常用铸造合金及其熔炼.ppt

1、第A，1，2章对铸造合金及其冶炼、A，2、本章的主要内容和目的：了解铸钢、铸铁的生产工艺。理解铸铁的分类。了解铸铁的石墨化及影响因素。了解普通灰铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蜗杆铸铁的生产特性、等级和性能。钢铁生产工艺电影，A，3，第一节钢铁生产工艺，钢铁生产工艺是从铁矿石锻造生铁，铸造生铁制造钢锭的工艺。1，炼铁，铁矿石，焦炭，石灰石生铁钢锭，在高炉中执行：铁矿石焦炭石灰石高炉，预热90011200焦炭燃烧，CO加热炉材料生成，反应，A，4，还原反应：还原反应：钢的冶炼方法，钢和生铁在化学成分方面的主要差别包括：c含量低(1.4%)，Si，MnS，P杂质低，炼钢主要任务生铁过剩c，杂质

2、氧化物，沸腾钢镇静钢，脱氧程度，A，6，镇江：脱氧足够，组织紧凑，产量低。优质钢，合金钢的钢锭，准真钢：前两者之间。特殊镇江，用途：一般是软钢，主要用于制造常用冷冲压零件，如汽车外壳、仪表外壳等。特点：塑料好，成本低，产量高，但不稠密，A，8，镇江：注入过程中钢的镇静不沸腾。铸锭模的上部有隔热帽(钢液凝固后用于补充钢液)，因此该管帽头在轧制后必须移除，因此钢的收缩率低，但组织紧凑，偏狭，质量均匀。镇江的缺点是集中收缩孔，产量低，价格高。真正的钢主要用于低温冲击零件、焊接结构和其他高强度零件。A，9，半kild钢：脱氧钢。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，有煮沸现象，但比沸腾钢弱。半真静钢锭的结构

3、与沸腾钢锭的结构相似，但性能与真静钢锭相似，成分分离较小，机械特性优秀。A，10，Fe-C合金分类，工业纯铁C%0.0218%，钢(0.0218%C%2.11%)，低共析钢0.77%共析钢0.77%共析钢0.77%铸铁与钢相比强度低，塑性差，但铸造和切削性能好。铸铁可以根据碳在铸铁中的存在方式分为白口铸铁、大麻铸铁和灰口铸铁。灰铸铁根据石墨形态可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。第二节工业中常用的铸造合金及其熔炼，A，12，第二节工业中常用的铸造合金及其熔炼，第一，铸铁及其冶炼铸铁：碳含量大于2.11%的铁碳合金，铸造合金中使用最广。铸铁是以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。常用组件的范

4、围如下表所示。铸铁的一般成分范围，A，13，铸铁的分类取决于c铸铁中存在的形态：白铸铁：Fe3C麻铸铁：Fe3C G灰铸铁：G，铸铁，白铸铁具有良好的耐磨性，轧辊，破碎机锤头，衬板，球磨机磨球和犁，白口铸铁：碳都以Fe3C形式存在，断口为银。，A，14，灰铸铁：片状球墨铸铁：球形可锻铸铁：群熔vermicular石墨铸铁：蜗杆，灰铸铁：(取决于g类型)，大部分或全部碳以石墨形式存在，破坏为深灰色。灰铸铁：根据铸铁的石墨形态，灰铸铁可以分为a、15、4蠕墨铸铁：石墨为蜗杆形状。如图d所示。a、b、c、d、1普通灰铸铁：灰铸铁，其石墨为片状。双可锻铸铁：石墨飘动。如图b所示。3球铁：石墨是球形的。

5、如图c所示。A，16，A，17，组织中既有石墨，也有莱氏体，是白嘴和灰色入射的转移组织，断裂有黑白的麻点，因此得名。大麻铸铁：普通铸铁合金铸铁包括Si4%、Mn2%，或Ti、v、Mo、Cr、Cu等，根据铸铁的化学成分，铸铁称为：A，18，铸铁的石墨化过程，石墨组织的形成，铸铁的石墨化过程，铁碳合金有两种c存在的方法。fe3c和g(石墨)Fe3C是一种亚稳态相，g是稳定相。根据Fe3C3Fe C(高温)条件，铁碳合金有两个相图：Fe-Fe3C亚稳态、Fe-G稳定状态、A、19和铁碳双相图。此组合的相位图是铁碳双相位图，0.68，2.08，1154，738，l g，a g，f g，e，c，4.26

6、，s， 共晶合金的石墨化工艺，A，24，麻铸铁，A，25，各种铸铁在石墨化后获得的组织，为什么在A，26，fe-c合金结晶过程中通常形成Fe-Fe3C而不是Fe-G？ 在热力学上，g比Fe3C更稳定。力学上，渗碳体的成分与铁液更接近，Fe的排列与a有相似之处。因此，从a中析出的渗碳体更容易形成，但g的晶体结构与a大不相同，从a向原子核生长并不容易。在铁碳合金中，c以什么形式存在取决于化学成分和冷却速度。A，27，成分促进石墨化元素(c，Si，Al，Cu，Ni，Co等)的石墨化元素(Cr，w，Mo，v，Mn，s等)工艺(1碳越高，石墨析出的越多，石墨薄片越粗。硅是强力促进石墨化的元素，随着硅的含

7、量增加，石墨大大增加。所以：铸铁中的碳和硅含量越高，石墨析出和变粗，金属基板中铁氧体的数量增加，珠光体减少。碳以石墨形式析出的现象称为石墨化。1)碳和硅，A，29，3)锰：硫含量限制在0.1-0.15%以下，高强度铸铁必须更低。恶化铸铁铸造性能(例如流动性降低，产量提高)。锰是一种弱干扰石墨化的元素，具有稳定珠光体，提高铸铁强度和硬度的作用。MnS，一般在0.61.2%之间控制，4)磷对铸铁的石墨化没有明显影响。磷含量过高会增加铸铁的冷脆性。限制在0.5%以下，高强度铸铁限制在0.20.3%以下。2)硫、硫强烈干扰石墨化元素。A，30，渗碳体的组成(碳含量)更接近液体铸铁，与g相比，结构更接近

8、A，在快速冷却时更容易得到渗碳体；g是在慢慢变冷的时候容易得到的更稳定的奖赏。，(2)冷却速度，铸铁壁厚(mm)，(wC wSi)%，白口铸铁，麻口铸铁，灰口铸铁，白口铸铁：灰口铸铁：麻口铸铁因此，可以看到石墨片的数量和大小随着壁厚的增加，铸铁强度和硬度的减少。这种现象称为壁厚(对机械性质)敏感性。铸件壁越厚，冷却速度越慢，石墨化倾向越大，获得粗石墨板材和铁氧体矩阵就越容易。A，32，石墨的结晶特性，在简单的六字晶体中，碳原子排列在同一层上的原子间距小(0.142nm)，结合力强的层间原子间距大(0.340nm)，结合力弱，容易形成板状石墨，石墨的晶体结构，(1)石墨对灰铸铁性能的影响灰口铸铁

9、，A，33，机械性能，Fe3C坚硬易碎的硬度800HB容易刺穿玻璃，塑料几乎为零。g抗拉强度约为20MPa，延伸率和韧性几乎为零，硬度仅为3HB。铸铁的机械性能主要取决于基体组织和石墨的数量、形态、大小和分布。分布在矩阵中的石墨可视为空洞或裂纹。A，34，良好的切削性能。低机械性能。铸铁的性能特性，g分布在矩阵中，裂纹有效轴承区域减少，施加力时石墨尖端比碳钢生成应力集中力学，石墨具有良好的润滑效果，可以存储润滑剂。石墨能吸收振动能量，削弱振动传递。铸铁与共晶成分接近，因此铸铁熔点低(约1200)，液体流动性好，石墨强度、硬度、塑性低。耐磨性好。振动消除性能好。铸造性能好。A，35，灰铸铁的成分

10、，组织：成分：2 . 54 . 0% c；1 . 02 . 5% Si；少量Mn、s、p等。组织：F G(胶片)；F P G(切片)；P G(电影)；接近共晶点的普通灰铸铁成分熔点低，流动性好，收缩率小，不易产生收缩缺陷。铸造特性，A，36，灰色铸铁的组织比较，F G，P G，F P G，A，37，灰铸铁特性：机械特性拉伸强度，弹性系数低的MPa塑料，韧性接近于零脆性材料，但压缩强度类似于钢(600800MPa，A，38，普通灰铸铁的主要缺点是不仅石墨板材，机械性能低，更重要的是铸件组织对冷却速度非常敏感。同一铸件的薄部分可能有白色或大麻组织，厚部分可能有大量石墨板材或f，因此机械特性不统一。

11、为了解决大麻嘴的问题，生产、接种处理或变性处理，(2)灰铸铁接种处理，A，39，接种处理白口或大麻组织对应的低碳(2.7%3.3%)，低硅(1.02.0)高温金属，在铁水中细颗粒铸铁(变质铸铁)、A、40、常用孕育剂为：Si-Fe合金或Si-Ca合金、含75%硅的硅铁(或硅酸钙)合金以及铁水重量的0.25-0.6%。A，41，孕育铸铁的组织，孕育铸铁的组织，是小而均匀分布在薄p基上的片状石墨。将铸件的每个部位变成均匀的组织。铸铁组织接种：p细g细片，性能：b=250-400Mpa，HB=170-270，0，A，42，冷却速度对组织和性能影响不大。，A，43，静态负载下要求高强度、硬度、耐磨性或

12、机密性的铸件，特别是厚大截面铸件。重型机床、汽缸缸体、缸套、液压元件等。必须指出铸铁原孕育铁水的碳、硅含量不能太高。原始铁水塑性温度必须在1400以下。接种后，铁水要迅速倒出，防止接种效果减弱。A，44，灰色铸铁的等级选择，灰色铸铁的等级以汉语拼音“HT”和一组数字表示，数字表示最小拉伸强度b(Mpa)。灰铸铁件生产特点，1)灰铸铁一般冲天炉熔炼，成本低；2)具有良好的铸造性能。3)灰铸铁一般不通过热处理提高性能。(3)灰铸铁生产特性和等级选择，A，45，GB/T9439-1988表明灰铸铁等级，等级，HT，例如HT150灰铸铁，最小拉伸强度150MPa，A，46，用途，A，48，2，可锻铸铁

13、，可锻铸铁是先将铁水浇铸成白色铸铁，然后退火成石墨，分解成粉末，形成集团絮石墨的球墨铸铁。可锻铸铁的伸长率最高为12%，可锻铸铁的生产可以分为纯白色铸铁，石墨化退火，A，49，(1)可锻铸铁的生产特性，纯白铸铁浇注1)碳，硅含量低的两个阶段。通常为2.42.8%C，1.41.8%Si。2)冷却速度必须快。壁厚不能太厚，铸造尺寸不能太大。石墨化退火，920-980，720，650，P G组，F G组，石墨化退火的总周期一般为4070小时，高温阶段的石墨化退火时间为10-20小时，A，50，生产特性：浇注温度无石墨化膨胀阶段收缩，产生收缩、收缩、变形和裂纹。提高定向凝固、立管设置、冷铁和模具以及类

14、型心脏的让步力。生产工艺复杂，周期长，能耗大，铸件成本高。A，51，(2)可锻铸铁的组织、特性、等级和选择，可锻铸铁的组织可根据基体组织分为铁素体(黑心)可锻铸铁和珠光体可锻铸铁。A，52，通过性能和用途、强度、硬度、耐磨性和淬火、淬火和回火热处理进行强化。取代锻钢，可以制造小型连杆、曲轴和其他重要零件。2)珍珠岩(P G组):良好的塑性和韧性，高耐蚀性，能承受振动和冲击，适用于制造复杂形式的薄壁零件，如汽车拖拉机的底盘零件、各种水管接头、农机零件等。1)铁素体(石墨)可锻铸铁(F G组):A，53，可锻铸铁的等级，可锻铸铁的名称由汉语拼音和两组数字表示，第一组数字表示最小拉伸强度b(Mpa)，第二组数字表示最小延伸率，KTH30006，KTZ45006，主要用于生产承受复杂形式冲击载荷的薄壁件。A，54，A，55，A，56，球墨铸铁(ductilecostiron)，通过在高温铁液中添加球体剂和孕育剂直接获