铸铁与石墨的材料性能比较

铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。铸铁的应用很广，据统计，汽车、拖拉机中铸铁零件约占重量的50％～70％，机床中约占重量的60％～90％，许多形状复杂或受压力及摩擦作用的零件，大多用铸铁制造。工业生产中常用的铸铁含有C、Si、Mn、S、P等元素。有时为了满足使用性能，还可以加入一定量的其他合金元素，得到合金铸铁。

1.铸铁的特性

铸铁具有优良的工艺性能和特殊性能：优良的铸造性；良好的切削加工性；较好的耐磨性和减振性；低的缺口敏感性；熔炼工艺和设备简单，成本低廉；经合金化后具有良好的耐热性和耐蚀性等。但是，铸铁还存在着塑性、韧性较差，一般的铸铁抗拉强度较低等缺点。因此，铸铁一般用于制造形状复杂的不能用锻造、轧制、拉丝等方法成形的零件。

2.碳在铸铁中的存在形式与石墨的形态

（1）碳在铸铁中存在形式 碳在铸铁中除极少量溶于铁素体之外，以两种形式存在：游离状态——石墨；碳化物状态——渗碳体及合金铸铁中的其他碳化物。(www.xing528.com)

石墨是碳的一种同素异构体，具有简单六方晶格，面向距离较大，结合力较弱，故结晶形态常发展成为片状，且抗拉强度、塑性和韧性极低，几乎等于零。由于石墨的存在使铸铁具有许多优良特性。

（2）石墨在铸铁中存在形态 铸铁的性能不仅取决于碳的存在形式，还与石墨的形态有密切关系。常见的石墨形态有片状、团絮状、蠕虫状、球状等。铸铁的性能还与石墨的相对量、分布状态等有关。

常用的灰铸铁，其碳大部分以片状石墨存在，应用最广泛。而白口铸铁，其绝大部分碳以渗碳体存在，其性能硬而脆，难以进行切削加工，一般只做耐磨件，工业上直接应用极少。

总之，铸铁的力学性能主要取决于碳的存在形式和石墨的形态，以及石墨的相对含量和分布状态等。