ISO铸铁材料标准解读

　　ISO/TC25是ISO负责制定铸铁国际标准的技术委员会，在过去几年里完成了9项标准的修订和发布，见表1，其中7项是材料标准，这些标准对铸铁的力学性能、组织以及检测技术进行了规定，标准中有关材料特性的资料性附录，可供设计者参考，有助于设计者选材使用。另外2项标准定义了铸铁的石墨形态和基体组织。

　　7项铸铁标准涉及的铸件数量巨大。2003年，全世界这7类材料的铸件产量是5 650万吨，2013年已超过1万吨。用这些材料生产的铸件单重小的为几克，大的超过500t。

　　ISO标准明确规定了这7类铸铁材料的84个不同等级的材料牌号。这些标准附录中的辅助信息是经ISO/TC仔细验证确定的，以便使材料得到最合适的选择应用。表2列出了这7类铸铁材料性能摘要，有助于用户选用相关标准，也可用于不同铸铁材料的性能比较，但并不是将铸铁与其他材料相比较。表3列出了不同类型铸铁材料的典型应用，供设计选材时参考。

　　并不是所有的设计师们都清楚铸铁材料的特性，设计时往往需要超出标准规定的材料性能数据。比如灰铸铁的断面敏感性就是一个很好的例子，铸件本体的力学性能往往低于单铸试棒或附铸试块的力学性能，这取决于截面厚度。即使是经验丰富的工程师有时也不清楚铸铁断面敏感性这一重要特性，导致对铸铁材料不切实际的期望，或者低估铸铁材料真正的潜能。

　　铸铁材料具有极其复杂和宽泛的性能特点，本文提供一些铸铁材料学方面的基本知识，用以指导设计师对材料的选择，通过正确选择材料使铸铁材料的性能得到最大限度的发挥，使铸铁材料的性能能够得到最大限度的应用。

　　ISO标准涉及的七类铸铁材料的材料学特征可以归纳为以下几种。

　　(1)灰铸铁。碳主要以片状石墨形态析出的铸铁，断口呈灰色。通常是珠光体基体，有极少量的铁素体存在。一般不需要热处理，除非要求消除应力以提高尺寸稳定性。

　　(2)球墨铸铁。铁液经过球化处理而不是在凝固后经过热处理，使石墨大部分或全部呈球状，有时少量为团絮状的铸铁。基体组织从完全铁素体到完全珠光体，甚至有贝氏体和马氏体。热处理通常用于铸件的铁素体化，特别是要求在低温下具有高冲击值的铸件；高强度球墨铸铁件也可以通过调质处理和正火处理获得。

　　(3)蠕墨铸铁。金相组织中石墨形态主要是蠕虫状的铸铁。石墨短而粗，通常只有极少量的球状石墨存在，从铁素体为主到完全珠光体。一般不需要热处理，除非要求消除应力。

　　(4)可锻铸铁。白口铸铁通过石墨化或氧化脱碳退火处理，改变其金相组织或成分而获得具有较高韧性的铸铁。可锻铸铁有黑心可锻铸铁和白心可锻铸铁两种，这些是特意降低硅含量以产生铁碳化物，然后通过热处理分解碳化物以形成石墨。基体从完全铁素体到完全珠光体。可锻铸铁经油淬并回火可以获得更强的强度。

　　(5)等温淬火球墨铸铁。一种由球墨铸铁通过等温淬火热处理得到以奥铁体(ausferrite)为主要基体的强度高、塑韧性好的铸铁。等温淬火处理可以大幅度提高球墨铸铁的力学性能，有时需要专门的合金化以保证厚断面基体组织的均匀性。

　　(6)奥氏体铸铁。基体组织为奥氏体的铸铁。具有良好的耐酸性、耐碱性、耐海水腐蚀性、耐热性和非磁性，零度以下仍有良好的韧性，应用于一些特殊用途，不仅可以应用于低温，也可应用于高温。

　　(7)抗磨铸铁。具有良好的抗磨料磨损性能的铸铁。通过合金化或热处理形成马氏体基体或马氏体+碳化物混合基体。