GB9437--88中规定了中国各类耐热铸铁的化学成分以及常温力学性能(表1)。

表1 耐热铸铁牌号、成分、性能(GB9437--88)

    中国牌号

    化学成分／％
 
                                 Mn           P         S

 
抗拉强度(最低)

 
 
    硬度

    C

    Si

    Cr

    Al

    (HBS)

    最大

／MPa

RTCr
RTCr2
RTCrl6
RTSi5

  3．O～3．8
  3．O～3．8
  1．6～2．4
  2．4～3．2

  1．5～2．5
  2．O～3．O
  1．5～2．2
  4．5～5．5

  1．O
  1．0
  1．O
  O．8

  0．20
  O．20
  O．10
  O．20

  O．12
  O．12
  O．05
  O．12

O．50～1．D0
>1．00～2．00
15．OO～18．00
O．50～1．00

    200
    150
    340
    140

  189～288
  207～288
  400～450
  160～270

                                                                                                         续表1

    化学成分／％

抗拉强度

    硬度

    中国牌号
 

 
    C

 
    Si

  Mn
 

    P
 

    S
 

 
    Cr

 
    Al

(最低)
 

 
    (HBS)

    最大

  ／MPa

RQTSi4
RQTSi4Mo
RQTSi5
RQTAl4Si4
RQTAl5Si5
RQTAl22

 2．4～3．2
 2．7～3．5
 2．4～3．2
 2．5～3．O
 2．3～2．8
 1．6～2．2

 3．5～4．5
 3．5～4．5
>4．5～5．5
 3．5～4．5
>4．5～5．2
 1．O～2．O

  O．7
  O．5
  O．7
  O．5
  O．5
  O．7

  O．10
  O．10
  O．10
  O．10
  O．10
  O．10

  O．03
  O．03
  O．03
  O．02
  O．02
  O．03

 
  O．3～O．7
 
 
 
 

 
 
 
4．O～5．O
>5．O～5．8
20．O～24．O

    280
    540
    370
    250
    200
    300

  187～269
  197～280
  228～302
  285～341
  302～363
  241～364

硅系耐热铸铁  综合性能和铸造性能均较好，所以得到广泛应用。其中含钼球墨铸铁不仅常温力学性能好，而且高温短时抗拉强度和伸长率都较好。因此，抗氧化和抗生长都优于同系其他牌号的耐热铸铁。球墨铸铁中随着含硅量的增加，铁素体含量也增多，故抗拉强度下降，伸长率及冲击韧度上升。但硅升到一定值后，铁素体逐渐脆化，伸长率、冲击韧度和抗拉强度都下降。所以含硅量一般控制在5．5％以下，最高也不应超过6．5％。硅能减慢铸铁的氧化速度。随着硅量每增加1％时A。相变点升高50～60℃，如含硅量在5．5％时其相变点温度约为900℃。铸铁相变应力会使铸件变形或微裂，从而降低氧化层的附着力，加速铸件内层的氧化，促进铸铁生长。

铝系耐热铸铁  随着铸铁中含铝量的提高，出现两个石墨化区及两个白口区和相应的过渡区(见图)。图中还表示出铸铁中碳的饱和曲线，随着铝量的提高，铁液中的碳明显下降。图中的组织见表2。在第一个石墨化区内，有两种铸铁：含铝2％～3％的低铝铸铁，已少量用于玻璃模，内燃机排气管及其他薄壁件；含铝7％～9％的中铝铸铁，可用于750～900℃下的某些耐热件。在第二个石墨化区内，有含铝20％～24％的高铝铸铁，可用于1000～1100℃的某些耐热件。此外铝和硅、铝和铬组成的多元合金化耐热铸铁，可以减少合金元素总使用量，不但明显提高铸铁的抗氧化性能，又降低成本。低铝铸铁的基体组织为铁素体加珠光体，中铝铸铁的基体组织是铁素体。低铝及高铝球墨铸铁有较好的综合力学性能。中铝及铝硅铸铁脆性较大。铝系铸铁有优良的抗氧化、抗生长性能，如果铝量大于10％，在900～950℃时已很少氧化。铝量大于20％的球墨铸铁，在1100℃时也很少氧化，甚至加热到接近熔点也不掉皮。如果铝与硅或铝与铬合用，则抗氧化性能更好，例如铸铁含Al+Si≥10％，则耐热温度可提高到1100℃。铝铸铁极易形成铝氧化膜，浇注时有增加夹杂、冷隔倾向。在熔注过程都注意排除夹杂物，使铁液流动平稳。

铝铸铁的组织图   ∑Si、Mn、P、S≤0．1％～1．5％

表2  铝铸铁的组织

区域

    组织

    含铝的范围／％

    I
    Ⅱ
    Ⅲ

石墨(Fe3C)+α+P
石墨+α                    石墨+共析体(￡+α)+α

    O～3．2
    3．2～3．8
    3．8～9．8

    Ⅳ

￡+α

    9．8～19．7

    V
    Ⅵ
    Ⅶ
    Ⅶ

石墨(￡)+α
石墨+α                    石墨(A14C3)+α         A14C3+α

    19．7～22．7
    22．7～24．O
    24．O～26．O
    >26．O

铬系耐热铸铁  常用的耐热铸铁。含铬较高的品种比同类的铝硅系强度高。它的使用温度随含铬量增加而提高。实际应用的有三个品种：即含0．5％～2％Cr 的低铬耐热铸铁，含16％～20％Cr 的中铬耐热铸铁及含28％～32％Cr的高铬耐热铸铁。低铬铸铁的组织也是片状石墨加珠光体，当铬量增加时，有自由渗碳体出现。铬是缩小奥氏体r区的元素。当铸铁中铬量增加时，碳化物量增加。当铸铁中铬量大于12％～15％时，随铸铁中碳、硅含量及冷却速度不同，基体是珠光体或马氏体加残余奥氏体组织。当含铬量高于25％～30％时，则形成稳定的铁素体组织，无相变发生，对耐热件是有利的。因此含28％～35％Cr 的耐热铸铁使用较多。如在含25％～35％Cr 的铸铁中加入10％～15％Ni，可以形成稳定的奥氏体组织。低铬耐热铸铁的力学性能比铸铁高，因加入1％～2％Cr 可以细化珠光体及石墨。所有高铬耐热铸铁强度较高，但都很脆，而脆性随温度提高而减弱。壁薄而且均匀、尺寸较小的铸件有较好的抗热冲击性能。提高碳硅含量会降低抗热冲击性能。在铸铁中加入少量的铬，既然可以细化石墨、提高珠光体的稳定性，所以能改善铸铁的耐热性能。当加铬量多时，能生成连续的FeOCr₂O₃保护膜，耐热性能可以明显提高。