铸铁金属工艺.ppt

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1、关于铸铁金属工艺现在学习的是第1页，共30页用于制造机床的床身、床头箱,发动机的汽缸体、机器的底座等，是工程上最常用的金属材料之一。箱体启动阀现在学习的是第2页，共30页二、铸铁中碳的存在形式铸铁中的碳除极少量固溶于铁素体之外，以两种形式存在：碳化物状态Fe3C及合金铸铁中的其他碳化物 游离状态石墨（G）石墨的晶格类型为简单六方晶格 基面中的原子结合力较强 两基面之间的原子结合力弱石墨的基面容易滑动，其强度、硬度、塑性和韧性极低，常呈片状形态存在现在学习的是第3页，共30页铸铁中石墨形态片状团絮状球状蠕虫状现在学习的是第4页，共30页石墨呈片状现在学习的是第5页，共30页石墨呈团絮状现在学习的

2、是第6页，共30页石墨呈球状现在学习的是第7页，共30页石墨呈蠕虫状现在学习的是第8页，共30页铸铁的组织可以看成是在铁或钢的基体上夹杂着石墨，石墨对基体产生割裂作用。因此，石墨的存在使铸铁的力学性能下降，其性能比钢低，不能锻造，且石墨的数量越多，越粗大，分布越不均匀，铸铁的力学性能越差。但石墨的存在也赋予铸铁许多钢所不及的优良性能，如铸造性能、减振性和减摩性等。三、石墨存在对铸铁的力学性能影响现在学习的是第9页，共30页四、铸铁的分类根据碳在铸铁中存在形不同，可分为：1、白口铸铁2、灰口铸铁3、麻口铸铁 现在学习的是第10页，共30页根据石墨（G）在铸铁中存在形态，可分为：普通灰铸铁：石墨呈

3、片状可锻铸铁：石墨呈团絮状蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状球墨铸铁：石墨呈球状五、灰口铸铁的种类现在学习的是第11页，共30页第二节 铸铁的石墨化铸铁一、铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化 石墨既可以从液体和奥氏体中析出，也可以通过渗碳体分解来获得。石墨化若能充分或大部分进行，则能获得灰口铸铁，反之将得到白口铸铁。灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体中析出；可锻铸铁中的石墨则完全由白口铸铁经长时间退火，由渗碳体分解而得到。现在学习的是第12页，共30页冷却速度：合金元素：碳和硅是强烈促进石墨化的元素。铸铁中碳、硅的含量越高，越容易进行石墨化，得到灰口铸铁组织。硫是强烈阻止石墨化的元素。一般Ws

4、0.15。锰是阻止石墨化的元素。一般WMn0.61.3。磷是微弱促进石墨化的元素。一般WP0.3。现在学习的是第13页，共30页冷却速度：现在学习的是第14页，共30页1、灰铸铁的成分、组织与性能 成份：一般为Wc=2.5%4.0%,Wsi=1.0%3.0%,WMn=0.5%1.4%,Ws0.15%,Wp0.30%。组织：看成是碳钢的基体加片状石墨，分为三类：铁素体基体、铁素体-珠光体基体、珠光体基体灰铸铁。第三节 一般工程用铸铁一、灰铸铁现在学习的是第15页，共30页性能：取决于基体组织和石墨的形态、数量、大小和分布。灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性比钢低很多。具有优良的铸造性能、优良的切削加工

5、性能、良好的减振性、减摩性和低的缺口敏感性。2、灰铸铁的孕育处理 在浇注前向铁水中加入少量孕育剂，使大量高度弥散的难熔质点成为石墨的结晶核心，以获得细小均匀的石墨片和细片珠光体。通过孕育处理得到的铸铁称为孕育铸铁。孕育铸铁有较高的强度，且铸件各部位截面上的组织和性能比较均匀。3、灰铸铁的牌号、性能及用途 牌号用“HT+数字”表示。HT是“灰铁”两字的汉语拼音字首，数字表示最低的抗拉强度值（MPa）。例：HT150。灰铸铁的性能特点是生产简单、应用广泛，其产量占整个铸铁产量的80%以上。现在学习的是第16页，共30页性能：取决于基体组织和石墨的形态、数量、大小和分布。灰铸铁的抗拉强度、塑性、韧性

6、比钢低很多。具有优良的铸造性能、优良的切削加工性能、良好的减振性、减摩性和低的缺口敏感性。2、灰铸铁的孕育处理 在浇注前向铁水中加入少量孕育剂，使大量高度弥散的难熔质点成为石墨的结晶核心，以获得细小均匀的石墨片和细片珠光体。通过孕育处理得到的铸铁称为孕育铸铁。孕育铸铁有较高的强度，且铸件各部位截面上的组织和性能比较均匀。3、灰铸铁的牌号、用途 牌号用“HT+数字”表示。HT是“灰铁”两字的汉语拼音字首，数字表示最低的抗拉强度值（MPa）。例：HT150。灰铸铁的应用广泛，其产量占整个铸铁产量的80%以上。现在学习的是第17页，共30页4、灰铸铁的热处理 灰铸铁热处理只能改变基体组织，不能改变石

7、墨的形状、数量、大小和分布。热处理主要作用是消除应力、改善切削加工性、提高表面的硬度和耐磨性等。1）去应力退火 工艺为：加热至500600，保温一段时间后，随炉冷至200以下出炉空冷。2）消除白口、降低硬度退火 加热到850900，保温25h，然后随炉冷却至250400出炉空冷。3）表面淬火 主要作用是提高铸件的表面硬度和耐磨性。常用的有火焰淬火、感应淬火、接触电阻加热淬火等。现在学习的是第18页，共30页二、球墨铸铁 1、球墨铸铁的成分、组织与性能 成份：球墨铸铁的化学成分一般为：Wc=3640，Wsi=2028，WMn0.608，Ws004，Wp01，WMg0.030.05，WRE0030

8、.05。组织：分为铁素体球墨铸铁、铁素体珠光体球墨铸铁、珠光体球墨铸铁和贝氏体球墨铸铁四种。生产方法：在浇注前向铁水中加入一定量的球化剂而直接获得球状石墨,得到球墨铸铁.现在学习的是第19页，共30页现在学习的是第20页，共30页性能：力学性能比灰口铸铁高得多，强度与钢接近，屈强比达到0.70.8，比碳钢高；塑性和韧性比灰铸铁好，仍比钢差。具有良好的铸造性能、减震性、减摩性、低的缺口敏感性、切削加工性等。但存在收缩率较大、流动性稍差、白口倾向大等缺陷。牌号用“QT+A组数字-B组数字”表示。QT是“球铁”两字的汉语拼音字首;A组数字表示最低的抗拉强度值（MPa）B组数字表示最低伸长率（%）。例

9、：QT600-3。2、球墨铸铁的牌号、用途 现在学习的是第21页，共30页广泛用于制作受力复杂、性能要求较高的重要零件。机械性能牌号基体bMPa0.2MPa5%akkJ/m2HB应 用 举 例QT400-17铁素体40025017600179 汽车、拖拉机床底盘零件；16-64大气压阀门的阀体、阀盖QT420-10铁素体42027010300207QT500-5铁素体+球光体5003505147241 机油泵齿轮QT600-2球光体60042022297302 柴油机、汽油机曲轴；磨床、铣床、车床的主轴；空压机、冷冻机缸体、缸套QT700-2球光体70049022297302QT800-2球光

10、体80056022417321现在学习的是第22页，共30页3、球墨铸铁的热处理 热处理比钢的加热温度略高些、保温时间长些、加热速度和冷却速度要慢些。1）退火 分为去应力退火、低温退火和高温退火。目的是消除铸造内应力，获得铁素体基体，提高塑性和韧性。2）正火 分为高温正火和低温正火。目的是增加基体组织中的珠光体的数量，细化组织，提高球墨铸铁的强度和耐磨性。3）调质处理目的是得到回火索氏体基体，以获得较高的综合力学性能。4）等温淬火 目的是得到下贝氏体基体，使其具有高硬度、高强度和较好的韧性。现在学习的是第23页，共30页4、球墨铸铁调质和正火后的组织性能 机械性能 热处理工艺 显微组织 b M

11、Pa 5%ak kJ/m2 HB 调质:980退火后,900油淬+580回火 回火索氏体+石墨 8001000 1.72.7 260320 240340 正火:980退火后,900正火+580去应力退火 珠光体+5%铁素体+石墨 700 2.5 100 317321 现在学习的是第24页，共30页三、可锻铸铁 可锻铸铁的生产是先浇注成白口铸铁，然后再经高温经长时间石墨化退火。1、可锻铸铁的成分、组织与性能成份：较低的碳、硅含量，一般Wc=2.22.8，Wsi=1.21.8，WMn0.408，Wp01，Ws0.2。组织：分为铁素体可锻铸铁（又称黑心可锻铸铁）、珠光体可锻铸铁两种。现在学习的是第2

12、5页，共30页性能：强度和韧性比灰铸铁提高很多。可锻铸铁并不可锻。2、可锻铸铁的牌号、用途 牌号用“KT+表示类别的字母+A组数字-B组数字”表示。表示类别的字母有H、B、Z。例：KTH370-12。现在学习的是第26页，共30页用于制作形状复杂、要求强度、韧性较高的薄壁零件，可以部分代替碳钢。现在学习的是第27页，共30页四、蠕墨铸铁 通过在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂、再加孕育剂而生产制得的。1、蠕墨铸铁的成分、组织与性能成份：Wc=3.53.9，Wsi=2.22.8，WMn0.408，Wp01，Ws0.2。组织：蠕墨铸铁的石墨具有介于片状和球状之间的中间形态，其石墨片的长厚比较小，端部较钝。呈蠕虫状。现在学习的是第28页，共30页性能：蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料。它的强度接近于球墨铸铁，并且有一定的韧性、较高的耐磨性；同时又有和灰口铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。2、蠕墨铸铁的牌号、用途 牌号用“RuT+一组数字”表示，RuT是“蠕铁”两字的汉语拼音字首，一组数字表示最低的抗拉强度值（MPa）。例：RuT420。蠕墨铸铁已成功地用于高层建筑中高压热交换器、内燃机汽缸和缸盖、汽缸套、钢锭模、液压阀等铸件。排气管 进气管 现在学习的是第29页，共30页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第30页，共30页