用已经开始减少，不过仍有找到公元九世纪制作的可锻铁制品[3]。英国1670年代的一篇专利中有提到可锻铁[4]。法国科学家勒内-安托万·费尔绍·德·列奥米尔在1720年针对可锻铁进行了许多的研究。他发现本来质地坚硬无法加工的铸铁，若放在铁矿或是锤渣中，暴露在高温下数日，即可软化到可以加工的程度。美国可锻铁的制作是由Seth Boyden开始，他在1826年开设了铸造厂，制作harness hardware以及其他小型的铸造件[5]。
可铸造性、热处理以及铸造后处理
[编辑]可锻铁的延展性很好，此特性类似其他碳会形成球形的铁。以往会将可锻铁视为是一种旧的，无法使用的材料，这是不对的。可锻铁在设计工程师的材料清单中仍有一席之地。若铸件较小，或是铸件的截面积较小（小于0.25英吋，6.35 mm），可锻铁是很适合的材料。这种应用下，很难用石墨会成球型的铁来制造，因为在快速冷却时会形成碳化铁。
若在低温的温度下，可锻铁的断裂韧性会比其他球墨铸铁要好，因为其含矽量较低。其延性到脆性的转輚温度比其他的延性铁合金要低。
在退水的过程中，为了正确的让球墨铸铁中的石墨形成球状，需要确保铸铁在整个截面是白铸铁的情形下固化。铸铁的截面若太厚，其冷却会比较慢，会形成一些原生的石墨。石墨会形成随机的片状结构，经过热处理也不会变成碳化物。若在应用时在这种铸铁下施下应力，其断裂强度会比百铸铁要低。有一些对策可以强化白铸铁结构的生成，不过可锻铁工厂一般会避免生产大截面的工件。
在铸造及热处理之后，可锻铁可以用冷加工的方式成形，例如为了整直、弯曲或是压印所作的冲压。这是因为可锻铁对应变率的灵敏度比其他的材料要低。
应用
[编辑]可锻铁常用在需要良好伸张强度以及延展性的小型铸件中。用途常用在电气配件、电力线、农具、采矿工具以及机器零件等[6]。
相关条目
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ 安继儒. 中外常用金属材料手册. 陕西科学技术出版社. 1998: 1. ISBN 9787536928930.
- ^ Brown, Robert R. Foseco Ferrous Foundryman's Handbook. Butterworth-Heinemann. 1999. ISBN 0-7506-4284-X.
- ^ 3.0 3.1 Donald B. Wagner. Iron and Steel in Ancient China. BRILL. 1993: 338. ISBN 978-90-04-09632-5.
- ^ Donald B. Wagner. Iron and Steel in Ancient China. BRILL. 1993: 335. ISBN 978-90-04-09632-5.
- ^ Journal and Proceedings of the Hamilton Scientific Association. 1927. 缺少或
|title=为空 (帮助) - ^ Harvey E Steinhoff; Gordon B Mannweiler. Malleable Iron Castings. Malleable Founders Society. 1960.