铸铁和铸钢之间有什么区别？
铸件提供了卓越的设计细节能力，通常消除了需要额外的制造和组装。可以铸造许多材料，包括几种类型的金属和合成，但钢铁和钢尤其具有优异的机械性能，可用于各种应用。
虽然铸铁和钢在表面上可能看起来类似，但它们各自具有从生产到应用的不同的优点和缺点。理解这些优点和缺点和选择适当地选择可能意味着不可受助的力量和耐用性和骨折或变形部分之间的差异，这些部分会很快失去光泽。
碳含量是主要区别
钢铁和钢是主要由铁原子组成的黑色金属。然而，在制造中，它并不是那么简单 - 有许多不同的合金和等级。要了解它们，重要的是区分日常产品中使用的铁，以及科学元素铁（FE）。元素铁是本质上发现的东西，通常是需要氧化形式，需要被称为熔炼的密集加工，提取。
在大多数应用中，纯元素铁太软于可用。它变得越来越难，因此当它合金化或混合时更有用，更有用。实际上，碳成分是铸铁和钢之间的主要区别。铸铁通常含有超过2％的碳，而铸钢通常含有0.1-0.5％的碳。
特征
下表提供了每种材料的素质的一般概述。虽然有许多不同类型的钢铁来考虑，但该表侧重于灰铁和碳钢 - 两种最常见的每种金属形式。
| 质量 | 铸铁 | 铸钢 |
|---|---|---|
| 斯托利亚 | ✔ | |
| 易于加工 | ✔ | |
| 振动阻尼 | ✔ | |
| 抗压强度 | ✔ | |
| 抗冲击性 | ✔ | |
| 耐腐蚀性能 | ✔ | ✔（不锈钢合金） |
| 耐磨性 | ✔（取决于申请） | ✔（取决于申请） |
| 成本 | ✔ |
斯托利亚
大多数人在熔融状态下没有遇到钢铁或钢 - 这是可以理解的，因为铁在约2300˚F和2600°F处的钢熔化，并且两者均匀倒入甚至更热的温度下。使用液体钢铁和钢铁的人迅速发现它们在可口可乐和收缩率方面有巨大差异。
铸铁相对容易铸造，因为它很容易倒，并且不会像钢一样缩小。这意味着它将容易地填充模具中的复杂空隙，并且需要更少的熔融材料来做。这种流动性使铸铁成为建筑或华丽铁艺结构的理想金属，例如围栏和长椅。
浇注钢是更困难的。它比铁水更少的流体，对模具材料更具反应性。当它冷却时，它也会更多地缩小，意味着需要将更多的熔融材料倒入多余的水库中，称为提升管，其铸造从冷却中汲取。
然而，铸件通常在其内部结构中通常不会均匀冷却。外部区域和较薄部分将以不同的速率冷却并缩小，而不是内部区域和笨重部分 - 通常会产生内部张力，或应力，这只能通过热处理来缓解。钢比铁更容易受到钢，以缩小应力，并且在某些情况下，这些紧张局势可导致重要的内部和/或外部空隙，以及可能的最终裂缝。
由于这些原因，铸钢需要在整个铸造过程中更加关注和检查，使生产更多资源密集。
可加工性
根据最终应用，可能需要加工铸件以实现特定的公差，或者创造所需的表面。至少，诸如门和跑步者等物体需要切断和接地。
没有延性的强度意味着材料将非常脆弱并且易受裂缝的影响
可加工性是给定材料切割或研磨的容易程度的指标;一些材料比其他材料更难以制造。作为经验法则，具有高合金添加的金属以改善机械性能的可加工性较低。
铸铁通常比钢更容易更容易。铸铁中的石墨结构更容易脱离，并以更均匀的方式突破。由于脆性，更难以更加困难的熨斗，更难以加工。
钢与相同的一致性不那么容易切割，导致更多的工具磨损，导致生产成本更高。硬化钢或碳含量较高的钢材，也提高刀具磨损。鞋钢不一定是任何更好的，但低碳钢，尽管较为柔和，可以粘性，难以与之合作。
振动阻尼
选择铸造材料时应考虑阻尼性能，因为缺乏阻尼能力可能导致过量的振动和噪音，例如振铃或尖叫。根据使用材料的位置，有效阻尼可能会导致更竞技，更可靠的性能。
铸铁中的石墨结构，尤其是灰铸铁中的剥落形成，特别适合吸收振动。这使得铸铁是发动机块，气缸壳体和机床的理想，以及耐火性和精度重要的其他应用。减少振动可以最大限度地减少应力并防止移动部件上的磨损。
抗压强度
抗压强度是材料承受降低物体尺寸的力的能力。这与引导在拉动材料的力相反。压缩强度有益于压力和遏制因子的机械应用。通常，铸铁具有比钢更好的抗压强度。
抗冲击性
到目前为止，似乎使用铸铁比钢材更多的优势，但钢具有一个显着的优势：抗冲击性。钢在不弯曲，变形或破裂的情况下具有突出的突发冲击。这是由于其韧性：其承受高应力和应变力的能力。
没有延展性的强度导致脆性材料，这是对骨折和铸铁的脆性材料是海报儿童而没有延展性的强度。由于其脆性，铸铁具有有限的应用范围。
同时，高延展性，或者无故障变形的能力，没有很多使用而没有强度抵抗显着的影响。例如，橡皮筋可以通过显着的变形而不会破裂，但它可以采取的力量非常有限。
虽然铁可能更容易在大多数铸造应用中使用，但钢具有强度和延展性的最佳混合，使其非常艰难。钢的抗冲击品质和全息承载性质使其适用于许多机械和结构应用 - 这就是钢铁是世界上使用最广泛的金属。
耐腐蚀性能
铁具有比钢更好的耐腐蚀性。两种金属都会在水分的存在下氧化，但铁将产生铜绿，以防止深度腐蚀金属的完整性。
防止腐蚀的另一种方法是油漆或粉末涂料。暴露底层金属的任何芯片或裂缝都会导致腐蚀，因此定期维护对于涂层金属很重要。
如果耐腐蚀性，同时保持银色定位的原料外观是一个重要因素，合金钢可能是更好的选择 - 特别是不锈钢，具有铬和其他合金以防止氧化。
耐磨性
铸铁通常具有比钢的机械磨损更好的抵抗力，特别是在磨损情况下。铸铁中的较高石墨含量产生石墨干燥润滑剂，允许固体表面彼此滑动，而不会降低表面质量。
钢比铁更容易穿着，但可能仍可能抵抗某些类型的磨损。某些合金添加还可以提高钢的磨损品质。
成本
由于生产最终产品所需的较低材料成本，能量和劳动，铸铁通常比铸钢便宜。原料钢是昂贵的购买，它需要更多的时间和注意力。然而，在设计铸造产品时，值得考虑长期使用和更换成本。从长远来看，制造更昂贵的部件最终可能会降低成本。
钢也可以多种预制形式提供 - 例如片材，杆，棒，管和梁 - 并且通常可以加工或组装以适应特定的应用。根据产品和所需的数量，制造现有的钢铁产品可能是一种成本效益的选择。
不同类型的铸铁和铸钢
我们比较了最基本的铸铁（灰色铁）和铸钢（温和或碳钢）的品质，但钢铁和钢的具体组成和相结构会极大地影响机械性能。例如，标准灰铁中的碳采用锋利的石墨薄片的形式，而延性铁具有更多的球形石墨结构。浮石墨是使灰铁脆的是什么，而圆形石墨颗粒在球墨铸铁中可以提高韧性 - 使其更适合抗冲击应用。
可以将合金添加到铁和钢中以工程师所需的性质。例如，锰增加了韧性，而铬改善了耐腐蚀性。不同的碳含量也区分低，标准和高碳钢 - 较高量的较硬材料之间的区别。
最终，铸铁和铸钢之间的选择将取决于最终安装的类型和应用。
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来源
- 美国铸造协会。“加工铸铁组件“。AfsInc.org.
- 美国铸造协会。“了解钢铸件的材料规格“。AfsInc.org.
- 机器设计。“铸铁“。machinedesign.com.
- 镍研究所。“铸铁和铸造合金“。nickelinstitute.org.
- Hosford，William F.钢铁。剑桥大学出版社。2012年。
- 伍德福德，克里斯。“铁和钢“。spectainthatsuff.com.