生铁是铁矿石经高炉冶炼所得到的产品。生铁中碳的质量分数超过2%,锰的质量分数不超过30.0%,硅的质量分数不超过8.0%,磷的质量分数不超过3.0%,铬的质量分数不超过10.0%,其他合金元素总的质量分数不超过10.0%。
生铁耐磨性和铸造性好,但质硬而脆,缺乏韧性,几乎没有塑性变形能力,因此不能通过锻造、轧制、拉拔等方法加工成形。
常用的生铁有炼钢用生铁、铸造用生铁、球墨铸铁用生铁、含钒生铁、含镍生铁、脱碳低磷生铁、铸造用磷铜钛低合金耐磨生铁等。
1)炼钢用生铁按含硅量分成3个牌号:L03、L07和L10。各牌号按含锰量分为3组,按含磷(P)量分为4级,按含硫量分为3类。
2)铸造用生铁按含硅量分成6个牌号:Z34、Z30、Z26、Z22、Z18和Z14。各牌号按含锰量分位3组,按含磷量分为5级,按含硫量分为3类。
3)球墨铸铁用生铁按含硅量分成2个牌号:Q10和Q12。各牌号按含钛量分成2挡,按含锰量分为3组,按含磷量分为3级,按含硫量分为4类。
4)含钒生铁按含钒量分成4个牌号:V02、V03、V04和V05。各牌号按含磷量分为3级,按含硫量分为3类。
5)含镍生铁按含镍量分成12个牌号:FeNi4.5、FeNi5.5、FeNi6.5、FeNi7.5、FeNi8.5、FeNi9.5、FeNi10.5、FeNi11.5、FeNi12.5、FeNi13.5、FeNi14.5和FeNi15。各牌号按杂质含量分为两级。
6)脱碳低磷生铁按含碳量分成3个牌号:TL10、TL14和TL18。
7)铸造用磷铜钛低合金耐磨生铁按含硅量分成6个牌号:NMZ34、NMZ30、NMZ26、NMZ22、NMZ18和NMZ14。各牌号按含锰量分为3组,按含硫量分3类,按含磷量分为3级,按含铜量分为两级。
铁合金的品种很多,一般按照其所含元素分类,例如:
(1)硅铁 硅的质量分数多为60%~95%。
(2)锰铁 有如下几种:
1)高炉锰铁:锰的质量分数为60%~82%,碳的质量分数为7.0%或7.5%。
2)高碳电炉锰铁:锰的质量分数为65%~82%,碳的质量分数为7.0%~8.0%。
3)中碳电炉锰铁:锰的质量分数为75%~85%,碳的质量分数为1.0%~2.0%。
4)低碳电炉锰铁:锰的质量分数为80%~92%,碳的质量分数为0.2%~0.7%。
(3)铬铁 有如下几种:
1)高碳铬铁:铬的质量分数限定范围者为60%~72%,分级者为60.0%或52.0%;碳的质量分数为6.0~10.0%。
2)中碳铬铁:铬的质量分数限定范围者为60.0%~70.0%,分级者为60.0%或52.0%;碳的质量分数为1.0~4.0%。
3)低碳铬铁:铬的质量分数规定同中碳铬铁;碳的质量分数为0.25%~0.50%。
4)微碳铬铁:铬的质量分数规定同中碳铬铁;碳的质量分数为0.03%~0.15%。
5)真空法微碳铬铁:铬的质量分数为65.0%;碳的质量分数为0.010%~0.100%。
(4)其他铁合金 除了以上几类铁合金外,还有钨铁、钼铁、钛铁、钒铁、磷铁、硼铁、镍铁、铌铁、锆铁、稀土合金等。
(1)硅铁 硅铁是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料,用电炉冶炼制成的。由于硅和氧很容易化合成二氧化硅,所以硅铁作为脱氧剂常用于炼钢;同时由于二氧化硅生成时放出大量的热,所以在脱氧的同时,对提高钢液温度也是有利的。硅铁作为合金元素加入剂,广泛用于低合金结构钢、合结钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢及电工硅钢之中。此外,硅铁在铁合金生产及化学工业中,常用作还原剂。纯硅中硅的质量分数达95%~99%,常用来制造单晶硅或配制有色合金。
(2)锰铁 锰铁是以锰矿石为原料,在高炉或电炉中熔炼而成的。锰铁也是钢中常用的脱氧剂,锰还有脱硫和减少硫的有害影响的作用。因此,在各种钢和铸铁中,几乎都含有一定数量的锰。锰铁还作为重要的合金剂,广泛地用于结构钢、工具钢、不锈耐热钢、耐磨钢等合金钢中。
(3)铬铁 铬铁在炼钢中作为合金加入剂。
(4)其他铁合金 这些铁合金大多是在电炉中冶炼的,由于其中所含的元素有些比较稀贵或由于生产工艺比较复杂,因此使用过程中虽然其脱氧能力较强,但并不用作脱氧剂,而主要用作合金加入剂。