第三章 铸铁和非铁合金.ppt

1、3.4铸铁1 .铸铁的一般概念：碳的铁碳合金2.11 .碳的存在形式：铁中的间隙固溶体、渗碳体(亚稳相，分解为铁和碳)、游离石墨(稳定相，在铁水或奥氏体中沉淀)1 .铸铁的石墨化过程有三个阶段：A、液态铸铁使初生石墨(过共晶铸铁)结晶；B、1154(ECF线)L奥氏体石墨粉1154738奥氏体次生石墨共晶石墨粉(PSK线)，在铁碳合金中，C可以几种方式存在：1)它以固溶体形式存在于奥氏体和铁素体中；2)以Fe3C结合的形式存在；3)以游离态存在，如Fe3C晶体结构、G晶体结构、高硬度、脆性、大塑性、六方晶格强度、低硬度、低塑性的正交晶系，铸铁分类：白口铸铁：碳主要以Fe3C的形式存在；非白口铸

2、铁：碳主要以石墨的形式存在。在铁-铁3C相图中结晶的铸铁(白口铸铁)是碳含量为2.11%的铁碳铸造合金。大部分碳以Fe3C的形式存在，具有银白色断口、高硬度和脆性。它被称为白口铸铁，可用作耐磨铸件、冷却铸铁轧辊或车轮，也可用作炼钢原料。根据碳含量的不同，可分为：#亚共晶白口铸铁共晶白口铸铁过共晶白口铸铁；2.碳含量大于2.11的铁碳铸造合金用铁碳相图结晶。碳全部或大部分以碳的形式存在。一般来说，硅、锰、硫、磷等元素较多。根据碳的不同形态，非白口铸铁可分为灰铸铁：片状球墨铸铁：球状蠕墨铸铁：蠕墨铸铁：絮状蠕墨铸铁。可锻铸铁是通过石墨化和退火低碳硅含量的白口铸铁获得的。2.铸铁中的合金元素促进石墨

3、化元素碳、硅、铝、铜、镍、钴(主要是非碳化物形成元素)并阻碍石墨化元素铬、钨、钼、钒、锰、磷、硫(主要是碳化物形成元素)。3.铸铁的特点是石墨化铸铁。为什么表演很不一样？石墨的形态对其有很大影响：片状石墨灰铸铁：石墨使基体严重开裂；机械性能差的蠕墨铸铁；具有良好端部钝化机械性能的植绒铸铁；大大减少了基体上的裂纹；显著提高球墨铸铁的力学性能；在基体上具有最小的裂纹，并且由于裂纹的存在而具有特殊的性能。切削性能、铸造性能、耐磨性和减振性对切口不敏感。二.灰色铸铁1。成分：碳2.5 4.0，硅1.03.0，锰，磷，硫和其他碳当量碳当量：当铸铁中含有的元素根据促进石墨化的能力转化时，碳当量的总量。碳当

4、量=碳1/3硅1/3磷2，品牌：HTXXX XXX XXX表示最低抗拉强度(MPa)，如HT100、HT150、HT200(普通灰铸铁)、HT250、HT300、HT350、HT400(孕育铸铁)，3。影响灰铸铁组织和性能的因素。过低，出现白色结构(2)冷却速度：影响石墨化度4。孕育处理定义：在铸造铸铁前加入少量孕育剂，以改善灰铸铁的力学性能。技术目的：石墨片细小均匀；避免白色结构。3.高强度球墨铸铁具有良好的综合力学性能(类似于钢)。1.成分：碳，硅%高于高温，硫%低于碳3.63.9%，硅2.02.8 %，锰0.60.8 %，硫0.07%，磷0.1%。2.生产：熔化球化处理、孕育处理、铸造球

5、化处理：加入球化剂；(镁及其合金、稀土镁合金)孕育处理：75硅铁合金。3。品牌：QT400-17、QT420-10、QT500-5、QT600-2、QT700-2、QT800-2、QT1200-1两组数字分别表示蠕墨铸铁的最小抗拉强度和延伸率。高耐热生产：一定成分的铁水被蠕化。加入蠕化剂。目前，蠕化剂主要采用镁钛合金和稀土镁钛合金等，商标：RUT260，300，340，380，420组织：F蠕变G、F蠕变G、P蠕变G、P蠕变G用途：用于气缸盖、气缸套、液压阀等。可锻铸铁经过长期石墨化退火(900-980)形成的完全白口铸铁：白口铸铁经过石墨化退火处理得到；Fe3C絮状G铁成分33362.2-2

6、.8，硅1.2-2.0，锰0.8-1.0。组织：f或p絮状g；商标：KT 300-6，330-8，350-10，370-12 (F组G) KTZ450-5，500-4，600-3，700-2 (P组G)性能：高强度，塑性和冲击韧性。铝、镁、钛及其合金比重小。航空、航天和航海用铜、铝、银及其合金具有良好的导电性。电力、电力和电子超导镍、钼、铌、钴高温火箭、发动机铜、钛及其合金具有良好的耐蚀性。石化，海上军舰，原子能发电和核燃料，1 .铝及其合金的基本特征密度低，比强度高；良好的导电性；耐大气腐蚀；良好的加工性能：良好的成型性能；可热处理，可浇铸2，纯铝1)物理性能：熔点660，密度2.7g/cm

7、3，良好的导电性(相当于60%的铜)和导热性。在大气中具有高耐腐蚀性。2)力学性能、强度和硬度较低(b=80100MPa，20HBS)，塑性较高，冷变形后强度增加不大，但塑性急剧下降，因此铝在应力作用下不易用作结构材料。根据杂质(铁、硅、锌)的含量，可分为：高纯铝；99.93.99%工业高纯铝：98.85.9 %；L00、L0工业纯铝：98。0.0% L1-L5。3.铝合金通过添加硅、铜、镁、锌、锰等合金元素进行固溶强化、沉淀强化和显微组织强化，从而获得高强度铝合金。合金化冷变形(或)热处理以提高强度合金化：锰、镁、铜、锌、硅等。冷变形：变形铝合金的热处理：铝合金的固溶处理和时效铝合金相图的固

8、溶处理：将相图中成分在D和F之间的合金加热到相区，保温后得到单相固溶体，然后用水快速冷却，在室温下得到过饱和固溶体。时效(时效硬化):当固溶体在室温下放置或在低温下加热时，其强度和硬度会明显增加。(2)铝合金按成分和制造工艺分类：变形铝合金(成分低于D，单相固溶体结构，塑性好)；铸造铝合金，锻造铝合金特征：包含较少的合金元素，并通过压力加工制造。其中一些可通过热处理(固溶处理时效)进行强化，并可分为防锈铝合金：铝镁、铝锰系列、LF5、LF21等。耐蚀性好的硬质铝合金：铝铜镁系列合金、LY1、LY11等。高强度超硬铝合金：铝镁锌铜系列合金LC4、LC6等。最高强度的锻造铝合金：铝-铜-镁-镍-铁

9、系列合金LD5、LD7、LD10，强度高，可锻性好；铸造铝合金是指直接用于浇注各种形状机械零件的铝合金。合金元素的含量一般高于锻造铝合金。特征：合金元素含量高，流动性好，塑性差，经变质和热处理后，其力学性能得到改善。通过铸造来生产。铝硅合金：ZL101、ZL02等。铸造性能好，但强度和塑性差。铝铜合金：ZL201、ZL202、ZL203具有高强度和良好的耐热性。铝镁合金3360ZL301、ZL302具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性。二.铜及其合金的综合性能：优异的物理(高强度)、化学性能(耐腐蚀性)、良好的加工性能、特殊的机械性能：减摩、耐磨、高弹性极限、疲劳极限时的美丽颜色2工业纯铜(紫铜

10、)纯铜，也称为紫铜，熔点为1083，密度为8.9克/立方厘米，面心立方晶格。工业纯铜主要用于制造电导体和制备合金：T1 T2 T3 T4(纯度依次降低)无氧铜(低氧含量):用于制造电真空器件和高导电率导线的纯铜强度低，不适合用作结构材料。3.铜合金分为三类：黄铜、青铜和白铜。1)黄铜以锌为主要成分和合金元素的铜基合金称为黄铜。黄铜是重有色金属中使用最广泛的金属材料。黄铜中含有其他合金元素(铅、锡、锰等)，属于复杂黄铜。)除了锌。普通(简单)黄铜铜锌二元合金H80、H70、H68(单相结构：) H62、H59(单相结构：)复合(多元)黄铜可提高性能(强度、耐蚀性、耐磨性等)。)在铜锌的基础上加入

11、铝、铁、硅、锰、镍。例如，hpb60-1: cu60%，Pb1%，其余为ZnHSN70-1:3)青铜是指除锌、锌、镍以外的其他铜合金，铜和锡、铝、硅、铅、铍、锰的铜基合金分别是锡青铜、铝青铜和硅青铜。等数q，主要添加元素及含量，其它元素含量，如QAl7铝青铜，含2% al，其余为Cu QBe2铍青铜QSn4-3: Sn4%，Zn3%，其余为Cu，锡青铜强度和耐蚀性顺序为：白铜黄铜白铜锡青铜铝青铜铍青铜应用：a)高级精密弹性零件和有特殊要求的耐磨零件。b)高速、高温和高压零件。c)防爆合金，如炼油厂常用的防爆工具。铜(铜-镍-(钼)以镍为主要合金元素的铜基合金称为白铜。加入其他合金元素(如锌、锰

12、、铁等)。)被称为复合白铜。普通白铜：铜-镍二元合金，铜和镍无限固溶体。乙：镍%。如B19:Ni19特殊白铜：添加锌、锰、铁等。如BZn15-20: Ni15%，Zn20%，锌白铜结构：是单相固溶体()性能：高耐蚀性，优良的冷热加工性能。用途：广泛用于制造精密仪器、仪表、化工机械和医疗器械的关键部件。钛和钛合金1。纯钛密度低(4.5g/cm3)，熔点高(1660)，线膨胀系数小，导热性差，塑性好，强度低，易于加工成型。优异的耐腐蚀性和抗氧化性。工业纯钛：TA1 TA2 TA3(纯度逐渐降低)2。钛合金型钛合金(TA，溶于钛的合金元素)型钛合金(TB，溶于钛的合金元素)型钛合金(TC)根据其退火

13、后的显微组织可分为三种类型，即型、型和型。1)钛合金品牌：钽钛合金中所含的合金元素主要是铝和锡，均为单相。性能：室温强度不高，但400以下性能良好，显微组织稳定，焊接性好，焊接韧性高，抗氧化性和抗蠕变性好。热处理：固溶强化和退火(消除应力和加工硬化)。用途：通常用于冲压或焊接制造350以下的零件。典型品牌：TA7 (Ti-5A-2.5Sn)，2)型钛合金可通过热处理强化，具有良好的焊接性和冲压加工性，但其性能不稳定，熔炼工艺复杂，目前不常用。3)钛合金具有广泛的力学性能，可适应各种用途。它可以通过热处理来强化。性能：与钛合金相比，它具有更好的工艺性，便于压力成型，但焊接性差。它在高温下具有高的

14、热强度。用途：TC4(Ti-6Al-4V)用途最广，占现有钛合金的一半。它通常用于制造400个长期工作的零件。4.镁和镁合金1。纯镁是最轻的工程金属，易燃且机械性能低(不能用作结构材料)。紧密堆积的六角形结构2。镁合金性能：低密度、高比强度、高比刚度、承受冲击载荷的能力强(大于铝合金)。优异的可加工性和抛光性。分类：合金元素在镁合金中的作用：铝：提高室温强度和铸造性能。时效强化锌：提高强度、耐腐蚀性和塑性；与有害杂质结合，消除了对耐腐蚀性的影响；锆：细化晶粒，降低热裂倾向，提高机械性能；稀土元素：提高耐热性，改善铸造性和焊接性；锂：镁锂合金密度低(最轻，超轻合金)，此外，提高塑性和焊接性；五、

15、轴承合金性能：足够的强度和可焊性，高疲劳强度，良好的磨合能力，高耐磨性，与轴的摩擦系数小，耐腐蚀性好，导热性好，润滑油膨胀系数小。组织特征：硬颗粒分布在软基体上或软颗粒分布在硬基体上。分类：编号：ZCh矩阵元素符号以元素质量分数为主，元素质量分数为辅，如ZCHNB11-6，1。常用品牌锡基轴承合金软基体硬颗粒类型：ZchNSb 11-6性能与应用：2。常用品牌铅基轴承合金软基体硬颗粒类型：ZcpBSb 16-6-2性能与应用：3。铜基轴承合金硬基体软颗粒类型包括铅青铜和锡青铜；典型等级：ZQPb30、ZQSn10-1性能和应用。由于它的低强度和低轴承压力，它在钢轴承衬套上形成一个内衬，该内衬成为一个双金属轴承4