铁是地壳中最丰富的元素之一,重要的含铁矿物有赤铁矿Fe2O3,褐铁矿FeO(OH)-nH2O,磁铁矿Fe3O4,菱铁矿FeCO3,黄铁矿FeS2等。它们是炼铁,炼钢的主要原料。
工业用铁是将铁矿石,焦炭和助熔剂(石灰石等)置于高炉中冶炼而得,其中常含有碳,硫,磷,硅等元素。
直接由高炉中生产出的粗制铁,称为生铁,含碳2%-4%。它可以进一步精炼为铸铁,熟铁和钢。
铸铁为铁,碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中,含碳量在1,7%-4,5%之间,并含有磷,硫,硅等杂质。质脆,不能锻压。是炼钢和铸造器物的原料。
它包括灰口铸铁,含碳量较高2,7%-4,0%,碳主要以片状石墨状态存在,断口呈灰色,熔点低,1140-1250度。抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好,耐磨性好。铸造性能和切削加工性能好。可用于制造机床床身,气缸,箱体等组件。
白口铸铁,碳和硅含量较灰口铁低,碳主要以渗碳体形态存在,大部分碳与铁化合成白色的碳化铁,断口呈银白色。硬度高,脆性大,不容易切削。多用作可锻铸件和制造耐磨损部件。
可锻铸铁,由白口铸铁退火处理后获得。铁中石墨成团絮状分布,简称韧铁。其组织性能均匀,耐磨损,有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂,能承受强动载荷的零件。
球墨铸铁,将灰口铸铁铁水经加入一定量的镁和镁合金等球化处理后,使结构中的片状石墨析出成球状因而大大增加了强度,韧性和延展性。断口呈银灰色,比普通灰口铁有较高强度,较好的韧性和塑性。用于制造内燃机,汽车零部件及农机具等。
熟铁是指用生铁精炼而成的比较纯的铁,含碳量在0,02%以下,又叫锻铁,纯铁。熟铁质地很软,塑性好,延展性好,可以拉成丝,强度和硬度均较低,容易锻造和焊接,不能淬火。用来制造铆钉,链条,镰刀等。
碳素钢,含碳量低于1,7%,并含有少量锰,硅,硫,磷等杂质的钢,按含碳多少分为高碳钢,中碳钢和低碳钢。高碳钢含碳量高于0,6%,主要用于制造切削工具。低碳钢,含碳量低于0,25%,有韧性,像锻铁,容易加工,不能淬火。主要用来制造桥梁和机器零件,如螺钉,螺母等。