铸造合金及其熔炼完整版 - 副本

1、铸造合金及其熔炼要点一铸铁1. 铸件模数：2. 可锻铸铁回火脆性答：对铸铁金相组织起主要决定的元素 铸铁收缩： 、 、 3. 影响冲天炉铁液浇注温度的因素答：生成球墨的俩个必要条件： 。4. 铸铁球墨化的种类和方法答：镁作为球化剂的球化处理方法： 稀土镁合金球化剂处理方法： 5. 球铁牌号与基体答：复合蠕化剂： 6. 冷硬铸铁分类： 、 7. 可锻铸铁生产：8. 耐热铸铁分类： 9. 衡量灰铸铁冶金质量系数答： 品质系数 10. 了解石墨形态、类型孕育处理：冲天炉焦炭燃烧过程答：冲天炉焦炭层燃烧产物成分变化规律答：冲天炉铁液含碳变化的原因答：增大灰铸铁共晶过冷度的元素 11. Fe-C-Si三

2、元相图高碳相的存在形式 ： 12. Fe-G-Si准二元相图中Si的作用答：影响铸铁铸态组织的因素答：一般铸铁组织形成过程中关键性问题答：冲天炉炉气成分温度沿高度变化的曲线图，个区域热交换特点（P146 图5-6）答：强碳化物形成元素 ： 等13. A枝晶间残留液体成分特点： 14. 炉前铁液成分检测方法 15. 铸铁一次结晶过程包括 和 答：炉外脱硫法有哪几种方法（P165167）答： 2 铸钢1. 炼钢过程氧化期的任务是 ： 2. 碳钢中危害最大的气体： 3.4. 沉淀脱氧:5. 富氧送风：6. 钢液脱碳反应答：碳钢铸件的热处理目的 ： 抗磨耐磨不锈钢的主要元素及作用答： Mn在铸钢中的作

3、用答： Cr、Ni不锈钢铸态组织、性能及使用环境答： 7. 如何获得不锈钢全A组织答：钢液炉外精炼法：8. 感应电炉电流频率与坩埚直径的关系答： 9. 合金元素对低合金碳钢流动性的影响答：什么是感应电炉熔炼： 10. 钢中B元素的作用答：水韧处理答：酸性炉衬电弧炉炼钢特点答：优点：炉衬寿命较长；冶炼时间较短；钢液中的气体和夹杂物较少。缺点：不能脱磷和脱硫，因此必须使用低磷低硫的炉料。酸性炉可用来冶炼碳钢、低合金钢和某些高合金钢，但不适于高锰钢（MnO为碱性氧化物，会侵蚀酸性炉衬）。11. 有利于钢液脱P的炉渣特性： 高碱度、强氧化性、粘度小。12. 铸造碳钢正常的适用温度范围： -404001

4、3. 高Mn钢的铸造工艺特点答：流动性：高锰钢的导热性差，钢液凝固慢，流动性良好，适于浇注薄壁铸件和结构复 杂的铸件；热裂倾向：高锰钢铸件线收缩大，且高温强度低，热裂倾向大，容易发生热裂。因此 应注意加强铸型和型芯的容让性，以及其他有助于防止热裂的工艺措施；应力：由于高锰钢的导热性差，故铸件中产生的热应力比碳钢大，特别是铸态下，由 于刚的强度较低，容易导致铸件开裂。因此高锰钢铸件应尽量少用冒口，在可能的条 件下，尽量采用使铸件达到同时凝固的工艺方案，竹简上的局部热解可用外冷铁激冷， 必须用冒口时，可采用易割冒口；粘砂：高锰钢钢液中含有较多的氧化锰（MnO），这种氧化物属碱性，采用硅砂作为 造型

5、材料时，容易产生化学粘砂。为了避免粘砂，宜采用碱性的或中性的耐火材料作 铸型和型芯的表面涂料，对于小铸件，可采用湿砂型铸造，由于钢液量少，铸件很快 凝壳，故不易形成粘砂。14. 感应电炉常见炼钢方法： 有芯感应电炉炼钢、无芯感应电炉炼钢、真空感应电炉炼钢。15. 国内外铸钢生产常用的炉外精炼技术 答：氩氧脱碳精炼（AOD）法、真空氩氧脱碳精炼（VOD）法、真空氩氧脱碳转炉（VODC）法3、 有色金属1. 铝液吸附原理答：依靠精炼剂产生吸附氧化夹杂的作用同时清除氧化夹杂及表面依附的氢气，达到净化铝 液的作用。2. Al-Si合金双重变质：在Al-Si共晶、过共晶合金中同时加入Re和P、能同时细化

6、初晶硅和 共晶硅，称为“双重变质”。3.铸铝热处理答：T1人工时效 T2退火 T4固溶T5固溶+不完全人工时效 T6固溶+完全人工时效T7固溶+稳定回火 T8固溶+稳定回火4.H与铝液熔炼的关系答：H能够大量的溶解在铝液中，铝液中氢的主要来源于铝液与炉气中水汽的反应，而铝液中的气体主要都是H。铝液中含有大量的气体会造成针孔、皮下气孔、单个大气孔等铸件缺陷。5铝合金熔剂精炼法及对熔剂要求答：溶剂法的机理在于通过吸附、溶解铝液中的氧化夹杂及吸附其上的氢，上浮至液面进入 熔渣中，达到除渣除气的目的。 对熔剂的要求： 不与铝液发生化学反应，也不相互溶解； 熔点低于精炼温度、流动性好，容易在铝液表面形成

7、连续的覆盖层保护铝 液，最好熔高于浇注温度，便于扒渣清除； 能吸附、溶解、破碎Al2O3杂质； 来源丰富，价格便宜。6.（Al）粗晶细化机理答：异质形核。常见的晶粒细化剂有钛、硼、锆及稀土金属等，以中间合金或盐类形式加入铝液中，形成的化学产物等，均起到晶粒细化作用。7.铝合金的气体精炼工艺对比答：通氮精炼：氮气炮只能吸入越本身容积的0.1倍的氢，因此通氮精炼效果不明显。工业上用氮气瓶中通常含有微量氧气，通氮时将生成氧化铝，降低除气效果。如果氮气瓶中含有水分，则危害更大，必须进行严格脱水处理。通氩精炼：工业用氩气瓶中含氧量较低，通氩精炼时，较重的氩气富集在铝熔池表面，能保护铝液防止和炉气反应，净

8、化效果好。且氩的价格便宜，来源丰富，为工厂所乐用。通氯精炼：氯气不溶于铝液，但能和铝液及溶于铝液内的氢产生剧烈反应生成的HCl和AlCl3都呈气态，且不溶于铝液，和未参加反应的氯均能起精炼作用，净化效果比通氮、氩效果明显。通氯净化效果虽好，但是有毒，且通氯设备较为复杂，泄露的氯气严重腐蚀厂房、设备。其次，通氯后引起合金的晶粒粗大，降低力学性能，故生产中极少采用。8.杂质Fe元素对Al-Si合金组织与性能的影响答：Fe在Al-Si合金中以形式出现，既硬又脆，呈粗大片状，冷速越小，组织越粗大，削弱铝基体，使合金变脆，破坏铝铸件表面氧化膜的连续性，降低合金的耐蚀性，不能进行表面阳极氧化。9.如何防止

9、Al-Si合金渗Fe答：措施：控制炉料中的含铁量，采用等级较高的铝锭； 在坩埚、工具上涂覆涂料； 铝液避免在铁介质坩埚中长期保温、跑温。10.铝合金熔炼可简单概括为 防排溶11.铝合金熔炼原则答：化学成分符合国家标准，合金液成分均匀；合金液纯净，气体、氧化夹杂、熔剂夹杂含量低；需要变质处理的合金液，变质良好。12.铝合金变质处理分类 细化晶粒处理；共晶体变质；改善夹杂相的组织或消除易熔夹杂相。13.锡青铜结晶特点及改善答：锡青铜的结晶温度范围很宽，凝固速度较缓慢时，容易形成缩松，导致锡青铜铸件渗漏。 进行均匀化退火后，枝晶消失，能防止铸件渗漏。 锡青铜呈糊状凝固，枝晶发达，很快就在铸件内形成晶

10、体骨架，开始了线收缩，此时凝 固层较薄，高温强度低，因此铸件容易开裂。 由于锡青铜结晶温度范围宽，枝晶发达，反偏析是锡青铜中常见的缺陷。防止反偏析措 施： 放置冷铁，提高冷却速度，出现层状凝固； 调整化学成分，如加入锌，缩小结晶温度范围； 采用有效的精炼除气措施，减少合金中的含气量。14.锡青铜中Pb的作用答：Pb的作用有三：铅以细小分散的颗粒均匀分布在合金基体上，具有良好的自润滑作用，能降低摩擦系 数，提高耐磨性； 在最后凝固阶段铅填补可（Cu）枝晶空隙，有助于消除显微缩松，提高耐水压性能；孤立分散的铅粒破坏了合金基体的连续性，切削加工时切削易断，可改善切削加工性 能。15.铝青铜的缓冷脆性

11、答：在缓冷条件下，共析分解式的产物相呈网状在相晶上析出，形成隔离晶体联结的脆性硬壳，使合金发脆。16.铜合金熔炼的氧化与脱氧答： 铜合金熔炼的氧化：铜合金熔化后，在高温下容易被炉气中的氧所氧化，生成氧化亚 铜Cu2O，其熔点为1235。当温度低于熔点时时固态，呈黑色的致密覆盖膜，对钢 液有保护作用。温度高于Cu2O的熔点时，呈液态，对铜液失去保护作用；Cu2O溶于 铜液中，随温度下降，Cu2O与相在1066时形成+Cu2O共晶体。由于熔点低，会 引起热脆；如果吸入氢气，凝固后在铸件中生成气孔；Cu2O有很高的分解压力。 铜合金熔炼的脱氧：Cu2O的分解压力高，能溶于铜液中，往铜液候总加入与氧的

12、亲 和力比铜与氧的亲和力大的元素，还原出Cu。 脱氧方法：沉淀脱氧，脱氧剂本身能溶于铜液中，脱氧反应在整个熔池内进行，有点 事脱氧速度快，脱氧彻底；扩散脱氧，脱氧剂本身不溶于铜液中，覆盖在铜液表面， 脱氧仅在表面进行，借助Cu2O不断向液面扩散才能不断脱氧。缺点是脱氧速度较低， 受Cu2O的扩散速度所控制，但对铜液成分无影响，不会污染合金；沸腾脱氧，将新 鲜树干插入铜液中，由于燃烧不完全，产生大量的CO及碳化物，上浮时引起 铜液翻腾，Cu2O被清除，反应产物CO2呈气泡上浮，起精炼作用。17.黄铜锌当量答：X锌当量； A多元黄铜中的含锌量B多元黄铜中的含铜量 合金元素含量 合金元素锌当量系数1

13、8.铸镁主要合金元素答：Al、Zn、Mn、Re （Al、Zn固溶强化，Re改善铸造性能和焊接性）19.Mg-Zn-Zr合金中Zr的作用答：Zr在镁合金中为辅助元素，在Mg-Zn合金中加Zr能显著缩小合金的结晶温度范围，使 流动变好；加Zr能细化晶粒，在镁液冷凝过程中，起到非自发形核的作用；Zr能够大 大降低镁液中的氢浓度，由于减轻缩松；Zr还能与杂质铁生成ZrFe3以及ZrFe2，这些 化合物密度大，能下沉到坩埚底部，提高合金的纯度，消除铁对镁合金抗蚀性的不利影 响。20.耐热镁合金中稀土元素的作用答：Mg-RE系中固溶体及化合物稳定性较高； Mg-RE系的共晶温度比Mg-Al及Mg-Zn高的多； 在200300使用温度下，原子扩散速度较低； 镁中加入三价的稀土元素，提高了电子浓度，增加了原子间的结合力； 镁与稀土元素生成的化合物本身具有高的热稳定性；Mg-RE系合金在200300固溶度变化较小，时效析出相均匀，相界面附近浓度梯 度较低。21.消除ZA27铸件底缩答：加速冷却，顺序凝固：采用石墨，锆砂等高导热性铸型材料，加速铸件凝固速度