生鐵

生鐵是碳的質量分數超過2%，並且其他元素的含量不超過表1中所規定的極限值的鐵-碳合金。^[1][2]

表1 生鐵中其他元素的極限值（質量分數）[1][2]
Mn ≤30.0	Si ≤8.0	P ≤3.0	Cr ≤10.0	其他合金元素總量b ≤10.0
a 含量比該極限值高的材料是鐵合金。 b 凡規定有最低含量或者含量超過表2注b中段落4）所規定的下限值的元素，按表2注b重段落3）和4）的規定，均為「其他合金元素」（C、Si、Mn、P、Cr除外）。

生鐵錠

生鐵在熔融條件下可進一步處理成鋼或者鑄鐵。生鐵既可以液態鐵水的形式交貨，也可以鑄錠及類似的固體塊或顆粒等固態鑄鐵的形式交貨。

將鐵礦石、焦炭、石灰石等原料投進高爐熔煉，由高爐直接煉得並在模中鑄造出來的。生鐵的質地相當的脆，必須將其煉造成鋼以後才能有較多的用途。

另一方面，亦有直接從生鐵搥打的炊具，比用熟鐵鑄造的炊具更耐用。鐵和足量的鹽酸充分反應後，因為生鐵是鐵和碳的合金，會產生碳的固體殘渣，而生成的氯化亞鐵能溶解於水中，所以不會形成固體沉澱。

分類

鑄鐵按照斷口顏色可分為白口生鐵、灰口生鐵和合金生鐵^[3]：

• 白口生鐵：又稱煉鋼生鐵，占生鐵產量的80-90%，含碳量與含矽量（≤1.75%）均較低，含硫量較高（≤0.07%）。碳主要以滲碳體狀態存在，斷口呈白色，凝固時收縮量大、脆性大。
• 灰口生鐵：又稱鑄造生鐵，約占生鐵產量的10%，含碳量（2.7％～4.0％）和含矽量（~3.75%）較高，含硫量稍低（≤0.06%）。碳主要以石墨狀態存在，斷口呈灰色，熔點低、流動性好。
• 合金生鐵：用含有共生金屬如銅、釩、鎳等的鐵礦石煉成，不是像合金鑄鐵那樣有意識的加入合金元素。

表2 按化學成分對生鐵進行的分類和命名（質量分數）a %[1][2]
⑴	⑵			⑶	⑷	⑸	⑹	⑺	⑻	⑼
分類號	生鐵的分類				C 總含量	Si	Mn	P	S 最高含量	其他
	名稱			縮寫名
1.1	非合金生鐵	煉鋼生鐵	低磷	Pig-P2	(3.3～5.5)	≤1.25b	≤6.0b	≤0.25b	0.07b	c
1.2			高磷	Pig-P20	(3.0～5.5)		≤2.0	≥1.5～2.5	0.08
1.3			普通含磷	Pig-P3	(3.3～5.5)		≤6.0b	>0.25～0.40	0.07
2.1		鑄造生鐵	d	Pig-P1Si	(3.3～4.5)	1.25～4.0b (1.5～3.5)	≤1.5b	≤0.12	0.06b
2.2				Pig-P3Si				>0.12～0.5
2.3				Pig-P6Si				>0.5～1.0 (>0.5～0.7)
2.4				Pig-P12Si				>1.0～1.4
2.5				Pig-P17Si				>1.4～2.0
3.1			球墨基體	Pig-Nod	(3.5～4.6)	≤3.0b	≤0.1	≤0.08	0.045	c,f
3.2			球墨基體錳較高e	Pig-NodMn		≤4.0b	>0.1～0.8b
3.3			低碳	Pig-LC	>2.0～3.5	≤3.0b	>0.4～1.5	≤0.30	0.06	c
4.0		其他非合金生鐵		Pig-SPU	g
5.1	合金生鐵		鏡鐵	Pig-Mn	(4.0～6.5)	最高含量 1.5	>6.0～30.0b	≤0.30 (≤0.20)	0.05	c
5.2			其他合金生鐵	Pig-SPA	h
a 未加括號的值為確定生鐵類別的值，括號內的值表明該元素的實際含量通常所處的範圍。 b 對該含量範圍再進行細化，通常可將該類生鐵產品進一步分成不同的等級。 c 根據冶煉生鐵所使用的原料不同，生鐵冢可能會含有不屬於第（4）至第（8）欄所表示的其他元素，對這些元素未規定限定值。這些元素的質量分數有可能達到0.5%，供需雙方可協商其限定值，但這些元素不用於對生鐵的分類。 d 對於這些種類的鑄造生鐵來說，在世界各地使用著各種不同的術語。例如低磷、中低磷、中磷、高磷、正常赤鐵礦及克利夫蘭半赤鐵礦等，並按地區被賦予迥然不同的含義。因此，建議在國際間廢除這些術語，並且在這些場合，只採用第（3）欄中規定的縮寫名作為生鐵的名稱。 e 通常用於珠光體球墨鑄鐵或可鍛鑄鐵。 f 根據生鐵用途，對具有阻礙球狀石墨生成和促進碳化物生成低含量元素的生鐵，其分類可細化。 g 該類包括不能分在1.1至3.3類和5.1及5.2類中的生鐵。 h 其他合金生鐵，包括： 矽的質量分數在>4.0%至8.0%之間的生鐵。 錳的質量分數在>6.0%至30.0%之間，不能被劃為鏡鐵（5.1類）的生鐵。 含有未包含在第（4）至第（8）欄之內且至少規定了最低含量元素的生鐵： Cr>0.3%至10.0% Mo>0.1%、Ni>0.3%、Ti>0.2%、V>0.1%、W>0.1%,它們屬於表1中所述的其他合金元素，它們質量分數總和不超過10%。

參見

• 合金
• 熟鐵
• 鋼
• 鑄鐵

參考資料

1. GB/T 20932-2007,《生鐵 定義與分類》
2. ISO 9147-87,《生鐵 定義與分類》
3. 安繼儒. 中外常用金属材料手册. 陝西科學技術出版社. 1998: 1. ISBN 9787536928930.