第三章 常用船机金属材料液态成形技术

1、第三章第三章 金属材料液态形成技术金属材料液态形成技术u金属液态成形基础知识金属液态成形基础知识u金属材料铸造性能金属材料铸造性能u常用铸造工艺常用铸造工艺u常用船机铸造合金常用船机铸造合金u典型船机零件液态成形工艺典型船机零件液态成形工艺3.1 3.1 金属液态成形基础知识金属液态成形基础知识3.1.1 液态金属的结构和性质液态金属的结构和性质（1）液态金属的结构）液态金属的结构金属熔化：金属熔化：金属键破坏、首先发生在晶界和缺陷处（原子能量高，越过势垒运动），晶粒细，缺陷多，熔点低；金属熔体组成：金属熔体组成：原子集团（近程有序）、游离原子和空穴等；结构起伏（相起伏）：结构起伏（相起伏）：

2、液态金属中，各种聚集体大小不同、取向各异，瞬间形成又瞬间散开和消失，从而导致结构不稳定。液态金属中存在能量（或温度）起伏、成分（或浓度）起伏和液态金属中存在能量（或温度）起伏、成分（或浓度）起伏和结构（或相）起伏。结构（或相）起伏。（2）液态金属的性质）液态金属的性质液态金属与材料加工密切相关的两个性质：黏度和表面张力黏度和表面张力。黏度黏度外力作用于液面时各层的速度外力作用于液面时各层的速度表层液体带动下层液体运动，逐层进行逐层进行。层与层之间存在内摩擦阻力（或粘性阻力）。黏度本质黏度本质上是原子间的结合力上是原子间的结合力。影响液态金属黏度的因素：影响液态金属黏度的因素：1）温度）温度温度

3、较低时，温度 粘度 ；在温度较高时，温度 粘度 2）化学成分）化学成分难熔化合物（结合力强，冷却至熔点之前就已开始原子集聚）的粘度较高，而熔点低的共晶合金（异类原子不结合、同类原子受阻隔）的粘度低。3）非金属夹杂物）非金属夹杂物 夹杂物使液态金属成为不均匀多相体系，液相流动内摩擦力增加，夹杂物越多，对粘度的影响越大。夹杂物的形态对粘度也有影响。表面张力表面张力一小部分液体单独在大气中时，力图保持球状，即总有一个力使其趋向球状，这个力称为表面张力。液态金属表面张力来源：液态金属表面张力来源：液体内部的分子或原子处于力的平衡状态，而表面层上的分子或原子受力不均匀，结果产生指向液体内部的合力。表面张

4、力是质点表面张力是质点(分子、原子等分子、原子等)间作用力不平衡引起的间作用力不平衡引起的。3）溶质元素：）溶质元素：使表面张力降低的溶质元素叫表面活性元素表面活性元素，“活性”之义为表面浓度大于内部浓度，也称正吸附元素正吸附元素。提高表面张力的元素叫非表面活性元素非表面活性元素，其表面的含量少于内部含量，称负吸附元素负吸附元素。影响液态金属表面张力的因素：影响液态金属表面张力的因素：1）温度：）温度：大多数金属和合金表面张力随着温度的升高而降低（温度升高，液体质点间的结合力减弱）。2）熔点：）熔点：熔点高（质点间作用力大），表面张力大。Al中加入第二组元后表面张力的变化中加入第二组元后表面张

5、力的变化3.1.2 铸件凝固组织的形成与控制铸件凝固组织的形成与控制铸件凝固组织可以从宏观和微观两方面描述：宏观凝固组织宏观凝固组织：铸态晶粒的形状、尺寸、取向和分布等情况微观凝固组织：微观凝固组织：晶粒内部的结构形态，如树枝晶、胞状晶等亚结构组织，以及共晶团内部的两相结构形态、数量及分布状态等（1）宏观凝固组织的特征）宏观凝固组织的特征和形成机理和形成机理凝固组织特征：一般铸造条凝固组织特征：一般铸造条件的件的3种典型组织：种典型组织：表面细晶表面细晶区（等轴）；柱状晶区；内部区（等轴）；柱状晶区；内部等轴晶区等轴晶区。等轴穿晶等轴穿晶含三晶区含三晶区等轴细晶等轴细晶凝固组织形成机理：凝固组

6、织形成机理：1）表面细晶区）表面细晶区早期理论早期理论：液态金属浇注到温度较低的铸型中，激冷作用会产生较大的过冷度而产生大量晶核，晶核迅速长大并，形成无方向性的表面细等轴晶，又称“激冷层”。日本学者大野笃美日本学者大野笃美：除了非均质形核外，还有型壁“捕捉”到的游离晶粒（枝晶缩颈、脱落）也是形成表面细晶粒的“晶核”来源。2）柱状晶区）柱状晶区表面细晶粒区稳定后，凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的单向热流的作用下，以枝晶状延伸生长，与热流方向相平行的枝晶优先生长，形成柱状晶组织。3）内部等轴晶区）内部等轴晶区内部等轴晶区是剩余熔体内部晶核自由生长的结果。关于晶核的来源和形成中心等轴晶区的过程主要有

7、三种理论：非自发形核理论非自发形核理论：固/液界面前沿成分过冷度大于非自发形核所需过冷度，剩余熔体内产生晶核，并长大成等轴晶。“顶部结晶雨顶部结晶雨”理论理论：铸型顶部凝固部分分枝层脱落，密度大于金属液，形成游离晶体，这些小晶体在柱状晶前面的液体中长大形成内部等轴晶。“晶核游离晶核游离”理论理论：等轴晶区的产生不是剩余液体自发形核和长大的结果，而是凝固过程中产生的游离晶核聚集长大的结果。（晶核来源：激冷层形成前，型壁等激冷形成游离晶核，到中心；型壁晶粒脱落和枝晶熔断）图图3-4 型壁晶粒脱落示意图型壁晶粒脱落示意图（2）铸件宏观凝固组织的控制铸件宏观凝固组织的控制 铸件宏观组织的控制就是要控制

8、铸件(锭)中柱状晶区与等轴晶区的相对比例，一般铸件希望获得全部细等轴晶组织。获得细等轴晶措施：获得细等轴晶措施：向熔体中加入强生核剂向熔体中加入强生核剂（强化非均质形核）形核剂包括：直接的外加晶核（高熔点、与液相润湿性好，如铸铁中加石墨粉）；能与金属液形成高熔点稳定化合物的物质；通过在液相中微区富集使结晶相提前弥散析出形成的生核剂 ；含强成分过冷元素的生核剂（提高形核率，降低生长速度，促进细晶形成）。控制浇注工艺和增大铸件冷却速度控制浇注工艺和增大铸件冷却速度降低浇注温度（使游离晶尽量多残存）；采用合适的浇注工艺（增加对流、冲刷型壁，增加游离晶）；改进铸型激冷倾向和铸型结构（薄壁铸件用金属型铸

9、造，厚壁用砂型铸造。金属液与铸型润湿性差有利于等轴晶形成和细化，增加粗糙度有利于形成等轴晶）；机械或超声震动（增加对流和冲刷）等。3.2 3.2 金属材料的铸造性能金属材料的铸造性能金属的铸造性能：金属的铸造性能：在铸造过程中获得外形准确内部健全的铸件的能力。衡量合金铸造性能的指标有：衡量合金铸造性能的指标有：流动性、收缩性、吸气性、偏析性(即铸件各部位的成分不均匀性)等。合金的铸造性能好，是指合金的铸造性能好，是指：熔化时合金不易氧化，熔液不易吸气，浇注时合金液易充满型腔，凝固时铸件收缩小，且化学成分均匀，冷却时铸件变形和开裂倾向小等3.2.1 液态金属的充型能力液态金属的充型能力液态金属的

10、充型能力液态金属的充型能力(mold filling capacity)是指液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。液态金属的充型能力强液态金属的充型能力强：则能浇注出壁薄而形状复杂的铸件；反之则易产生冷隔、浇不足等缺陷。充型能力充型能力取决于：取决于：内因-金属液本身的流动性；外因-浇注条件和铸型特性等。金属种类金属种类铸铸 件件 最最 小小 壁壁 厚厚 （mmmm）砂砂 型型金金 属属 型型熔模铸造熔模铸造壳壳 型型压压 铸铸灰灰 铸铸 铁铁3 34 40.4-0.80.4-0.80.8-1.50.8-1.5-铸铸 钢钢4 48-108-100.5-1.00.5-1.02.

11、52.5-铝铝 合合 金金3 33-43-4-0.6-0.80.6-0.8（1）金属液的流动性金属液的流动性液态金属的流动性是指金属液的流动能力。流动性越好的金属液，充型能力越强。流动性的影响因素包括金属种类、成分、结晶特性及其他物理性能，化学成分的影响最为显著。金属和二元共晶成分的合金金属和二元共晶成分的合金：在恒温下结晶，液态合金从铸件表层逐层向中心凝固。凝固时不存在固一液两相区，固体和液体之间界面光滑，对液态金属的流动阻力小，有利于金属液充填型腔，流动性好。非共晶成分合金：非共晶成分合金：存在固-液两相区，表面粗糙，流动性差。（2）浇注条件浇注条件浇注温度对金属液充型能力的影响很显著。提

12、高浇注温度提高浇注温度(pouring temperature)的优点：的优点：液态金属粘度下降，增加金属保持液态的时间，铸型温度升高，金属散热速度变慢，大大提高金属液的充型能力。浇注温度过高的危害：浇注温度过高的危害：金属的收缩过大，吸气增多，氧化严重，使铸件产生缩孔(shrinkage cavity)、缩松(porosity)、粗晶(grain coarsening) 和粘砂(sand adherence)等缺陷。因此，在保证金属液具有足够充型能力的前提下，浇注温度不宜过高。（3）铸型特性）铸型特性铸型材料和铸型结构均影响金属液的充型能力。铸型的排气能力较低、结构复杂、导热性好，浇注系统的

13、结构复杂等均使金属液充型能力下降，降低金属液的充型能力降低金属液的充型能力。为改善铸型的充填条件，铸件必须保证其壁厚不小于规定的“最小壁厚”。增大浇注压力（如压铸）有利于充型能力的提高有利于充型能力的提高。铸件尺寸铸件尺寸/mm铸钢铸钢灰铸铁灰铸铁球墨铸铁球墨铸铁可锻铸铁可锻铸铁铝合金铝合金铜合金铜合金500500152015206一般砂型铸造条件下铸件的最小壁厚一般砂型铸造条件下铸件的最小壁厚/mm3.2.2 合金的凝固特性合金的凝固特性合金从液态到固态的转变过程称为凝固凝固(solidification)或一次结晶或一次结晶。在铸件凝固过程中，其断面上一般存在三个区域，即已凝固的固相区、液

14、固相液固相共存的凝固区共存的凝固区和未开始凝固的液相区。图图3-5 铸件的凝固方式铸件的凝固方式a) 逐层凝固；逐层凝固；b) 中间凝固；中间凝固；c) 体积凝固体积凝固按照凝固区的宽窄，分为三种凝固方式：逐层凝固逐层凝固（纯金属或共晶成分合金，无凝固区或很窄）；体积体积凝固凝固（糊状凝固，合金结晶温度范围宽、铸件截面温度梯度小，凝固区宽）；中间凝固中间凝固（凝固区宽度适中）。希望逐层凝固希望逐层凝固合金结晶温度范围和温度梯度对凝固的影响合金结晶温度范围和温度梯度对凝固的影响铸件的凝固方式主要取决于合金的结晶温度范围合金的结晶温度范围和铸件的温度梯度铸件的温度梯度。合金的结晶温度范围愈小结晶温

15、度范围愈小，铸件截面的温度梯度越大温度梯度越大，凝固区域愈窄，愈倾向于逐层凝固愈倾向于逐层凝固；逐层凝固的合金充型能力强，补缩性能好，产生缺陷的倾向小，可以得到比较致密的铸件。因此，铸因此，铸造生产中应优先使用结晶温度范造生产中应优先使用结晶温度范围小的合金围小的合金，适当，适当增大铸件截面增大铸件截面的温度梯度。的温度梯度。温度梯度对凝固区域的影响温度梯度对凝固区域的影响3.2.3 合金的收缩性合金的收缩性（1）收缩及其影响因素）收缩及其影响因素合金收缩：合金收缩：合金在冷却过程中，其体积和尺寸缩小的现象。金属从液态冷却到室温，要经历三个收缩阶段：液态收缩从浇注温度冷却至凝固开始温度之间的收

16、缩。凝固收缩从凝固开始温度冷却到凝固终止温度之间的收缩。固态收缩从凝固终止温度冷却到室温之间的收缩。金属的液态收缩和凝固收缩表现为体积缩小液态收缩和凝固收缩表现为体积缩小（体积收缩率），型腔内金属液面下降，是铸件产生缩孔和缩松缺陷的根本原因是铸件产生缩孔和缩松缺陷的根本原因；固固态收缩态收缩在铸件各个方向上都表现出线尺寸的减小（线收缩率），是铸件产生内应力以至引起变形和产生裂纹的主要原因是铸件产生内应力以至引起变形和产生裂纹的主要原因。合金种类碳素铸钢 白口铸铁 灰铸铁 球墨铸铁体收缩率/%1014121458线收缩率（自由状态）/%2.172.181.080.81影响铸件收缩的主要因素有影响

17、铸件收缩的主要因素有：化学成分化学成分：灰铸铁和球墨铸铁在结晶时析出石墨所产生的膨胀抵消了部分收缩。灰铸铁中碳、硅含量越高，石墨析出量就越大，收缩率越小。浇注温度浇注温度：温度升高，液态收缩增加。铸件结构与铸型条件铸件结构与铸型条件：铸件壁厚不均匀，冷速不同，收缩不一致，相互制约；铸型和型芯对收缩产生机械阻力。（2）收缩导致的铸件缺陷收缩导致的铸件缺陷缩孔和缩松缩孔和缩松铸件在凝固过程中，由于金属液态收缩和凝固收缩造成的体积减小得不到液态金属的补充，在铸件最后凝固的部位形成孔洞。其中容积较大而集中的称缩孔缩孔（铸件的上部或厚大部位等），细小而分散的称缩松缩松（铸件壁的轴线区域及厚大部位）。缩孔

18、形成示意图缩孔形成示意图缩松形成示意图缩松形成示意图缩孔和缩松会减小铸件的有效截面积，并产生应力集中，降低铸件力学性能，缩松还严重影响铸件的气密性。防止铸件产生缩孔、防止铸件产生缩孔、缩松的基本方法是采用顺序凝固原则缩松的基本方法是采用顺序凝固原则，使铸件的凝固按薄壁薄壁厚厚壁壁冒口冒口的顺序先后进行，尽可能使缩松转化为缩孔，并使缩孔出现在最后凝固的冒口中，从而获得致密的铸件。铸造应力、变形和裂纹铸造应力、变形和裂纹铸造应力分类：1）热应力热应力：因铸件壁厚不均匀，各部位冷却速度不同各部位冷却速度不同，收缩不一致引起，不会自行消除，又称为残余应力不会自行消除，又称为残余应力。2）机械应力机械应

19、力：合金固态收缩受到铸型和型芯的机械阻碍作机械阻碍作用用形成，铸件落砂之后，阻碍作用消除，应力可自行消除。3）相变应力相变应力：具有固态相变固态相变的合金铸件，冷却过程中散热和冷却条件不同，铸件各部分达到固态相变温度的时间也不同，相变程度同，相变产物比容不同，引起应力。减少铸造应力减少铸造应力途径：途径：减少铸件冷却过程中各部位的温差，采取同时凝固原则；改善铸型和砂芯的退让性退让性（减少机械阻碍，降低机械应力）；通过热处理热处理等方法减少或消除铸造应力（如将铸件加热到550650之间，保温数小时，进行去应力退火）。3.2.4 合金的吸气性合金的吸气性和和气孔气孔吸气性：吸气性：液态金属在熔炼和

20、浇注时能够吸收周围气体的能力，吸收的气体以氢气为主，也有氮气和氧气。根据气体来源，气孔分为三类气孔分为三类：析出性气孔析出性气孔（针眼）（针眼）：溶入金属液的气体随温度下降，合金液对气体的溶解度下降，气体析出并留在铸件内形成的气孔。（措施：真空熔炼和浇注、对合金液除气等）侵入性气孔侵入性气孔：铸型中水分蒸发，有机物及附加物挥发的气体侵入金属液内所形成的气孔。（减少气体来源、提高铸型排气能力）反应性气孔反应性气孔：金属液与铸型之间发生化学反应所产生的气孔，铸件表面皮下13mm 。（型腔表面喷涂料、防止铁水氧化等）永乐大钟，永乐大钟，中国中国现存最大的青铜钟。在现存最大的青铜钟。在北京北京德胜门德

21、胜门铸钟厂铸成，清雍正铸钟厂铸成，清雍正十一年（十一年（1733）移置觉生寺（今称）移置觉生寺（今称大钟寺大钟寺）。铜钟通高）。铜钟通高6.75米，钟壁厚米，钟壁厚度不等，最厚处度不等，最厚处185毫米，最薄处毫米，最薄处94毫米，重约毫米，重约46吨。钟体内外遍铸经吨。钟体内外遍铸经文，共文，共22.7万字。万字。3.3 3.3 常用铸造工艺方法常用铸造工艺方法3.3.1 砂型铸造砂型铸造砂型铸造砂型铸造：用型(芯)砂制作铸型的铸造方法。型型(芯芯)砂砂组成：组成：石英砂、粘土(或其他粘结材料)、辅料和水按一定比例混制而成。型芯用比型砂更好的造型材料。型芯用比型砂更好的造型材料。型型(芯芯)

22、砂要具有一定的强度、砂要具有一定的强度、透气性、耐火性和退让性透气性、耐火性和退让性砂型铸造基本工艺过程砂型铸造基本工艺过程（1）造型方法）造型方法手工造型手工造型不需要复杂的造型设备，生产效率低，适合小批量生产。按按模样模样特征特征分为整模造型、分模造型、活块造型、刮板造型、假箱造型和挖砂造型等；按砂箱特征按砂箱特征分为两箱造型、三箱造型、地坑造型、脱箱造型等。机器造型机器造型设备及工装模具投资较大，生产准备周期较长，主要用于成批大量生产。按紧实方式的不同分震压造型、抛砂造型和射砂造型等。类别类别缺陷名称及特征缺陷名称及特征主要原因分析主要原因分析孔孔洞洞气气孔孔砂型和型芯紧实度过高；砂芯未

23、烘干或通气道堵塞；浇注系统不正确，气体排不出去缩缩孔孔缩松缩松浇注温度过高，金属液收缩过大；铸件设计不合理，无法补缩砂眼砂眼 带有砂粒的孔洞型砂和芯砂强度不够，掉砂；合箱时砂型局部挤坏，掉砂铸件常见缺陷及其原因铸件常见缺陷及其原因表表面面缺缺陷陷机械粘砂机械粘砂 铸件表面粘附一层砂粒和金属混合物浇注温度过高，金属液渗透力大；砂粒过粗，砂粒间空隙过大夹夹砂砂 铸件之间夹有一层型砂（片状）型腔表面受热膨胀；水分烘干后，易出现脱皮；浇注温度过高，浇注速度过慢裂裂纹纹热裂热裂 ，氧化，冷裂，氧化，冷裂退让性差，阻碍铸件收缩而引起过大的内应力；浇注系统开设不当，阻碍铸件收缩3.3.2 金属型铸造金属型铸

24、造金属型铸造金属型铸造(permanent mould casting)：将液态金属浇入金属铸型，以获得铸件的铸造方法。由于金属型可重复使用，所以又称永久型铸造永久型铸造。金属型无退让性和透气性金属型无退让性和透气性，铸件冷却速度快，容易产生浇不足、冷隔、裂纹、气孔等缺陷。在高温金属液的冲刷下，型腔易损坏。图图3-13 金属型铸造示意图金属型铸造示意图1-左半型；左半型；2-右半型；右半型；3-左右两侧型芯；左右两侧型芯；4-中间型芯；中间型芯；5-销孔型芯销孔型芯金属型铸造金属型铸造需要采取需要采取的的工艺措施：工艺措施：浇注前预热铸型预热铸型，使金属型在一定的温度范围内工作；型腔内涂耐火涂

25、料涂耐火涂料（黏度、耐火度、不产生气体，不发生反应），以减慢铸型的冷却速度，并延长铸型寿命；在分型面上做出通气槽、出气口通气槽、出气口等，以利于气体的排出；掌握好开型时间掌握好开型时间以利于取件和防止铸铁件产生白口组织。3.3.3 熔模铸造熔模铸造熔模铸造熔模铸造(investmentcasting)：用易熔材料制成模样，造型之后将模样熔化，排出型外，从而获得无分型面的型腔。由于熔模广泛采用蜡质材料制成，又称“失蜡铸造失蜡铸造”。高精度和表面质量的铸件，故有“精密铸造精密铸造”之称。熔模铸造主要包括蜡模(wax patten)制造、结壳、脱蜡(dewax)、焙烧和浇注等过程。蜡模制造蜡模制造

26、：铸造小型零件时，常把若干个蜡模粘合在一个浇注系统上，构成蜡模组。结壳结壳：放入粘结剂(如水玻璃)和耐火材料粉(如石英粉)配制的涂料中浸渍，涂料均匀地覆盖在蜡模表层，撒砂 (如石英砂)，硬化(如氯化铵水溶液)，形成由多层耐火材料组成的坚硬的型壳。脱蜡脱蜡 ：浸入8595的热水中焙烧和浇注焙烧和浇注：800950焙烧0.52h，彻底去除残蜡和水分，焙烧后通常趁热(600700)进行浇注，以提高充型能力。脱壳和清理脱壳和清理 ：去掉型壳，切除浇冒口。熔模铸造的特点和应用熔模铸造的特点和应用熔模铸件精度高，表面质量好，可铸出形状复杂的薄壁铸件，显著提高金属材料的利用率。熔模铸造的型壳耐火性强，适用于

27、各种合金材料，尤其适用于那些高熔点合金及难切削加工合金的铸造。生产批量不受限制，单件、小批、大批量生产均可。熔模铸造工序繁杂，生产周期长。用于成批生产形状复杂、精度要求高或难以进行切削加工的小型用于成批生产形状复杂、精度要求高或难以进行切削加工的小型零件，如汽轮机叶片和叶轮、大模数滚刀等。零件，如汽轮机叶片和叶轮、大模数滚刀等。3.3.4 压力铸造压力铸造压力铸造压力铸造(die casting)：在压铸机上将熔融的金属在高压下快速压入金属型，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。压铸机压铸机（压力铸造专用设备）根据压室工作条件不同，分为冷压室压铸机和热压室压铸机两类。热压室压铸机压室与坩埚连成一

28、体热压室压铸机压室与坩埚连成一体，而冷压室压铸机的压室和坩埚分开冷压室压铸机的压室和坩埚分开。冷压室压铸机分为立式和卧式。压铸机工作过程示意图压铸机工作过程示意图1-定型；定型；2-压射活塞；压射活塞；3-动型；动型；4-下活塞；下活塞；5-余料；余料；6-压铸件；压铸件；7-压室压室压力铸造的特点压力铸造的特点可铸出形状复杂、轮廓清晰的薄壁铸件表面质量好，一般不需机械加工可直接使用，组织细密，力学性能好气体难以排除，压铸件容易产生皮下气孔金属液凝固快，厚壁处来不及补缩，易产生缩孔和缩松设备投资大，压型制造成本高，周期长，压型易损坏3.3.4 低压铸造低压铸造低压铸造低压铸造(low-pres

29、sure casting)：在较低的压力下，将金属液注入型腔，并在压力下凝固，以获得铸件（介于金属型铸造和压力铸造之间的一种铸造方法）。低压铸造工作原理图低压铸造工作原理图1-铸型；铸型；2-密封盖；密封盖；3-坩埚坩埚4-金属液；金属液；5-升液管升液管原理：原理：密闭的保温坩埚，通入压缩空气，金属液从升液管内平稳上升充满铸型，在压力下结晶、凝固，撤除压力，尚未凝固的金属液在重力作用下流回坩埚，开启铸型，取出铸件。低压铸造的特点低压铸造的特点充型时的压力和速度容易控制，充型平稳，对铸型的冲刷力小，可适用各种不同的铸型。金属在压力下结晶，铸件组织致密，力学性能高。省去补缩冒口，金属的利用率提高

30、。设备投资较少，便于操作，易于实现机械化和自动化。低压铸造广泛用于大批量生产铝合金和镁合金铸件，如发动机的缸体和缸盖、内燃机活塞、带轮、粗纱锭翼等，也可用于球墨铸铁、铝合金等较大铸件的生产。3.3.5 离心铸造离心铸造离心铸造离心铸造(centrifugal casting)：将熔融金属浇入高速旋转的铸型中，使其在离心力作用下填充铸型和结晶，获得铸件的方法。按铸型旋转轴线的空间位置不同，离心铸造分为立立式和卧式式和卧式两种。离心铸造的特点离心铸造的特点不用型芯，不需要浇注系统和冒口，工艺简单，金属的利用率高。金属液中的气体和夹杂物因密度小而集中在铸件内表面，金属液自外表面向内表面顺序凝固，铸件

31、组织致密，无缩孔、气孔、夹渣等缺陷，力学性能高。内孔尺寸误差大，内表面质量差，易产生成分偏析和密度偏析。目前主要用于生产空心回转体铸件，如铸铁管、气缸套、活塞环及滑动轴承、特殊钢的无缝管坯等，也可用于生产双金属铸件（如双金属轴承等）。铁碳相图铁碳相图钢：钢：碳低于2.11wt%铁：铁：碳高于2.11wt%奥氏体奥氏体( Austenite)：碳溶解在-Fe中的间隙固溶体铁素体铁素体（Ferrite）：碳在-Fe中的间隙固溶体。珠光体珠光体(层状复合物)：铁素体+渗碳体。莱氏体：莱氏体：奥氏体+渗碳体渗碳体：渗碳体：Fe3C碳化物3.43.4常用船机铸造合金常用船机铸造合金3.4.1 铸铁铸铁铸

32、铁铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金。工业上常用的铸铁是高碳、硅含量（w(C)=2.5%4.0%、w(Si)=1.0%2.5%）的多元合金。铸铁分类：铸铁分类：按碳存在的形式和形态不同可分为白口铸铁(碳几乎全部为化合态)、灰口铸铁(碳主要为片状石墨)、球墨铸铁(碳主要为球状石墨)、可锻铸铁(碳主要为团絮状石墨)和蠕墨铸铁(碳主要为蠕虫状石墨)。石墨化石墨化：铸铁中的碳以石墨析出的过程铸铁中的碳以石墨析出的过程。石墨化不充分易产生白口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，使铸铁的力学性能降低。u影响石墨化程度的主要因素是影响石墨化程度的主要因素是化学成分化学成分和和冷却速度

33、冷却速度：化学成分：化学成分：（1）碳和硅：碳是石墨化原料，硅强烈促进石墨化。碳多硅少，易白口铸铁；碳、硅含量与铸铁组织的关系碳、硅含量与铸铁组织的关系（2）硫和锰硫和锰。硫硫：强烈阻碍石墨化，含量高易形成白口组织。硫还形成低熔点(985)的、分布于晶界上的（FeS+Fe）共晶体，强热脆性。硫是铸铁中的有害元素，控制在0.1%0.15%(质量分数)锰锰：阻碍石墨化，稳定珠光体(阻碍珠光体中碳的石墨化)，提高铸铁强度和硬度。锰与硫的亲和力大，易形成熔点高(1600)、密度小的MnS，MnS上浮并随熔渣排出炉外。锰能抵消硫的有害作用，一般控制在0.6%1.2%(质量分数)。（3）磷磷：对铸铁的石墨

34、化影响不显著，含量超过0.3%，形成低熔点、高硬度的(Fe+Fe3P)共晶体。有利于铸铁耐磨性的提高，故耐磨铸铁件的磷含量可高达0.5%0.7%。含磷过高将增加铸铁的冷脆倾向。一般铸铁件磷含量低于0.5%，高强度铸铁件含量在0.2%0.3%。冷却速度冷却速度（主要受铸型材料导热和铸件壁厚影响主要受铸型材料导热和铸件壁厚影响）（1）冷却速度很慢：碳原子析出很充分，并不断长大，形成粗大的石墨片。（2）随着冷却速度的加快，碳原子析出不够充分，聚集较慢，只有部分碳原子以细石墨片析出，而另一部分碳原子以渗碳体析出。（3）冷却速度很大时，石墨化过程不能进行，碳原子全部以渗碳体析出而产生白口组织u灰口铸铁灰

35、口铸铁灰铸铁灰铸铁：石墨主要以片状的形式存在。优点：优点：良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。常用于如机座、箱体等静载下的承压件承压件及导轨、活塞环、缸套缸套等滑滑动摩擦件动摩擦件。（希望得到多且细小的石墨片）缺点：缺点：抗拉强度低、塑性差。（片状石墨的尖角会引起应力集中）怎样处理提高灰铸铁性能？怎样处理提高灰铸铁性能？灰口铸铁的孕育处理灰口铸铁的孕育处理孕育处理：孕育处理：在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长，达到细化晶粒的目的。灰铸铁灰铸铁孕育处理孕育处理：向铸铁液中冲入硅铁或硅钙合金孕育剂，然后进行浇注的处理方法。经过孕育处理的铸铁称作孕

36、育铸铁。孕育剂孕育剂作用：作用：使铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化作用骤然加强，从而得到细晶珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。孕育铸铁的孕育铸铁的优点：优点：强度、硬度显著提高使铸件的组织和性能对冷却速度不敏感，厚大截面的性能较均匀孕育处理对铸件大截面孕育处理对铸件大截面(300mm 300mm)硬度的影响硬度的影响孕育后：孕育后：硬度提高硬度提高冷却速度影响小冷却速度影响小实际生产中灰铸铁孕育处理注意事项：实际生产中灰铸铁孕育处理注意事项：孕育处理前原铁液的碳、硅含量不能太高(wc=2.7%3.3%、wsi=1%2%)，否则孕育会使石墨数量多而粗大，反而降低铸铁的强度；铁液出炉温度

37、不应低于1400 ，以免孕育处理操作后的铁液温度过低，使铸件产生浇不到、冷隔、气孔等缺陷；经孕育处理后的铁液必须尽快浇注，防止孕育作用衰退。灰铸铁件的生产特点、牌号和选用灰铸铁件的生产特点、牌号和选用生产特点生产特点1）成分接近共晶成分，凝固时石墨化膨胀补偿收缩，故流动性好，收缩小，缩孔、缩松和浇不到等倾向较小。2）灰铸铁件一般不需冒口，较少使用冷铁，通常采用同时凝固工艺。主要用砂型铸造，浇注温度较低，对砂型的要求也较低。3）组织中粗大石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或组织中粗大石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进。改进。4）进行时效处理，可消除内应力，防止加工后变形；进

38、行软化退火，可消除白口，降低硬度，改善切削加工性能。牌号和选用（见课本牌号和选用（见课本P95表格表格3-5）球墨球墨铸铁铸铁（球铁）：（球铁）：石墨主要以球状的形式存在。 20世纪40年代末发展起来的一种新型铸铁材料，广泛应用于制造发动机曲轴发动机曲轴等要求综合性能好的零件。生产球墨铸铁的方法：生产球墨铸铁的方法：球化处理：球化处理：利用球化剂（镁、稀土元素或稀土镁合金）使石墨呈球状析出。孕育处理：孕育处理：利用孕育剂（含硅75 wt%的硅铁合金）促进石墨化，防止球化元素所造成的白口倾向。常用球化处理方法：常用球化处理方法：冲入球化法冲入球化法：1）球化剂放在铁液包底部，上面铺以硅铁粉和草灰

39、，防止球化剂上浮，并使球化作用缓和；2）冲入2/3铁液，使球化剂与铁液充分反应；3）放入孕育剂，冲入剩余1/3铁液，进行孕育处理，及时浇注。型内球化法型内球化法：球化剂和孕育剂置于浇注系统内的反应室中，铁液流过时与之作用而产生球化和孕育效果。适合大批量、机械化流水线。型内球化法型内球化法冲入球化法冲入球化法球铁铸造工艺球铁铸造工艺：存在问题：存在问题：1）球铁含碳量较高，凝固收缩率低，但缩孔、缩松倾向却很大（糊状凝固，浇注后的一定时间内，凝固的外壳强度很低，球状石墨析出时的球状石墨析出时的大大膨胀力使外壳向外胀大膨胀力使外壳向外胀大，造成内部液态金属不内部液态金属不足足，产生缩孔和缩松缩孔和缩

40、松）；2）易出现皮下气孔气孔（铁液中残留的镁或硫化镁与型砂中水分反应生成的H2、H2S部分进人金属液表层）防止缩孔、缩松防止缩孔、缩松的措施：的措施：增加铸型刚度，阻止外壳膨胀。增加铸型刚度，阻止外壳膨胀。（增加铸型紧实度、中小型铸件采用粘土干砂型或水玻璃化学硬化砂型、牢固夹紧砂型等措施来防止铸型型壁移动；安放冒口、冷铁，对铸件进行补缩）。防止气孔缺陷防止气孔缺陷措施：措施：降低硫含量和残余镁量外，限制型砂水分。球铁球铁的热处理、牌号、性能及应用的热处理、牌号、性能及应用球铁球铁热处理：热处理：多数球铁的铸态基体为珠光体加铁素体基体为珠光体加铁素体的混合组织，有时还存在自由渗碳体，形状复杂件还

41、有残余应力残余应力，因此球铁还可用热处理方法进一步提高其性能。球铁的热处理主要是为了改善其金属基体，以球铁的热处理主要是为了改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，这点与灰铸铁不同。获得所需的组织和性能，这点与灰铸铁不同。牌号、性能及应用（见课本牌号、性能及应用（见课本P98表表3-6）3.4.2 铸钢铸钢铸钢较铸铁性能优势：铸钢较铸铁性能优势：强度高，优良塑性和韧性优良塑性和韧性，适合制造承受大能量冲击负荷下的高强度、高韧性的复杂铸件（火车轮、锻锤机架和高压阀门等），性能稳定，质量较易控制，焊接性能好焊接性能好。低碳钢低碳钢: :熔点高，流动性差，易氧化和易热裂，通常仅利用其软磁特性制造电磁

42、吸盘和电机零件。中碳钢中碳钢:铸造常用碳钢铸造常用碳钢高碳钢高碳钢:虽然熔点较低，但塑性差，易冷裂，仅用于制造耐磨件。铸钢件：铸钢件：铸造合金钢件具有耐磨、耐蚀、耐热等特殊性能，常用来制造坦克、拖拉机、推土机的履带板，铁轨道叉，大型球磨机衬板等。铸钢的工艺特点铸钢的工艺特点浇注温度高大于1500，收缩大(比铸铁大3倍)，流动性差，易氧化，易吸气，易产生浇不到、气孔、缩孔、缩松易产生浇不到、气孔、缩孔、缩松、粘砂等缺陷。获得优质铸钢件措施：获得优质铸钢件措施：砂砂应具有高的耐火度（镁砂、锆砂等）、良好的透气性（大颗粒）和退让性（加木屑等）、低的发气量（少水、干砂）等。安放冒口和冷铁，以实现顺序凝

43、固实现顺序凝固（补缩，减少缩孔和缩松）。对铸钢件进行热热处理处理。进行正火或退火处理正火或退火处理，以细化晶粒，提高力学性能和消除内应力。正火钢件的力学性能高于退火钢件正火钢件的力学性能高于退火钢件，且成本低（炉外冷却），应尽可能采用正火工艺。但正火铸钢件的应力正火铸钢件的应力较大较大，因此，形状复杂、易产生裂纹或易硬化的铸件，以退火为宜3.4.3 铸造非铁合金铸造非铁合金铸造非铁合金铸造非铁合金：除铸钢、铸铁合金以外的铸造合金。船舶中常用铸造铜合金和铸造铝合金（1）铸造铜合金）铸造铜合金铜：铜：纯铜（紫铜），密度8.96g/cm3，熔点1083，具有极好的导电导热性和耐蚀性，流动性好，但体积

44、收缩大（约为4.5%），易形成缩孔，易氧化、吸气、高温强度低，易产生热裂。对于要求高导电、导热性的零件用纯铜铸造。一般铜铸件都用铜合金铸造一般铜铸件都用铜合金铸造，按成分分为铸造黄铜铸造黄铜和铸造青铜铸造青铜两类。1）铸造黄铜）铸造黄铜普通黄铜：普通黄铜：铜锌合金铜锌合金。工业黄铜含锌一般低于45%，室温相有、三种。 相相：锌在铜中的固溶体，具有较高的强度和塑性；相相：CuZn化合物为基的固溶体，具有较高强度和一定塑性；相：Cu5Zn8化合物为基的固溶体，硬而脆。随成分的不同，黄铜的铸态组织可得到固溶体、固溶体、+两相组织。铸造合金应用的铸造合金应用的是是+两相组织。两相组织。黄铜在海水中易受

45、到腐蚀，发生黄铜在海水中易受到腐蚀，发生“脱锌脱锌”现象现象。特殊黄铜：特殊黄铜：铜、锌和其他合金元素（如硅、锰、铝等）组成的多铜、锌和其他合金元素（如硅、锰、铝等）组成的多元合金元合金。常用的有硅硅黄铜（耐腐蚀、缩小结晶温度范围）、锰锰黄铜（提高机械性能和耐蚀性，防止脱锌）和铝铝黄铜（提高强度、硬度但降低塑性）。1）铸造青铜）铸造青铜青铜原指青铜原指铜锡合金铜锡合金，现在分为，现在分为锡青铜和无锡青铜锡青铜和无锡青铜。铸造锡青铜铸造锡青铜：室温组织为固溶体固溶体枝晶（锡/铜固溶体，铜塑性，锡固溶强化）和（+）共析体）共析体组成。 相（固溶体），硬而脆。锡青铜锡青铜的的性能性能：耐磨性：耐磨性

46、：强韧的相上均匀分布相硬质点，理想油润滑耐磨组织。耐蚀性：耐蚀性： 相和相的电位相近，SnO2保护膜，耐海水腐蚀。力学性能：力学性能：抗拉强度为150350MPa，延伸率为612%。耐水压性能：耐水压性能：易出现微观缩松，易渗漏。铸造性能：铸造性能：结晶温度范围宽，易产生缩松和缩松；收缩小（内应力小）；易产生富锡偏析物（灰白色“锡汗锡汗”、高硬度导致加工困难）铸造铸造铝铝青铜青铜：铸造铝青铜具有较高的塑性和强度，良好的耐磨性和耐蚀性（Al2O3保护膜），还有较高的耐水压性能，可代替锡青铜制造重载、高温下工作的耐磨零件（船舶和重型机械上的螺母、涡轮等）。生产中使用的都是生产中使用的都是多元铝青铜

47、多元铝青铜（在铜铝合金在铜铝合金中中加入一些合金元素，加入一些合金元素，进一步提高性能进一步提高性能）：）：加铁加铁：可增加合金的耐磨性能，提高力学性能。含铁量为3%左右。如ZCuAl10Fe3主要用来制造高强度耐磨件。加锰加锰：能提高相的稳定性，提高合金的耐蚀性能，锰能固溶于相中起强化作用，还能改善铸造性能。高锰铝青铜力学性能和耐蚀性均很高，是制造船用螺旋桨的优质材料。合金名称合金牌号主要化学成分/(%(质量分数)铸造方法力学性能应用举例b /MPas /MPa5 /%10-1锡青铜ZCuSn10Pb1Sn9.011.5，P0.51.0， 其余为CuSJ32031013017032耐磨零件，

48、如连杆衬套、齿轮、蜗轮等10-10铅青铜ZCuPb10Sn10Pb8.011.0，Sn9.011.0， 其余为CuSJ1802208014075轧辊、车辆用轴承、内燃机双金属轴瓦、活塞销套、摩擦片等38黄铜ZCuZn38Cu60.063.0， 其余为ZnSJ2952953030一般结构件和耐蚀零件，如法兰、阀座、支架、手柄、螺母等锰黄铜ZCuZn40Mn3FelFe0.51.5，Mn3.04.0，Cu53.058.0， 其余为Zn SJ4404901815耐海水腐蚀的零件，如船用螺旋桨等注：S砂型铸造，J金属型铸造。常见铸造铜合金的牌号、主要化学成份、力学性能及用常见铸造铜合金的牌号、主要化学

49、成份、力学性能及用途举例途举例（2）铸造铝合金）铸造铝合金纯铝：纯铝：表面易形成致密氧化铝薄膜表面易形成致密氧化铝薄膜，耐冷硝酸、有机酸，不耐盐酸、浓硫酸、碱、碳酸盐、食盐、海水等腐蚀。铸造性能差，流动铸造性能差，流动性不好，收缩率较大，易产生热裂性不好，收缩率较大，易产生热裂。纯铝主要用来制造导电材料、家用容器；在铸造车间，用来配置铝合金。常用铸造铝合金类别常用铸造铝合金类别：铝硅类铝硅类：优良的铸造性能、耐热性和耐蚀性，铝合金中产量最大。铝铜类铝铜类：较高的室温和高温性能，比重大，耐蚀性和铸造性能差。铝镁类铝镁类：比重最小、耐蚀性最好、高温强度低、铸造性能差铝锌类铝锌类：机械性能高，不经热

50、处理可直接用；比重大，耐蚀性差。铸造铝硅合金铸造铝硅合金（通常称为通常称为“硅铝明”，含硅范围为414%）（i）二元铝硅合金二元铝硅合金相相：硅溶于铝中的硅溶于铝中的固溶体固溶体相相：铝溶于硅中的铝溶于硅中的固溶体固溶体（硬而脆），（硬而脆），溶解度很小，通常溶解度很小，通常称为硅。称为硅。需经过变需经过变质处理提高其机械质处理提高其机械性能。性能。铝合金的变质处理铝合金的变质处理：向铸造铝硅合金液中加入变质剂，以改变结晶相的形态，细化其组织的工艺过程。铝硅合金的变质处理铝硅合金的变质处理主要是共晶体的变质（细化）。通过加入钠或钠盐，使粗大片状共晶体（+Si）基体上分布着少量初晶硅的组织变成树

51、枝状的相和（+Si）的共晶体组成的亚共晶组织，共晶体中的Si变成细粒状。例如：典型的典型的二元铝硅合金二元铝硅合金ZL102，Si%=1113%。不经变质处不经变质处理理：粗大针状共晶体和块状初晶硅；变质后变质后：共晶点含硅量增至14%左右，共晶温度降至564，得到亚共晶组织，性能较好的性能较好的枝晶代替了硬脆的初晶硅枝晶代替了硬脆的初晶硅，共晶硅也得到了细化共晶硅也得到了细化。铝硅合金变质后，抗拉强度和延伸率均大大提高。（ii）多）多元铝硅合金元铝硅合金使用多元合金的原因：使用多元合金的原因：在铝硅合金中加入Mg、Cu、Mn等元素，使它们不同程度地溶入固溶体中，提高了合金的强度提高了合金的强

52、度。更为重要的是，有些合金元素在合金中形成强化相形成强化相，如Mg2Si，Al2Cu等，使铝合金经热处理后，机械性能大大提高机械性能大大提高。我国常用多元铝硅合金：我国常用多元铝硅合金：Al-Si-Mg系系：ZL101是典型的是典型的Al-Si-Mg系合金系合金，含Si6.08.0%。加入0.20.4%的Mg，一部分溶于固溶体，大量形成Mg2Si。工作温度不宜超过150（高温Mg2Si析出并长大，合金性能下降）。Al-Si-Mg-Mn系系：ZL104，含硅8.510.5%，Mg0.170.30%，Mn0.20.5%。强化相Mg2Si，Mn主要目的减少杂质铁的有害作用，提高铝合金的塑性。易产生气

53、孔和缩孔，应精炼和变质处理。Al-Si-Mg-Cu系系：ZL105合金是典型的该系合金，含Si4.55.5%，Mg0.350.6%，Cu1.01.5%。ZL101相比，ZL105中多了强化相Al2Cu，提高了强度。硅含量低，不需变质处理。硅含量低，不需变质处理。耐蚀性较差。铸造铝铸造铝铜铜合金合金特点：特点：强度高，热稳定性和切削加工性好，熔化时形成氧化膜的倾向小，熔炼工艺简单；但比重大，耐蚀性差耐蚀性差（相和CuAl2电极电位相差较大，形成微电池腐蚀，CuAl2越多，腐蚀进行的越快，淬火状态，铜固溶于铝中，CuAl2减少，则合金耐蚀性提高）。（i）二元铸造铝铜合金二元铸造铝铜合金u含铜为54

54、.1%处形成电子化合物CuAl2u纯铝与CuAl2之间构成一个一般共晶型状态图常用二元铝铜合金常用二元铝铜合金ZL203合金合金：含铜4.05.0%，经过淬火处理，可得到过饱和的固溶体，强度、塑性都比铸态高，故ZL203合金常在淬火状态使用。 合金含铜较低，结晶范围大，流动性差，线收缩大，热裂倾向大，用来制造金属模型及形状简单，要求强度较高的小型零件ZL202合金合金：含铜9.011.0%，组织是固溶体和呈网状分布的（+CuAl2）共晶体，且共晶组织较多。流动性好，线收缩小，热裂倾向小，常用于铸造小型发动机活塞等。（ii）多）多元铸造铝铜合金元铸造铝铜合金ZL201、ZL201A、ZL205A

55、均是Al-Cu-Mn-Ti系合金，ZL204A是Al-Cu-Mn系合金。加入锰可以强化固溶体和产生新的强化相，加入锰可以强化固溶体和产生新的强化相，提高合金的机械性能和耐蚀性；加入钛可以细化晶粒。提高合金的机械性能和耐蚀性；加入钛可以细化晶粒。ZL201合合金的室温机械性能很高金的室温机械性能很高，b=400500MPa，HBS=120，故称高强度铸造铝合金。但ZL201铸造性能差，可制造工作温度在175300的形状简单的铸件。铸造铝铸造铝镁镁合金合金铝镁类铸造合金是铝合金中比重最小、强度较大，在海洋和大气在海洋和大气气氛中耐蚀性最高的合金气氛中耐蚀性最高的合金。它还具有良好的切削加工性和焊接

56、性，因此，广泛用于航空、造船工业。广泛用于航空、造船工业。二元合金ZL301具有很好的综合性能，用作暴露在大气或海水等用作暴露在大气或海水等腐蚀介质中的零件腐蚀介质中的零件，如螺旋桨，起落架零件和船用舷窗等。铸造铝铸造铝锌锌合金合金Al-Zn合金在铸态就有较高的机械性能，不需热处理就能使合金强化。但其铸造性能不好，热裂倾向性大，抗蚀性差，所以单纯铸造性能不好，热裂倾向性大，抗蚀性差，所以单纯的铝锌二元合金在工业上已不使用，而是使用多元铝锌合金的铝锌二元合金在工业上已不使用，而是使用多元铝锌合金。如ZL401是Al-Zn-Si-Mg系四元合金，常用来制造汽车、坦克的发动机零件。铸造铝合金的热处理

57、铸造铝合金的热处理热处理目的：热处理目的：消除铸造应力，稳定铸件组织和尺寸，以及改变组织，提高性能。铝合金淬火后强度并不立即升高，但塑性增高。当放置一段时间铝合金淬火后强度并不立即升高，但塑性增高。当放置一段时间以后，强度和硬度才显著提高，而塑性明显降低。以后，强度和硬度才显著提高，而塑性明显降低。时效强化时效强化：淬火后铝合金的强度随时间而发生显著提高的现象。时效是过饱和固溶体的分解脱溶、析出强化相的过程。自然时效自然时效：在常温下发生的时效。人工时效人工时效：人为加热到某一温度范围内发生的时效。铸造铝合金的热处理工艺分类铸造铝合金的热处理工艺分类(a) 人工时效（人工时效（T1）：铸件直接

58、放在150180温度下保温数小时。合金在金属型中铸造时，冷却速度较快，会得到一部分过饱和固溶体。人工时效时脱溶强化，使合金的强度、硬度有所提高，改善铸使合金的强度、硬度有所提高，改善铸件的切削加工性。件的切削加工性。(b) 退火（退火（T2）：目的是消除内应力。在较高温度（280300）下保温一段时间，使固溶体晶格扭曲程度减小。对Al-Si合金，退火还能使Si部分球化，改善合金的塑性改善合金的塑性。(c) 淬火（淬火（T4）：将铸件缓慢、均匀地加热到淬火温度，保温使可溶相溶解，然后淬入水或其他介质中，得到过饱和的固溶体，也叫固溶处理。目的是提高铸件强度和塑性。(d) 淬火和部分人工时效（淬火和

59、部分人工时效（T5）：淬火后人工时效，时效强化可分为上升、最高峰和下降阶段。强度上升阶段强度上升阶段相当于部分人工时效（T5），最高峰阶段最高峰阶段相当于完全人工时效（T6）；而抗拉强度下降强度下降阶段阶段相当于过时效状态，即稳定回火（T7）。用于获得高强度并保持高塑性的零件。(e) 淬火和完全时效（淬火和完全时效（T6）：提高抗拉强度、塑性下降，用于要求要求高负荷的零件高负荷的零件。(f) 淬火和稳定回火（淬火和稳定回火（T7）：获得足够的抗拉强度，并使组织和尺寸稳定，用于处理高温下的工作零件用于处理高温下的工作零件。(g) 淬火和软化回火（淬火和软化回火（T8）：回火温度高于T7，固溶体充

60、分分解，析出相聚集球化，获得高塑性，强度下降。用于高用于高塑性的零件。塑性的零件。铸造铝合金的热处理工艺分类铸造铝合金的热处理工艺分类（3）铸造铜合金、铝合金的熔炼铸造铜合金、铝合金的熔炼面临问题：面临问题：合金在液态下易氧化和吸气易氧化和吸气，氧化后生成Cu2O，溶解在铜合金内，降低其力学性能。氧化生成Al2O3，熔点高达2050，密度稍大于铝，易沉淀于铝液中，成为非金属夹渣。同时铝液还极同时铝液还极易吸收氢气，使铸件产生针孔缺陷易吸收氢气，使铸件产生针孔缺陷。采取措施：采取措施：1）坩埚炉熔炼坩埚炉熔炼：合金置于坩埚中(铜合金用石墨坩埚，铝合金用铁坩埚)，间接加热（金属不与燃料接触），减少