铸造合金及其熔炼---第6章 铸造碳钢

1、第二篇第二篇 铸钢及其熔炼铸钢及其熔炼n1、铸钢的优缺点、铸钢的优缺点n 1）力学性能高）力学性能高n 2）具有焊接性）具有焊接性n 3）熔炼成本高）熔炼成本高n 4）造型材料成本高）造型材料成本高n 5）铸造性差，废品率高。）铸造性差，废品率高。n2、近年发展应用、近年发展应用n 1）铸钢材料的性能提高）铸钢材料的性能提高n 2）炼钢技术，刚液质量好）炼钢技术，刚液质量好n 3）控制钢的结晶过程）控制钢的结晶过程第六章第六章 铸造碳钢铸造碳钢n第一节第一节 概述概述n一、铸造碳钢的性能及应用一、铸造碳钢的性能及应用n 表表6-1n二、铸造碳钢的成分二、铸造碳钢的成分n 表表6-2n三、使用温

2、度三、使用温度n -40-400第二节第二节 铸造碳钢的结晶过程及铸造组织铸造碳钢的结晶过程及铸造组织n一、结晶过程一、结晶过程n1、一次结晶、一次结晶 LAn2、二次结晶、二次结晶 AFn二、铸态组织二、铸态组织n1、组织状态：晶粒粗大，三个区。图、组织状态：晶粒粗大，三个区。图6-2n 粗等轴晶区、柱状晶区、细等轴晶区粗等轴晶区、柱状晶区、细等轴晶区n2、组织种类：、组织种类：n 二次结晶的组织种类：图二次结晶的组织种类：图6-3n 粒状组织粒状组织n 魏氏组织：魏氏组织：F以针条状在以针条状在A晶粒内部析出。晶粒内部析出。n 中碳、壁薄零件易得中碳、壁薄零件易得n 网状组织。网状组织。n

3、3、性能：、性能：n 粒状组织性能好，魏氏组织、网状组织力学性能差，粒状组织性能好，魏氏组织、网状组织力学性能差，韧性低。韧性低。n 可以通过热处理消除。退火、正火等可以通过热处理消除。退火、正火等 。第三节第三节 铸件热处理、金相组织、力学性能铸件热处理、金相组织、力学性能n热处理目的：细化晶粒、提高性能热处理目的：细化晶粒、提高性能n 消除网状及魏氏组织消除网状及魏氏组织n 消除铸造内应力消除铸造内应力n一、退火一、退火n 可以达到目的，但力学性能差，可以达到目的，但力学性能差，少用少用n二、正火二、正火n 性能比退火高，性能比退火高，常会用常会用n三、正火三、正火+回火回火n 高温回火，

4、可以使高温回火，可以使S转变成粒状，提高性能转变成粒状，提高性能n 图图6-9、图、图6-10第四节第四节 影响铸造碳钢力学性能的主要途径影响铸造碳钢力学性能的主要途径n一、化学成分一、化学成分n1、C的影响的影响n2、Si、Mn提高强度，降低塑性提高强度，降低塑性 图图6-11 n C、Mn可以互补。可以互补。n3、S、P增大脆性增大脆性 ，降低韧性，降低韧性n S 热脆，热脆， P冷脆。冷脆。n二、气体和非金属夹杂物二、气体和非金属夹杂物n1、气体、气体 H、N、On1）H：来源：熔炼时电离水，：来源：熔炼时电离水，n 存在：溶解、存在：溶解、H2（表皮）（表皮）n 危害：形成气孔，形成氢

5、脆危害：形成气孔，形成氢脆n2）N：来源：电离空气：来源：电离空气n 存在：溶解、形成氮化物存在：溶解、形成氮化物n 作用：做晶核、强化金属，增大脆性作用：做晶核、强化金属，增大脆性 n 图图6-12n3）O：铸件中形成气孔、氧化物，降低韧性：铸件中形成气孔、氧化物，降低韧性n （ FeO熔点低、在晶界处）熔点低、在晶界处）n n2、非金属夹杂物、非金属夹杂物n 1）来源：熔炼渣、浇注冲刷、二次氧化。）来源：熔炼渣、浇注冲刷、二次氧化。n 2）种类：硫化物（晶界）、氧化铝（星链状晶界）、硅酸盐）种类：硫化物（晶界）、氧化铝（星链状晶界）、硅酸盐（多角形（多角形 孤立状）、球状氧化物（孤立）孤立

6、状）、球状氧化物（孤立） n 3）作用：增大脆性，）作用：增大脆性，n三、铸件壁厚三、铸件壁厚n1、对组织的影响、对组织的影响 n 晶粒度、枝晶臂间隙、致密度晶粒度、枝晶臂间隙、致密度n2、对性能的影响、对性能的影响n 机械性能降低机械性能降低 图图6-14第五节第五节 铸钢的铸造性能铸钢的铸造性能n一、流动性一、流动性n1、浇注温度的影响、浇注温度的影响 图图6-15n2、含碳量的影响、含碳量的影响n3、钢中气体夹杂物的影响、钢中气体夹杂物的影响n二、收缩性二、收缩性n1、液态收缩、液态收缩 体积收缩率体积收缩率 n2、凝固收缩、凝固收缩 缩孔率缩孔率 图图6-16n3、固态收缩、固态收缩 线收缩率线收缩率 图图6-17n三、热裂倾向三、热裂倾向n1、含碳量的影响、含碳量的影响 图图6-18n C：0.2%抗裂能力最大抗裂能力最大n2、含硫量、含硫量 主要原因主要原因n3、含锰量、含锰量 降低热裂降低热裂n4、含氧量、含氧量 增大