工程材料第三章-铸铁与钢铁

1、3.3 3.3 铸钢与铸铁铸钢与铸铁3.3.1 铸铁铸铁1）铸铁的石墨化过程）铸铁的石墨化过程1、铸铁的特点铸铁的特点Fe-C复线相图复线相图+Fe3C+G+Fe3C+G根据根据Fe-G相图析出相图析出根据根据Fe-Fe3C相图析出相图析出第一阶段石墨化第一阶段石墨化第二阶段石墨化第二阶段石墨化第三阶段石墨化第三阶段石墨化高温慢冷易按高温慢冷易按Fe-G相图变化相图变化3.3 3.3 铸钢与铸铁铸钢与铸铁3.3.1 铸铁铸铁1、铸铁的特点铸铁的特点2 2）铸铁的组织特征和分类）铸铁的组织特征和分类 名称石墨化程度显微组织第一阶段第二阶段第三阶段灰铸铁充分进行充分进行充分进行F+G充分进行充分进

2、行部分进行F+P+G充分进行充分进行不进行P+G麻铸铁部分进行部分进行不进行Le+P+G白口铸铁不进行不进行不进行Le+P+Fe3CFe-C相图相图+Fe3C+G+Fe3C+G3.3 3.3 铸钢与铸铁铸钢与铸铁3.3.1 铸铁铸铁1、铸铁的特点铸铁的特点3）铸铁的性能特点）铸铁的性能特点G形态对性能影响大形态对性能影响大抗拉强度、塑性、韧性低抗拉强度、塑性、韧性低抗压强度、硬度、耐磨性高抗压强度、硬度、耐磨性高具有特殊性能：具有特殊性能：切削加工性能优异切削加工性能优异铸造性能良好铸造性能良好石墨润滑性能良好石墨润滑性能良好抗振性能很好抗振性能很好对缺口不敏感对缺口不敏感3.3 3.3 铸钢

3、与铸铁铸钢与铸铁3.3.1 铸铁铸铁2、常用、常用铸铁铸铁1 1）灰口铸铁）灰口铸铁 铸铁铸铁种类种类灰口灰口铸铁铸铁球墨球墨铸铁铸铁蠕墨蠕墨铸铁铸铁可锻可锻铸铁铸铁石墨石墨形状形状片状片状球状球状虫状虫状絮状絮状牌号牌号影响组织和性能的因素影响组织和性能的因素 孕育处理孕育处理 热处理热处理 成分：成分：C、Si、P冷却速度：影响基体冷却速度：影响基体HT100，HT400获得均匀细小的石获得均匀细小的石墨片，细化基体墨片，细化基体去应力退火去应力退火降硬度退火降硬度退火表面淬火表面淬火灰口铸铁的应用灰口铸铁的应用1）普通灰口铸铁：灰口铸铁：HT150， HT200应用于：一般机床底座、床身

4、，轴承座，工作台，支架等，2）孕育灰口铸铁：灰口铸铁：HT250， HT400应用于：自动车床、重载车床、压力机、剪床等的床身，以及油缸、气缸等灰口铸铁灰口铸铁热处理热处理：去应力退火去应力退火 3.3 3.3 铸钢与铸铁铸钢与铸铁3.3.1 铸铁铸铁2、常用、常用铸铁铸铁2 2）球墨铸铁）球墨铸铁 牌号牌号成分成分 球化处理球化处理 热处理热处理 对对C、Si、P、Mn的控制严格的控制严格碳当量较高，为过共晶成分碳当量较高，为过共晶成分QT400-17QT400-17， QT1200-1QT1200-1获得球状石墨，常伴随孕育处理获得球状石墨，常伴随孕育处理退火退火调质调质正火正火等温淬火等

5、温淬火球墨铸铁球墨铸铁的应用的应用1）铁素体球墨铸铁球墨铸铁 QT400-17, QT500-52）珠光体球墨铸铁球墨铸铁 QT600-2, QT800-2应用于：汽车、拖拉机的零件及不重要的齿轮等，应用于：柴油机、汽油机的曲轴，机床的主轴等，3.3 3.3 铸钢与铸铁铸钢与铸铁3.3.1 铸铁铸铁2、常用、常用铸铁铸铁3 3）蠕墨铸铁）蠕墨铸铁 牌号牌号蠕化剂蠕化剂4 4）可锻铸铁）可锻铸铁 牌号牌号生产生产RuT420RuT420， RuT260RuT260获得蠕虫状石墨获得蠕虫状石墨KT360-6KT360-6， KTZ700-2KTZ700-2白口铸铁退火得到白口铸铁退火得到5 5）合

6、金铸铁）合金铸铁 激激冷冷加加P加加AlSi加加SiCr耐磨铸铁耐磨铸铁耐热铸铁耐热铸铁耐蚀铸铁耐蚀铸铁可锻铸铁与蠕墨铸铁可锻铸铁与蠕墨铸铁1）可锻铸铁可锻铸铁 牌号：牌号：KT360-6KT360-6， KTZ700-2KTZ700-2生产：先得到白口铸铁白口铸铁 再石墨化退火再石墨化退火应用：薄壁件，小件，管接头（弯头，三通）应用：薄壁件，小件，管接头（弯头，三通） 暖气装置暖气装置2 2）蠕墨铸铁（加）蠕墨铸铁（加蠕化剂蠕化剂） 牌号：牌号：RuT420RuT420， RuT260RuT260 1 2 3 4 5 6 6.69 1538Fe DFK E C SGQ11481227A L

7、L+ L+Fe 3C 912 +Fe 3CFe 3C727 P3.3.2 3.3.2 铸钢铸钢3.3 3.3 铸钢与铸铁铸钢与铸铁3.3.2 铸钢铸钢老老钢号钢号化学成分化学成分热处热处理理性能性能应用应用CMnSibsZG15退火退火或或正火正火40020025机座、变速箱壳体机座、变速箱壳体ZG2545024020机座、锤轮、箱体机座、锤轮、箱体ZG3550028016飞轮、蒸汽锤飞轮、蒸汽锤ZG4558032012联轴器、齿轮联轴器、齿轮ZG5565035010联轴器、齿轮联轴器、齿轮钢号钢号化学成分化学成分热处热处理理性能性能应用应用CMnSibsQ235A0.18不不需需要要2352

8、6桥梁、建筑桥梁、建筑Q255A0.2325524轧制成轧制成型钢、钢板型钢、钢板作构件作构件用用Q2750.33275203.3.2 3.3.2 铸铸 钢钢z铸钢主要用于制造形状复杂的，要求有一定强度、铸钢主要用于制造形状复杂的，要求有一定强度、塑性和韧性的零件，塑性和韧性的零件，如：重型机械的齿轮、轴、机座、缸体、阀门等如：重型机械的齿轮、轴、机座、缸体、阀门等 新牌号： ZG200-400,（屈服强度屈服强度200200，抗拉强度，抗拉强度400400）（对应老牌号（对应老牌号 ZG15）ZG15 ZG270-500 ，（对应（对应 ZG35）ZG310-570，（对应（对应 ZG45）

9、3.3.2 3.3.2 铸铸 钢钢由于浇注温度很高，冷却较慢，容易晶粒粗大， 而且应力很大，不能直接使用，热处理： 进行退火或正火处理 3.4 3.4 有色金属及其合金有色金属及其合金除了钢铁（碳钢、合金钢、铸钢，铸铁）以外的金属材料通称为有色金属有色金属铝、铜、钛、锡、铅等等铝、铜、钛、锡、铅等等3.4 3.4 有色金属及其合金（了解）有色金属及其合金（了解）3.4.1 铝及铝合金铝及铝合金1、纯铝、纯铝1 1）高纯铝）高纯铝 2 2）工业高纯铝）工业高纯铝 3 3）工业纯铝）工业纯铝 L01L04四种四种L0L00多种多种L1L5五种五种2、铝合金、铝合金Al-MeLL+1 1）变形铝合金

10、）变形铝合金 防绣铝合金防绣铝合金硬铝合金硬铝合金 超硬铝合金超硬铝合金锻铝合金锻铝合金 固溶处理固溶处理时效硬化时效硬化变形铝合金热处理变形铝合金热处理 LF11LF11等，等，MnMn、MgMgLY11LY11等，等，A1-Cu-MgA1-Cu-MgLC6LC6等，等，Al-Mg-Zn-CuAl-Mg-Zn-CuLD5LD5等，等，A1-Mg-Si-CuA1-Mg-Si-Cu3.4 3.4 有色金属及其合金（了解）有色金属及其合金（了解）种种类类代号代号成分成分铸造方法铸造方法热处理热处理应用应用SiCuMgZn铝铝硅硅合合金金ZL1016.57.5金属模铸金属模铸造造砂模铸造砂模铸造变质

11、处理变质处理退火，退火，淬火与淬火与自然时效、自然时效、不完全时效、不完全时效、人工时效、人工时效、稳定回火、稳定回火、软化回火的软化回火的组合组合铸造性能很好，适于制造形状铸造性能很好，适于制造形状复杂但强度要求不高的铸件，复杂但强度要求不高的铸件，用于制造仪表、水泵及电动机用于制造仪表、水泵及电动机壳体、气缸体、活塞等壳体、气缸体、活塞等ZL104810.5ZL1054.55.5ZL1076.57.5ZL1091113ZL1104.06.0铝铝铜铜合合金金ZL2014.55.3强度高，耐热，铸造性差，有强度高，耐热，铸造性差，有热裂和疏松倾向，耐蚀性较差。热裂和疏松倾向，耐蚀性较差。用于制

12、造内燃机气缸头、活塞用于制造内燃机气缸头、活塞等零件等零件ZL201A4.85.3ZL2034.05.0铝铝镁镁ZL3019.511强度高，密度小，耐蚀性好，强度高，密度小，耐蚀性好，铸造性差，耐热性低，用于制铸造性差，耐热性低，用于制造舰船配件、氨用泵体等造舰船配件、氨用泵体等ZL3034.55.5铝铝锌锌ZL401913铸造性好，强度高，抗蚀性差，铸造性好，强度高，抗蚀性差，热裂倾向大，用于制造车辆发热裂倾向大，用于制造车辆发动机零件及仪器元件和日用品动机零件及仪器元件和日用品ZL40256.52 2）铸造铝合金）铸造铝合金 3.4 3.4 有色金属及其合金（了解）有色金属及其合金（了解）

13、3.4.2 铜及铜合金铜及铜合金1、纯铜（紫铜）、纯铜（紫铜）1 1）工业纯铜）工业纯铜 2 2）无氧铜）无氧铜 T1T4四种四种TU1、TU22、铜合金、铜合金1 1）黄铜）黄铜 种种类类组别组别代号代号成分成分用途用途CuZnPbSnAlSiMnFeNi普普通通锌黄铜锌黄铜H9696冷凝管、热交换器、机械零件、冷凝管、热交换器、机械零件、电器零件、螺帽、冲压件电器零件、螺帽、冲压件H5959ZH6262热交换器热交换器复复杂杂黄黄铜铜铅黄铜铅黄铜HPb63-3钟表零件、一般机器零件钟表零件、一般机器零件锡黄铜锡黄铜HSn90-1车辆弹性套管车辆弹性套管铝黄铜铝黄铜HAl77-2船舶冷凝器管

14、、耐蚀零件船舶冷凝器管、耐蚀零件硅黄铜硅黄铜HSi80-3耐磨零件、船舶及化工零件耐磨零件、船舶及化工零件锰黄铜锰黄铜HMn58-2船舶零件、轴承、耐蚀零件船舶零件、轴承、耐蚀零件铁黄铜铁黄铜HFe59-1-1海水腐蚀工况下的零件海水腐蚀工况下的零件镍黄铜镍黄铜HNi65-5船舶冷凝器管、电机零件船舶冷凝器管、电机零件3.4 3.4 有色金属及其合金（了解）有色金属及其合金（了解）3.4.2 铜及铜合金铜及铜合金2 2）青铜）青铜 3 3）白铜）白铜 T1T4四种四种TU1、TU22、铜合金、铜合金铜合金铜合金组别组别代号代号成分成分应用应用CuSnAlBeSiPbNi青铜青铜锡青铜锡青铜QS

15、n4-34弹簧、抗磁零件弹簧、抗磁零件ZQSn1010水管附件、轴承水管附件、轴承铝青铜铝青铜QAl77重要的弹性元件重要的弹性元件ZQAl9-49压下螺母、轴套压下螺母、轴套铍青铜铍青铜QBe22重要的弹性元件、高压高速轴承重要的弹性元件、高压高速轴承硅青铜硅青铜QSi3-13弹簧、涡轮、涡杆弹簧、涡轮、涡杆铅青铜铅青铜ZQPb3030高速发动机的轴承高速发动机的轴承白铜白铜普通白铜普通白铜B2525船舶、化工仪器零件船舶、化工仪器零件锌白铜锌白铜BZn15-2015抗腐蚀仪表零件抗腐蚀仪表零件锰白铜锰白铜BMn3-123弹簧弹簧3.4 3.4 有色金属及其合金（了解）有色金属及其合金（了解

16、）3.4.3 钛及钛合金钛及钛合金1、纯钛、纯钛2、钛合金、钛合金组别组别代号代号成分成分室温机械性能室温机械性能应用应用热处理热处理b工业纯钛工业纯钛TA1Ti（杂质极微）（杂质极微）退火退火3005003040在在350C以下工作，强以下工作，强度要求不高的零件度要求不高的零件TA2Ti（杂质微）（杂质微）退火退火4506002530TA3Ti（杂质微）（杂质微）退火退火5507002025钛合金钛合金TA4Ti-3Al退火退火70012在在500C以下工作的零以下工作的零件件TA5Ti-4Al-0.005B退火退火70015TA6Ti-5Al退火退火7001220钛合金钛合金TB2Ti-

17、5Mo-5V-8Cr-3Al淬火淬火100020在在350C以下工作的零以下工作的零件件（+ ）钛合金钛合金TC1Ti-2Al-1.5Mn退火退火6008002025在在400C以下工作的零以下工作的零件件TC2Ti-3Al-1.5Mn退火退火7001215TC3Ti-5Al-4V退火退火900810TC4Ti-6Al-4V退火退火950103.4 3.4 有色金属及其合金（了解）有色金属及其合金（了解）3.4.4 轴承轴承合金合金1、性能性能 足够的强度和硬度足够的强度和硬度足够的塑性和韧性，高的疲劳强度足够的塑性和韧性，高的疲劳强度良好的磨合能力、耐蚀性良好的磨合能力、耐蚀性高的耐磨性，与

18、轴的摩擦系数小高的耐磨性，与轴的摩擦系数小良好的导热性，较小的膨胀系数良好的导热性，较小的膨胀系数2、代号代号 ZCh+ZCh+基本元素符号基本元素符号+ +主加元素符号主加元素符号+ +主加元素含量主加元素含量+ +辅加元素含量辅加元素含量3、种类种类 锡基轴承合金锡基轴承合金( (锡基巴氏合金锡基巴氏合金) )铅基轴承合金铅基轴承合金( (铅基巴氏合金铅基巴氏合金) )铜基轴承合金铜基轴承合金铝基轴承合金铝基轴承合金 3.4 3.4 有色金属及其合金（了解）有色金属及其合金（了解）种类种类名称名称代号代号成分成分应用应用SnSnSbSbCuCuPbPb其他其他基体基体质点质点锡基锡基轴承轴承合金合金锡基锡基巴氏巴氏合金合金ZChSnSb11-6ZChSnSb11-6余量余量11116 6软软硬硬汽轮机、发动汽轮机、发动机的高速轴瓦机的高速轴瓦ZChSnSb8-3ZChSnSb8-3余量余量8 83 3ZChSnSb4.5-4.5ZChSnSb4.5-4.5余量余量4.54.54.54.5铅基铅基轴承轴承合金合金铅基铅基巴氏巴氏合金合金ZChPb16-16-2ZChPb16-16-2161616162 2余量余量软软硬硬汽车、拖拉机汽车、拖拉机曲轴的轴承曲轴的轴承ZChPb6-6ZChP