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文档简介

1、第八章铸件中的非金属夹杂物,一、非金属夹杂物的分类,1）简单氧化物,2）复杂氧化物,3）硅酸盐,4）硫化物,5）氮化物,二、非金属夹杂物的来源,1）脱氧、脱硫的产物,2）非金属物过饱和，析出，残留在金属中,3）金属与外界物质作用,4）金属液被大气氧化,三、非金属夹杂物对铸件质量的影响,1.对机械性能的影响,降低韧性，降低疲劳性,2.对铸造性能的影响,降低流动性,造成热裂,促进缩孔,3.有益作用,与磷共晶提高硬度，增加耐磨性,球形硫化物改善钢的切削性能,8-2非金属夹杂物的生成,一、非金属夹杂物生成的热力学条件,可能性、方向和限度,1.标准自由能,2.活度,假设:,二、浇注前形成的非金属夹杂物（

2、一次夹杂）,1.脱氧反应的进行条件,反应进行条件：,过饱和；,脱氧常数,证明：,2.脱氧元素形成的非金属夹杂物,1）脱氧剂不同，不同的夹杂物,2）脱氧剂相同，也产生不同的夹杂物,T=1873K(1600),三、浇注时形成夹杂（二次夹杂）,1.形成原因,大气中的氧,氧化性气氛,2.影响因素,1）合金成分：易氧化元素含量，环境氧分压,2）浇注工艺：粗细、高度,3）铸型条件：水分,4）液流特征：流动的平稳性,四、凝固时形成的非金属夹杂物,溶质再分配,液相溶质富集,浓度升高,过饱和,析出,8-3夹杂物长大、分布和形态,一、粗化与长大,1.长大原因,碰撞、聚合,1）碰撞原因：,A.夹杂物密度不同，产生上

3、浮或下沉,B.搅拌作用,C.温度和浓度等导致对流,2）碰撞时间：,相对速度，垂直距离,3）碰撞几率：,高,4）碰撞结果：,长大；不长大,2.长大条件,1）同类夹杂,a.液态夹杂物粘度低，易形成完整球状,b.液态夹杂物粘度高，易形成多链球状,2）不同类夹杂,若聚合，则能量降低,形成更为复杂的化合物,二、夹杂物的分布,2.微观区域夹杂,a.作为金属非均质形核作用夹杂分布在晶内,b.处在凝固区的高熔点微小夹杂，可能分布在晶内或晶界,1.宏观区域夹杂,集中在冒口或铸件上部、上表面和拐角处,原因：,生成的夹杂物密度小；不溶于金属液,分布于晶内及晶界的热力学判据：,动力学条件：晶体生长速度大于其临界生长速

4、度,三、夹杂物的形状,1.晶内,球形，多角形,2.晶界,形态与润湿角（双边角）有关,双边角从0180变化，由尖角变为球形,平衡：,平衡状态遭到破坏，夹杂物以薄膜分布在晶界上,三、夹杂物对性能的影响,1.球形，对机械性能影响小，尖角、薄膜危害性大,2.越细越分散，分布在晶内，危害性越小,8-4减少和排除夹杂物的途径,一、减少,1.正确选择合金成分，控制易氧化元素的含量,2.合理的熔炼及浇注工艺,a.保证充型平稳,b.减少与大气的接触时间,c.厚大面尽可能不朝上,d.集渣包,3.真空浇注或在保护气氛下熔炼和浇注,二、排除,1.粘附去除,a.加复合脱氧剂，形成密度小、熔点低的产物，易排除,b.加熔剂，吸收夹杂物,2.长大去除,搅拌，增加夹杂物之间、夹杂物与熔剂之间的碰

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