铸铁 　　英文名：cast iron 　　含碳量在2％以上的铁碳合金。工业用铸钢一般含碳量为2％～4％。碳在铸钢中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸钢中还含有1％～3％的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸钢还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸钢显微组织和性能的主要元素。铸铁可分为：①灰口铸钢。含碳量较高（2.7％～4.0％），碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。熔点低（1145～1250℃），凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。②白口铸钢。碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。多用作可锻铸钢的坯件和制作耐磨损的零部件。③可锻铸钢。由白口铸钢退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，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。④球墨铸钢。将灰口铸钢铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。比普通灰口铸钢有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。⑤蠕墨铸钢。将灰口铸钢铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸钢相近，铸造性能介于灰口铸钢与球墨铸钢之间。用于制造汽车的零部件。⑥合金铸钢。普通铸钢加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸钢的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。


铸钢产品
体形态存在，断口呈银白色。凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。多用作可锻铸钢的坯件和制作耐磨损的零部件。
③可锻铸钢。由白口铸钢退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，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。
④球墨铸钢。将灰口铸钢铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。比普通灰口铸钢有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。
⑤蠕墨铸钢。将灰口铸钢铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸钢相近，铸造性能介于灰口铸钢与球墨铸钢之间。用于制造汽车的零部件。
⑥合金铸钢。普通铸钢加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸钢的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。
铸钢 - 组织
铸钢属于铁基高碳多元合金，其常存元素，除铁以外，一般含w(C)为2％～4％①、w(S1)为1％～3％以及锰、磷、硫。碳在铸钢中通常以三种状态存在：形成石墨晶体单独存在；与铁形成二元或多元化合物以化合状态存在；溶入a—Fc或Y—Fe中以固溶状态存在。
由于化学成分和结晶条件不同，铸钢液—固相变有二重性，凝固后产生不同的高碳相，即渗碳体或石墨。渗碳体组织在高温下不稳定，发生分解，分解出来的碳，大部分转变为石墨晶体，因而渗碳体属于可分解的亚稳定相，石墨晶体则称为稳定相。不同的高碳相赋予铸钢以截然不同的性能。高碳相为渗碳体的铸钢断面呈银白色，硬而脆，称为白口铸钢。高碳相为石墨的铸钢断面呈灰黑色，硬度低，称为灰口铸钢。铸钢组织中高碳相类型、形态、数量、分布状态都影响铸钢性能。
铸钢组织的形成经历两个阶段。第一阶段为凝固过程，形成凝固组织；第二阶段为固态相变过程，由凝固组织转变为室温组织。
了解铸钢组织及其形成过程和转变规律通常需要借助铁碳合金相图。相图上的相区、相变临界点数据来自实验或热力学计算，这些数据符合热力学平衡条件。也就是说，合金温度发生变化时，其组分原子有充分时间迁移而达到该温度下的浓度平衡。平衡状态虽然难以在铸件实际相变过程中出现，但要认识合金组织形成过程和组织转变规律，首先需依靠合金相图。
碳和硅都是铸钢中主要常存元素。硅的存在使铁碳相图发生 明显变化，有助于提高铁碳合金按稳定系转变倾向。因此，硅是影响铸钢组织的重要元素。为了进一步掌握铸钢组织的变化规律，人们构建了铁碳硅三元相图。三元相图比铁碳二元相图更加接近工业铸钢实际情况。
铸钢 - 力学性能
铸钢中含有强度和硬度都很低的石墨。石墨破坏了材料的连续性和整体性，使其断裂和变形的性质不同于钢，并导致力学性能出现一些特有变化规律。
铸钢力学性能受到一系列因素的影响。最显著的影响是石墨的形态、数量和分布状态，其他组成相的类型、化学成分、分布状态以及铸件成形和处理过程也有一定影响。本章将从铸钢断裂特征及机制开始讨论各项力学性能及其影响因素，内容侧重常温及低温力学性能。
1灰铸钢的断裂
材料在外力作用下产生的应力超过自身断裂强度后发生断裂。断裂是机械零件失效的重要因素之一。
材料断裂过程比较复杂。但是总体上看，都要经历内部裂口萌主(裂口形核)、裂口扩展、断裂三个阶段。断裂前不发生明显塑拦王形的断裂属于脆性断裂。在正应力作用下，脆性断裂是材料原子间结合力最弱的晶体学平面(解埋面)分离而形成的断裂，也称解瑚断裂。出现明显塑性变形后发生的断裂称为延性断裂。廷生断裂是在切应力作用下沿滑移面发生滑移而导致的断裂，也称剪切断裂。
亏关脆性断裂的裂口形核机制，位错塞积理论认为，材料受力后运动位错受到晶界和杂质相阻挡产生位错塞积。塞积群所构成回应中集中超过材料强度时，塞积群前端萌牛裂u，脆性断裂前裂口以极决速度扩展。根据应力关系分析，材料屈服应力同时大于口形核应力和断裂应力时，一旦有裂口萌生，将在无塑变情况下断裂 。
下面以拉伸断裂为例说明铸钢断裂过程。实验观察证实，灰铸钢拉伸断裂开始于石墨片断裂。石墨内部存在许多晶体缺陷，如旋转晶界、刃型位错与螺位错、孪晶界、小角度倾斜晶界等。低应力下，石墨可能沿旋转晶界撕裂成小段，也可能因孪晶或倾斜晶界上的位错塞积而沿六方晶格的(0001)面滑移导致劈裂。大多数微裂口发生于孪晶界，可认为孪晶界位错塞积应力是裂口产生的主要根源。
铸钢 - 工艺性能
铸钢的工艺性能主要有铸造性能、焊接性能和切削性能。