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耐磨铸铁分为减磨铸铁和抗磨铸铁两类。前者是在有润滑剂，受粘着磨损条件下工作的，如机床导轨和拖板，发动机的缸套和活塞，各种滑块等。后者是在无润滑剂、受磨料磨损条件下工作，如轧辊、犁铧球磨机磨球等。
(1)减磨铸铁
减磨铸铁的组织应是软基体上分布有坚硬的相。软基体在磨损后形成的沟槽可保持油膜，有利于润滑，而坚硬相可承受摩擦。
细片状珠光体为基的灰铸铁基本上能满足这样的要求。其中铁素体基体为软基体，渗碳体为坚硬相，同时石墨还有储油和润滑的作用。为了进一步提高珠光体灰铸铁的耐磨性，可加入适量的Cu、Cr、Mo、P、V、Ti等合金元素。
常用的合金减磨铸铁有高磷铸铁，它含有0.4%~0.7%的磷。P在主体中能形成各种Fe3P共晶的坚硬骨架，使铸铁的耐磨性提高。另一种减磨铸铁是磷铜钛铸铁，这种铸铁中，磷的作用同高磷铸铁，铜能促进第一阶段石墨化并能细化珠光体，钛能促进石墨化，并可形成高硬度的TiC。含高磷的铬钼铜铸铁也是一种有价值的减磨铸铁。
铸铁具有良好的耐磨性能，虽然它的力学性能比钢差，脆性较大，容易碎裂，但在相同条件下比钢的成本低。若采取相应的设计和工艺处理，在一定条件下也能满足不同的要求，故较为广泛用作摩擦副的耐磨材料。尤其是当摩擦副既要求耐磨性高，又要有好的减摩性时，往往采用铸铁比采用钢更为有利，如机床导轨、活塞环、汽缸套等零件主要采用耐磨铸铁制造。
在磨粒磨损条件下工作的铸铁，应具有高而均匀的硬度j白口铸铁就属于这类铸铁。但由于白口铸铁脆性较大，不能承受冲击载荷，因此在生产上常采用激冷的办法来获得冷硬铸铁，即用金属型铸造铸件的耐磨表而，其他部位则采用砂型铸造。同时调整铁水的化学成分，采用高碳低硅，这样既可保证白口层的深度，又可保证其心部仍为灰口铸铁组织。用激冷方法制造耐磨铸铁，已广泛应用于轧辊和车轮等的铸造生产中。
在润滑条件下工作的耐磨铸件，要求在软的基体上牢固地嵌有硬的组织组成物。当软摹体磨损后形成沟槽，可保持油膜。珠光体灰口铸铁基本上能满足这种要求，其组织中铁素体为软基体，渗碳体为硬组分，同时石墨片也起储油和润滑作用。高磷铸铁由于含有高硬度的磷共晶体，具有较高的耐磨性。在此基础上，如果加入Cr、Mo、W、Cu等合金元素，可以改善组织性能‘，提高基体的强度和韧性，从而使铸铁的耐磨性等得到更大的提高。
除了高磷铸铁以外，钒钛耐磨铸铁、铬钼铜耐磨铸铁和硼耐磨铸铁等也都具有优良的耐磨性能。
常用的减摩铸铁:
普通灰铁、球铁即是，例如 机床、活塞环
(一)含磷铸铁
原理:二元、三元磷共晶断续网状分布(硬质点)提高耐磨性，一般含磷0.4-0.7%。
特点:流动性好，提高30-50% 铸造应力大(P降低导热性、磷共晶膨胀、磷共晶与基体导热系数不同)
应用:机床导轨、气缸套、摩阻零件(刹车瓦)
(二)钒钛铸铁
成分: V: 0.3-0.5%， Ti:0.15-0.35%
原理:V、Ti与C、N形成化合物硬质点细化晶粒(P、G)F少
应用:机床导轨、活塞环、缸套(加Cu、B)
(三)硼铸铁
成分:0.03-0.08%
原理:形成硼碳化物，偏析在晶界网状分布，含磷时，形成磷硼碳化物，硬度更高(B阻遏石墨化)
应用:气缸套、活塞环
(2)抗磨铸铁
我国试制成功一种具有较好冲击韧性和强度的中猛球墨铸铁，即在稀土镁球墨铸铁中加入5%~9.5%的锰，含硅量控制在3.3%~5.0%范围内，经球化和孕育处理，适当控制冷却速度，使铸铁在浇铸后得到马氏体与大量残余奥氏体加碳化物与球状石墨的组织，具有高耐磨性。
常用的抗磨铸铁:
(一)普通白口铁
1、成分:高C低Si，Si<1%,Mn<1%， 一般不含或少量的合金元素
2、组织:P+Fe3C Ld¡3、性能:脆性大、耐磨性差
4、应用:铧犁，磨粉机的磨片导板
(二)镍硬白口铁
1、成分:在普通白口铁中加入一定量的镍4-6%，铬2-8%
2、组织:M+A
3、
4、应用:轧辊，球磨机，轧制泵
镍短缺昂贵元素，尽量少用，我国少用。
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根据工作条件的不同，耐磨铸铁分为减磨铸铁和抗磨铸铁。
1．减磨铸铁
减磨铸铁是在有润滑、受粘着磨损的条件下工作的耐磨铸铁，其组织为软基体上嵌有硬的强化相。软基体在磨损后形成的沟槽能贮仔润滑油，工作时可形成油膜，而硬的强化相可承受摩擦。一般，珠光体灰铸铁即可满足这一要求，铁素体为软基体，渗碳体为强化相，片状石墨具有润滑作用，脱落后凹坑也可贮油。为进一步提高珠光体灰铸铁的耐磨性，通常将磷的含量提高到0.4%～0.6%，得到高磷铸铁，可与珠光体或铁素体形成高硬度的共晶组织，能显著提高铸铁的耐磨性。由于普通高磷铸铁的强度和韧性较差，故向其中加入Cr、Mo、W、Cu、Ti、V等合金元素，形成分金高磷铸铁，如磷铜钛铸铁、磷钒钛铸铁、铬钼铜铸铁、稀土磷铸铁等，这类铸铁具有良好的润滑性及抗咬合、抗擦伤的能力，可广泛用于制造要求具有高耐磨性的机床导轨、活塞环、汽缸套、滑动轴承和凸轮轴等材料。
2．抗磨铸铁
抗磨铸铁是在无润滑的干摩擦，及磨粒磨损条件下工作的耐磨铸铁。这类铸铁不仅受到严重的磨损，而且承受较大负荷，如何获得高而均匀的硬度址是提高其耐磨性的关键。白口铸铁就属于这类耐磨铸铁，但白口铸铁脆性较大，不能承受冲击载荷，因此，向白口铸铁中加入Cr、B、Mo、Cu、V等合金元素，形成合金白口铸铁；加Cr、Ni、B提高淬透性，形成马氏体合金白口铸铁；将铁液注入金属模，形成激冷铸铁，获得组织为马氏体、碳化物和球状石墨的中锰合金球畏铸铁，具有良好的抗磨性和一点的冲击韧性。
(1)激冷铸铁
白口铸铁具有均匀的高硬度，耐磨性很高，但由于脆性较大，一般仅适用于制造犁铧等承受冲击载荷不大的耐磨铸铁件。因此，生产中常在灰口铸铁的基础上适当降低硅的含量、加入适量的镍、铬等元素，并采用“激冷”的法得到冷硬铸铁，即需要获得白口组织的表面采用金属型，其他部位采用砂型铸造。激冷处理后表面为白口组织，而心部为灰铸铁组织，铸件既有较高的耐磨性。又能承受一定的冲击载荷。激冷铸铁的牌号用“I，T”表示，如LTCrMoR等，主要用于轧辊、车轮等铸铁件的制造。
(2)抗磨白口铸铁
在白口铸铁的基础上加入较高含量的铬和一定量的钼、镍、铜等元素。热处理后，组织中除马氏体外，还有大量的残余奥氏体和
(3)中锰耐磨铸铁
在稀土镁球墨铸铁的基础上，将锰含量提高到
为了进一步提高耐磨铸铁的使用性能，我们可以采用热处理的方法。耐磨铸铁根据其含有的元素不同，热处理的方法也不相同，得到的组织也不相同：
（1）含硼耐磨铸铁淬火温度为850-910℃，回火温度以290℃为最佳，淬火-回火后的组织为球状石墨，马氏体，硼碳化物及残余奥氏体。
（2）高铬白口铸铁淬火过程中，加热速率一般在100℃/h 与200℃/h 之间，奥氏体化温度在850-1100℃，奥氏体化时间=2h 1/2h/模数（厘米），通过合理控制冷却速度可得到贝氏体、奥氏体和屈氏体等基体组织，但只有金属型铸造屈氏体高铬铸铁具有性能稳定、成本低廉的特点，具有较强的实用性。
（3）镍硬白口铸铁根据含镍量的不同硬化处理的保温温度有很大的差异。
（4）激冷铸铁的热处理工艺仅仅是低温退火，具体的规范为在热处理炉内以20-30℃/h 的升温速度升温将工件加热到500-550℃，保温2-3h，消除铸铁的内应力，获得稳定的组织，炉冷至300℃以下出炉空冷校直。
（5）稀土变质铸铁经变质处理和950 ℃×2h 正火处理后性能优越。
热处理对耐磨铸铁性能的影响：
热处理对和冲击韧性都有影响。同一回火温度条件下，硬度随奥氏体化温度升高而降低， 冲击韧性随奥氏体化温度升高而增加。同一淬火温度下，硬度随回火温度的增加而略有降低， 在210～ 290℃内，冲击韧性随回火温度升高而增加， 但在330℃回火时， 冲击韧在同一回火温度下， 随奥氏体化温度升高，碳化物分解速度加快， 碳化物数量减少， 淬火后碳化物形态也变为断网状和块状，组织中残余奥氏体量也增多。热处理与磨耗量也有密切的关系，随奥氏体化温度升高，磨损量增多， 即耐磨性下降。随奥氏体化温度升高，碳化物数量减少， 硬度下降，这也正是耐磨性下降的主要原因。
在20世纪50~60年代．抛丸机一般只被用于铸件的落砂清理，而今天其应用领域正在不断扩大。抛丸器作为抛丸机的关键部件，其质量与使用寿命直接取决于叶片。 由于叶片工作时处于高速旋转的叶轮中，既要承受钢丸磨料的磨损，又要承受高速弹丸流的冲蚀磨损，在这两种形式磨损下，叶片是否好用，关键取决于叶片的材质。 目前耐磨材料的种类很多，主要有高锰钢、中锰球铁、低合金白口铁等。 低合金白口铁虽然能够适应低载荷下的冲击，但使用寿命极短，不是理想的材质；高锰钢属于奥氏体组织的钢种，在高冲击下易产生加工硬化，因而具有一定的耐磨性能，但对于中低应力下的冲击则不能发挥出良好的耐磨性；高铬铸铁是继高锰钢之后的第三代耐磨材料，由于其组织中含有理想的M7C3型共晶碳化物，而且容易得到马氏体组织．与其它耐磨材料相比则显示出较大的优越性，因此得到广泛的应用。 但高铬铸铁较脆，在高冲击下容易断裂、破碎，而且在实际生产中很难把握其形成机理，得到理想状态下的基体组织。针对这种情况，我们在常规工艺的基础上，进行改进并经过相应的热处理，提高其使用性能，从而更能满足叶片的使用要求。 1、叶片的失效形式 研究发现．抛丸设备叶片的受力主要来自随叶轮高速旋转的丸流的摩擦冲蚀及惯性力。丸料的摩擦和冲蚀属于中低载荷，如果叶片表面硬度较低，在弹丸的冲蚀下，由于惯性力的作用，叶片工作面与丸料问的摩擦力很大，且长时间作用于叶片表面，加之二者发生相对滑动，使叶片表面出现沟槽，并在相邻区域出现塑性变形，导致叶片表面产生断裂应变，最终形成裂纹而破碎，使叶片报废。 由此可知．在低载荷冲击下硬度对耐磨性的影响占主导地位。我们正是利用高铬铸铁高硬度的特点，对铸造工艺及热处理工艺加以改进，从而满足其工况条件下的使用要求。 2、叶片的研制 2.1成分设计 高铬铸铁是以铬为主要合金元素，辅以一定量的其它合金元素而组成的抗磨材料。通常含铬量122to_3596之间，由于含铬量较大基体中会形成很多硬的碳化物，因此，钢板预处理线机械性能特别是延伸性能较差，不宜作为对强度有一定要求的材料，但它具有优良的耐磨性能，特别是耐磨料磨损的性能。 大多数高铬铸铁是属于亚共晶成分，它们凝固时会先形成奥氏体树枝晶，接着在一定温度范围内同时析出奥氏体和M7C3型碳化物组成的共晶体，这种M7C3型碳化物的硬度可达HVI300-1800．足可以抵抗石英(HV900~1280)的磨损； 其次这种碳化物分布连续性较差，呈杆状和弯曲的厚片状，对基体的削弱作用小，因而能够使铸铁保持高的韧性，所以我们在研制的过程中应力争在高铬铸铁中得到以马氏体为基体，分布有M7C3型碳化物的组织。 2.1.1碳、铬的确定 一般说来，碳量决定碳化物的数量，同时还直接影响着材质的机械性能，为保证硬度和强度的配合，碳量不宜取过高值。 从耐磨角度看，对耐磨性最有利的组织结构是，在连续韧性基体上分布孤立的硬质点一碳化物，由于M7C,型碳化物硬度值很高，是比较理想的碳化物形态。 2.1.2锰、钼的确定 高铬铸铁在低冲击工况条件下的理想抗磨组织为马氏体基体上分布着孤立的杆状碳化物，而想要获得马氏体的基体组织除需要此种材质具有良好的淬透性外，最好是在铸态下得到奥氏体组织， 钼对于提高淬透性作用很大，但它的价格比较昂贵，所以我们采用以锰代钼，Mn．Mo联合可有效提高谇透性。此外锰对稳定奥氏体的作用也很大，对于壁厚60mm左右的工件．Mn含量在3LYo左右时即可完全抑制珠光体，获得单一的奥氏体组织，所以Mn选择2.5%-3%．Mo选择04%一0.6%． 2.1.3其它合金元素的确定 铜能提高淬透性，当钼与铜配合使用时提高淬透性的作用更大，但铜在奥氏体中的溶解度有限，故Cu选择0.8%-1.2%。 硅降低淬透性，但同时它又可提高Ms点，所以当锰量高时可适当提高Si的含量取0.8%-l.0%。 硫降低流动性，与锰的亲合力较大，会消耗一部分锰。磷则形成磷共晶体，降低铸件的韧性，所以铸铁件中应尽量降低其含量，故s<0.06%,p<0.1% 2.2炉料的熔炼 用0.25t中频感应电炉熔化铁液，为降低生产成本和保证铁液质量在熔炼过程中主要采取以下措施： 采用酸性炉衬熔炼，不仅因硅砂价格低廉，且熔化过程中炉村不易开裂、热稳定性好，且电阻串比镁砂相对要小，有利于熔化效牢的提高。配料时一定要控制炉料成分，保证炉料的质量。采用合理的加料顺序，先加少量的话铁及全部的钼铁，再依次加人其它炉料。但必须保证炉料的紧实，这样有利于导电和导磁。 熔化开始应以小功率送电，然后逐步将功率增大，并随炉料的熔化经常捣料。在铁液浇注前，将铁液过热判1480℃左右，以不使铁液出现沸腾的“驼峰”现象为准，这有利于铁合金的充分反应，更不会卷入大量的氧化性气体．但还应在出炉前l0-15min用锰铁来预脱氧处理；7-8min用o的硅铁进行初脱氧；2-3min加0.05%进行终脱氧或在浇注过程中加人少量的带土硅进行变质处理。 2.3造型浇注 用事先准备好的砂箱进行手工造型，但应注意浇注系统的合理开设及冷铁的使用，严格按工艺图进行。合箱前应仔细检查型腔是否畅通，以保证铁液充型，浇注时应遵循高温出炉低温浇注的原则。 如果浇注温度过高，不但容易烧坏冷铁，而且铁液收缩率较大，易产生铸造缺陷，所以浇注温度不宜过高，一般选在1380-1420℃之间。浇注后应及时打开砂箱，这样有利于获得细小晶料的铸态组织。 2.4热处理工艺的确定 叶片除需要高的硬度外，还需一定的韧性相配合，否则会被高速旋转叶轮的惯性力折断，所以还要进行淬火加回火来提高其综合性能。 热处理温度的确定应以获得均匀而细小的臭氏体晶粒为原则，以便淬火后得到细小的马氏体组织。 奥氏体晶粒的长大与淬火温度成正比，所以选择的温度不宜过高，而且淬火后还应及时对工件进行回火处理，这样不仅可以消除淬火时产生的应力，还可以得到一定数量的回火马氏体。这样既保证了基体的高硬度，同时又提高了叶片的韧性。 3、结语 高铬耐磨铸铁在抛丸机叶片上应用后，叶片平均寿命可在400h以上。 用冷铁对叶片表面进行激冷，不仅实现了铸件的顺序凝固，而且在叶片表面产生了致密而均匀的细小晶粒组织。更因有合理的热处理工艺相配合，使得叶片的综合性能得以显著的发挥，从而保障了叶片能够长时间承受钢砂的反复冲击，表现出良好的耐磨性和较长的使用寿命。应用前景广泛。
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常用的合金铸铁分为：耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。
耐磨铸铁按其工作条件大致可分为两类：一种是在有润滑条件下工作的减摩铸铁，如机床导轨、气缸套、环和轴承等；另一种是在无润滑、受磨料磨损条件下工作的抗磨铸铁，如犁铧、轧辊及球磨机零件等。
1）减摩铸铁
减摩铸铁在有润滑、受黏着磨损条件下工作，如机床导轨、发动机缸套、活塞环、轴承等。减摩铸铁的组织通常是在软基体上牢固地嵌有坚硬的强化相。
一般珠光体灰铸铁能满足这一要求，铁素体是软基体，磨损后形成沟槽，可储存润滑油，以降低磨损；渗碳体是硬质相，起耐磨作用；片状石墨可起储油润滑作用。在普通灰铸铁中加入适量的磷、钒、铬、钼、稀土等元素，可增加珠光体，细化珠光体和石墨，进一步提高硬度和耐磨性。
在普通灰铸铁基础上，将磷含量提高到0.4%～0.6%，即形成高磷铸铁。磷可与铁素体或珠光体形成磷共晶（F Fe3P，P Fe3P或F P Fe3P），呈断续网状分布在基体上，形成在软基体上分布着硬质相，显著提高了铸铁的耐磨性。由于普通高磷铸铁的强度和韧性较差，常加入铬、钼、钨、铜等合金元素，使其组织细化，进一步提高机械性能和耐磨性。
2）抗磨铸铁
抗磨铸铁在干摩擦及磨粒磨损条件下工作．如轧辊、犁铧、磨球等。这类铸铁不仅受到严重的磨损，而且承受很大的负荷，应具有高而均匀的硬度。
白口铸铁就属于这类铸铁。但其脆性大，不能承受冲击荷载，只能用于制造犁铧、泵体、研磨机械的衬板、磨球等。
生产中常用激冷方法来获得冷硬铸铁，即将铁液注入放有冷铁的金属模成型，铸件表层因冷速快得到一定深度的白口层而获得高硬度、高耐磨性，而心部为灰口铸铁，具有一定的强度和韧性。广泛用来制造轧辊、车轮等耐磨件。
在白口铸铁的基础上加入14%～20%的铬和少量的钼、镍、铜等元素形成的高铬铸铁，组织中存在大量富铬的M7C3型碳化物，其硬度极高，且分布不连续，使铸铁既具有很高的耐磨性，其韧性也得到改善：可用于制造大型球磨机的衬板和破碎机的锤头等零件。
ω（Mn）=5.0%～9.5%，ω（Si）=3.3%～5.0%的中锰合金球磨铸铁，组织为马氏体、残余奥氏体、碳化物和球状石墨，具有较高的强度、硬度和冲击韧性，适于制造在冲击载荷和磨损条件下工作的零件，如犁铧、磨球及拖拉机履带板等。可代替部分高锰钢和锻钢。
耐热铸铁指在高温下具有良好的抗氧化和抗生长能力的铸铁。氧化是铸铁在高温下与周围气氛接触使表层发生化学腐蚀的现象。生长是铸铁在反复加热冷却时产生的不可逆体积长大的现象：铸件“生长”的原因是氧化性气体沿石墨片边界或裂纹渗入铸铁内部发生内氧化；铸件中的渗碳体在高温下分解成密度小的石墨及在加热冷却过程中铸铁基体组织发生相变引起体积的不可逆膨胀。结果将使铸件失去精度和产生微裂纹。
因此，制造高温铸铁件，如加热炉炉底板、换热器、坩埚、废气管道及压铸模等，必须使用耐热铸铁制造。
通常在铸铁中加入铝、硅、铬等合金元素提高铸铁的临界温度，得到单相铁素体基体，消除渗碳体分解造成的生长现象；通常还能形成致密稳定的氧化膜，具有良好的保护作用，阻止铸铁继续氧化和生长。通过加入球化剂和铬、镍等合金元素，促使石墨细化和球化，球状石墨互不连通可防止或减少氧化性气体渗入铸铁内部。
耐热铸铁按其成分可分为硅系、铝系、硅铝系及铬系等。
在石油化工、造船等工业中，阀门、管道、泵体、容器等各种铸铁件经常在大气、海水及酸、碱、盐等介质中工作，要求具有较高的耐蚀性能。普通铸铁通常是由石墨、渗碳体和铁素体组成的多相合金在电解质溶液中，石墨的电极电位最高，渗碳体次之，铁素体最低。因此，铁素体将不断被溶解，产生严重的电化学腐蚀。为了提高铸铁基体的电极电位，并使铸铁表面形成一层致密的钝化膜，需加入大量的硅、铝、铬、镍、铜等合金元素，同时应尽量降低耐蚀铸铁中的渗碳体和石墨含量，且组织最好为铁素体加上孤立分布的球状石墨组织。
耐蚀铸铁分为高硅、高铝、高铬耐蚀铸铁等，其中以高硅耐蚀铸铁应用最广。
高铬耐磨铸铁在抛丸机叶片上的应用