常用铸造合金讲稿.ppt

《常用铸造合金讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常用铸造合金讲稿.ppt（63页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一页，讲稿共六十三页哦材料成型基础材料成型基础张艳梅张艳梅第二页，讲稿共六十三页哦第二章第二章 常用铸造合金常用铸造合金常用铸造合金有：常用铸造合金有：铸铁、铸钢、铸造铜合金、铸造铝合金。铸铁、铸钢、铸造铜合金、铸造铝合金。第三页，讲稿共六十三页哦根据碳的存在形式分根据碳的存在形式分:1.白口铸铁白口铸铁:碳碳以以Fe3C存在，存在，断口呈银白色。断口呈银白色。2.灰口铸铁灰口铸铁:碳以石墨状存碳以石墨状存在，在，断口呈灰色。断口呈灰色。3.麻口铸铁麻口铸铁:碳以碳以Fe3C和和石墨石墨两种状态存在，断口有黑两种状态存在，断口有黑白相间的麻点。白相间的麻点。2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.1

2、 铸铁的分类铸铁的分类第四页，讲稿共六十三页哦根据化学成分根据化学成分:1.普通铸铁普通铸铁 2.合金铸铁合金铸铁2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.1 铸铁的分类铸铁的分类第五页，讲稿共六十三页哦1.普通灰口铸铁普通灰口铸铁:石墨呈片状石墨呈片状。2.可锻铸铁可锻铸铁:石墨呈团絮状石墨呈团絮状。3.球墨铸铁球墨铸铁:石墨呈球状。石墨呈球状。4.蠕墨铸铁：蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状。石墨呈蠕虫状。2.1 2.1 铸铁铸铁灰口铸铁的分类灰口铸铁的分类:第六页，讲稿共六十三页哦2.1.2 铸铁的石墨化铸铁的石墨化1.石墨化过程石墨化过程 石墨化过程和铸铁中的碳、硅含量有关；和铸铁的冷却石墨化过程和铸铁中的

3、碳、硅含量有关；和铸铁的冷却速度有关。速度有关。1.碳、硅含量低，冷却速度快，碳以碳、硅含量低，冷却速度快，碳以Fe3C的形式析出，为白口的形式析出，为白口铸铁。铸铁。2.碳、硅含量高，冷却速度慢，碳以石墨状析出，为灰口铸铁。碳、硅含量高，冷却速度慢，碳以石墨状析出，为灰口铸铁。2.1 2.1 铸铁铸铁第七页，讲稿共六十三页哦2.1.2 铸铁的石墨化铸铁的石墨化1.石墨化过程石墨化过程 分三个阶段：分三个阶段：1.11541.1154共晶反应形成石墨。共晶反应形成石墨。2.2.1154-7381154-738析出二次石析出二次石墨。墨。3.3.738738共析反应形成石墨。共析反应形成石墨。2

4、.1 2.1 铸铁铸铁第八页，讲稿共六十三页哦2.1.2 铸铁的石墨化铸铁的石墨化1.石墨化过程石墨化过程2.1 2.1 铸铁铸铁 根据第三阶段的转变情况，可出现不同的灰口铸铁基根据第三阶段的转变情况，可出现不同的灰口铸铁基体组织：体组织：1.1.珠光体组织：珠光体灰铸铁珠光体组织：珠光体灰铸铁2.2.铁素体组织：铁素体灰铸铁铁素体组织：铁素体灰铸铁3.3.铁素体加珠光体：铁素体加珠光体灰铸铁铁素体加珠光体：铁素体加珠光体灰铸铁第九页，讲稿共六十三页哦2.影响铸件石墨化的因素影响铸件石墨化的因素（1 1）铸铁成分的影响铸铁成分的影响 硅和碳是有效促进石墨化的元素。硅和碳是有效促进石墨化的元素。

5、图图2-2 铝、钛、镍、铜也可促进石墨化过程。铝、钛、镍、铜也可促进石墨化过程。硫和锰以及铬、钨、钼等碳化物形成元素阻碍石墨化。硫和锰以及铬、钨、钼等碳化物形成元素阻碍石墨化。2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.2 铸铁的石墨化铸铁的石墨化第十页，讲稿共六十三页哦2.影响铸件石墨化的因素影响铸件石墨化的因素2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.2 铸铁的石墨化铸铁的石墨化第十一页，讲稿共六十三页哦2.影响铸件石墨化的因素影响铸件石墨化的因素2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.2 铸铁的石墨化铸铁的石墨化第十二页，讲稿共六十三页哦2.影响铸件石墨化的因素影响铸件石墨化的因素（2 2）冷却速度的影响冷却速度的影

6、响 冷却速度越慢越有利于碳的石墨化。冷却速度越慢越有利于碳的石墨化。冷却速度受铸型冷却条件及铸件壁厚的影响。冷却速度受铸型冷却条件及铸件壁厚的影响。1.铸型材料铸型材料 金属型、砂型金属型、砂型2.铸件壁厚铸件壁厚 厚壁处厚壁处易形成铁素体易形成铁素体+粗大石墨片；粗大石墨片；薄壁处薄壁处易形成白口或麻口组织。易形成白口或麻口组织。图图2-32.1 2.1 铸铁铸铁2.1.2 铸铁的石墨化铸铁的石墨化第十三页，讲稿共六十三页哦1.灰铸铁的组织与性能灰铸铁的组织与性能 灰铸铁的组织结构可看作在钢的基体中嵌入了大量石墨片。灰铸铁的组织结构可看作在钢的基体中嵌入了大量石墨片。图图2-4（1）力学性能

7、）力学性能 抗拉强度和弹性模量比钢低得多，抗拉强度仅为抗拉强度和弹性模量比钢低得多，抗拉强度仅为120-250MPa。塑。塑性、韧性近于为零，脆性材料。性、韧性近于为零，脆性材料。原因原因 灰铸铁中的片状石墨犹如钢基体中布满裂纹。灰铸铁中的片状石墨犹如钢基体中布满裂纹。降低承载能力；降低承载能力；造成应力集中。造成应力集中。抗压强度与钢相近，达抗压强度与钢相近，达60-80MPa，一般铸铁可作抗压件用。，一般铸铁可作抗压件用。2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.3 灰铸铁灰铸铁第十四页，讲稿共六十三页哦1.灰铸铁的组织与性能灰铸铁的组织与性能（2 2）工艺性能）工艺性能铸造性能好；铸造性能好；切削

8、性能好；切削性能好；不可锻造、冲压；不可锻造、冲压；可焊性差。可焊性差。2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.3 灰铸铁灰铸铁第十五页，讲稿共六十三页哦1.灰铸铁的组织与性能灰铸铁的组织与性能（3 3）减振性）减振性 灰铸铁的减振性是钢的灰铸铁的减振性是钢的5-105-10倍，是制造机床床身、机座、导轨、倍，是制造机床床身、机座、导轨、车辆制动器的理想材料。车辆制动器的理想材料。2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.3 灰铸铁灰铸铁（4 4）耐磨性）耐磨性 灰铸铁的耐磨性比钢好，适于制造导轨、衬套、活塞环。灰铸铁的耐磨性比钢好，适于制造导轨、衬套、活塞环。（5 5）缺口敏感性）缺口敏感性 灰铸铁的缺口敏感

9、性比钢好，增加了零件工作的可靠性。灰铸铁的缺口敏感性比钢好，增加了零件工作的可靠性。第十六页，讲稿共六十三页哦1.灰铸铁的组织与性能灰铸铁的组织与性能2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.3 灰铸铁灰铸铁 灰铸铁的力学性能除了与石墨的数量、大小、分布灰铸铁的力学性能除了与石墨的数量、大小、分布有关外，还与基体组织有关：有关外，还与基体组织有关：1.1.珠光体灰铸铁：力学性能好，强度、硬度高，珠光体灰铸铁：力学性能好，强度、硬度高，用于制造重要用于制造重要机件机件；2.2.铁素体灰铸铁：塑性、韧性好，但强度太低，铁素体灰铸铁：塑性、韧性好，但强度太低，生产上很少生产上很少使用使用；3.3.铁素体加珠光

10、体灰铸铁：强度比珠光体灰铸铁稍低，但铸造性能、铁素体加珠光体灰铸铁：强度比珠光体灰铸铁稍低，但铸造性能、切削性能、减振性能好，切削性能、减振性能好，用途最广用途最广。第十七页，讲稿共六十三页哦2.灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.3 灰铸铁灰铸铁孕育处理：孕育处理：采用孕育剂硅铁（硅含量采用孕育剂硅铁（硅含量75w%）。）。孕育铸铁组织：孕育铸铁组织：细晶粒珠光体细晶粒珠光体+细片状石墨。细片状石墨。孕育铸铁的性能：孕育铸铁的性能：强度、硬度强度、硬度显著提高（抗拉强度显著提高（抗拉强度250-350MPa，布，布氏硬度氏硬度HB=170-270）；）；塑性、韧性

11、塑性、韧性较差；冷却速度对孕育铸铁的组织、较差；冷却速度对孕育铸铁的组织、性能影响很小，性能影响很小，铸件厚大截面的性能均匀铸件厚大截面的性能均匀。孕育铸铁的应用：孕育铸铁的应用：适于静载下，要求较高强度、耐磨或气密性的铸适于静载下，要求较高强度、耐磨或气密性的铸件，特别是厚大铸件，如重型机床床身、气缸体、缸套、液压件件，特别是厚大铸件，如重型机床床身、气缸体、缸套、液压件等。等。第十八页，讲稿共六十三页哦2.灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.3 灰铸铁灰铸铁第十九页，讲稿共六十三页哦3.灰铸铁件的生产特点及牌号灰铸铁件的生产特点及牌号2.1 2.1 铸铁铸铁2.

12、1.3 灰铸铁灰铸铁（1）灰铸铁的生产特点）灰铸铁的生产特点 灰铸铁的铸造性能好：灰铸铁的铸造性能好：接近共晶成分，流动性好；石接近共晶成分，流动性好；石墨化膨胀，收缩小，铸件的浇不到、缩孔、缩松、气孔、墨化膨胀，收缩小，铸件的浇不到、缩孔、缩松、气孔、变形、裂纹等倾向小。变形、裂纹等倾向小。不需热处理。不需热处理。第二十页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.3 灰铸铁灰铸铁（2）灰铸铁的牌号）灰铸铁的牌号第二十一页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.3 灰铸铁灰铸铁第二十二页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.4 球墨铸铁球墨铸铁 球化剂：球化剂：镁

13、、钙、稀土；镁、钙、稀土；孕育剂：孕育剂：硅铁、硅钙合金。硅铁、硅钙合金。球墨铸铁的性能：球墨铸铁的性能：第二十三页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁第二十四页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.4 球墨铸铁球墨铸铁1.1.球墨铸铁的化学成分和组织球墨铸铁的化学成分和组织 球墨铸铁的化学成分特点：球墨铸铁的化学成分特点：高碳，低硅，低锰、硫、磷。高碳，低硅，低锰、硫、磷。球墨铸铁的铸态组织：球墨铸铁的铸态组织：珠光体、铁素体、球状石墨、少量自由珠光体、铁素体、球状石墨、少量自由渗碳体。渗碳体。图图2-52-5。热处理后，可得：热处理后，可得：贝氏体、马氏体贝氏体、马氏体+

14、球状石墨。球状石墨。第二十五页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.4 球墨铸铁球墨铸铁2.2.球墨铸铁的球化和孕育处理球墨铸铁的球化和孕育处理 球化剂：球化剂：镁、稀土（镧镁、稀土（镧La、铈、铈Ce、钕、钕Nd等）；等）；孕育剂：孕育剂：含含75w%硅的硅铁、硅钙合金。硅的硅铁、硅钙合金。冲入法、型内球化法。冲入法、型内球化法。第二十六页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.4 球墨铸铁球墨铸铁2.2.球墨铸铁的生产特点球墨铸铁的生产特点 第二十七页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁3.球墨铸铁的牌号球墨铸铁的牌号 以抗拉强度和延伸率为牌号分级标准。以抗拉强

15、度和延伸率为牌号分级标准。第二十八页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.5 可锻铸铁可锻铸铁 可锻铸铁又称玛钢或玛铁。它是将白口铸铁件在退火炉中经可锻铸铁又称玛钢或玛铁。它是将白口铸铁件在退火炉中经长时间高温石墨化退火，使白口组织中的渗碳体分解，而获得铁长时间高温石墨化退火，使白口组织中的渗碳体分解，而获得铁素体或珠光体基加团絮状石墨的铸铁。素体或珠光体基加团絮状石墨的铸铁。组织：组织：铁素体或珠光体铁素体或珠光体+团絮状石墨。团絮状石墨。性能：性能：可锻铸铁的力学性能，如抗拉强度、可锻铸铁的力学性能，如抗拉强度、塑性、韧性塑性、韧性优于灰优于灰铸铁；并接近于同类基体的球墨铸铁。

16、铸铁；并接近于同类基体的球墨铸铁。第二十九页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.5 可锻铸铁可锻铸铁 可锻铸铁分类：可锻铸铁分类：（1）铁素体可锻铸铁（黑心可锻铸铁）铁素体可锻铸铁（黑心可锻铸铁）（2）珠光体可锻铸铁）珠光体可锻铸铁 （3）白心可锻铸铁）白心可锻铸铁白口铸铁在中性介质中按图工艺曲线退火第一、二两个阶段石白口铸铁在中性介质中按图工艺曲线退火第一、二两个阶段石墨化过程充分进行，得到黑心铁素体可锻铸铁；若第二阶段石墨墨化过程充分进行，得到黑心铁素体可锻铸铁；若第二阶段石墨化过程未进行，得到珠光体可锻铸铁。若在氧化性气氛中退火石化过程未进行，得到珠光体可锻铸铁。若在氧化性

17、气氛中退火石墨化，同时还有脱碳过程，可得白心可锻铸铁。墨化，同时还有脱碳过程，可得白心可锻铸铁。第三十页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.5 可锻铸铁可锻铸铁第三十一页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁第三十二页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁 黑心可锻铸铁的基体为铁素体，故塑性、韧性好，耐腐黑心可锻铸铁的基体为铁素体，故塑性、韧性好，耐腐蚀，适于制造受到冲击、形状复杂的薄壁小件，广泛用于制造各蚀，适于制造受到冲击、形状复杂的薄壁小件，广泛用于制造各种水管接头、农机件等。种水管接头、农机件等。珠光体可锻铸铁的强度、硬度耐磨性优良，并可通过淬火、珠光体可锻铸铁的

18、强度、硬度耐磨性优良，并可通过淬火、调质等处理来强化，可取代锻钢制造小型连杆、曲轴等重要件。调质等处理来强化，可取代锻钢制造小型连杆、曲轴等重要件。白心可锻铸铁的力学性能较差，一般很少使用。白心可锻铸铁的力学性能较差，一般很少使用。第三十三页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.5 可锻铸铁可锻铸铁 可锻铸铁虽然存在退火周期长，生产过程复杂，能耗大的缺点，可锻铸铁虽然存在退火周期长，生产过程复杂，能耗大的缺点，但在生产形状复杂，承受冲击载荷的薄壁小件时，目前仍有不可但在生产形状复杂，承受冲击载荷的薄壁小件时，目前仍有不可替代的位置。这些小件若用铸钢制造困难较大，若用球墨铸铁，替代的

19、位置。这些小件若用铸钢制造困难较大，若用球墨铸铁，质量又难保证。可锻铸铁不仅对金属原材料的限制小，且质量容质量又难保证。可锻铸铁不仅对金属原材料的限制小，且质量容易控制。今后发展方向，主要是探求快速退火新工艺，发展可锻易控制。今后发展方向，主要是探求快速退火新工艺，发展可锻铸铁新品种。铸铁新品种。第三十四页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁第三十五页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁蠕墨铸铁的组织蠕墨铸铁的组织2.1.6 蠕墨铸铁蠕墨铸铁 蠕墨铸铁显微组织是由蠕虫状石墨和钢的基体组成，石蠕墨铸铁显微组织是由蠕虫状石墨和钢的基体组成，石墨的重量百分数约墨的重量百分数约4。光学显微

20、镜下，蠕墨铸铁中石墨形似片。光学显微镜下，蠕墨铸铁中石墨形似片状，片短而厚，长厚比为状，片短而厚，长厚比为2-10，端部比较钝、比较圆似蠕虫状。其，端部比较钝、比较圆似蠕虫状。其三维结构为相互联接的立体分枝状。三维结构为相互联接的立体分枝状。第三十六页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁蠕墨铸铁的性能：蠕墨铸铁的性能：因蠕虫状石墨对基体的割裂作用不如片状强烈，且应力集中小，因蠕虫状石墨对基体的割裂作用不如片状强烈，且应力集中小，故蠕墨铸铁的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、弹性模量和弯曲强度故蠕墨铸铁的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、弹性模量和弯曲强度均优于灰铸铁，接近于铁素体基体的球墨铸

21、铁，同时其导热性、减振性、均优于灰铸铁，接近于铁素体基体的球墨铸铁，同时其导热性、减振性、铸造性、切削加工性优于球墨铸铁。铸造性、切削加工性优于球墨铸铁。2.1.6 蠕墨铸铁蠕墨铸铁第三十七页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁蠕墨铸铁的性能：蠕墨铸铁的性能：2.1.6 蠕墨铸铁蠕墨铸铁第三十八页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁 蠕墨铸铁的生产特点蠕墨铸铁的生产特点 蠕墨铸铁的生产原理同球墨铸铁：蠕墨铸铁的生产原理同球墨铸铁：蠕化处理：蠕化剂（镁钛合金、稀土镁钛合金）。蠕化处理：蠕化剂（镁钛合金、稀土镁钛合金）。孕育处理：孕育剂。孕育处理：孕育剂。2.1.6 蠕墨铸铁蠕墨铸铁

22、蠕墨铸铁的牌号蠕墨铸铁的牌号 RuT420第三十九页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁蠕墨铸铁的应用：蠕墨铸铁的应用：因蠕墨铸铁的机械性能好，导热性和耐热性优良，因而适因蠕墨铸铁的机械性能好，导热性和耐热性优良，因而适于制造在热循环、工作温度较高或较大温度梯度下工作的零件，于制造在热循环、工作温度较高或较大温度梯度下工作的零件，如大型柴油机的汽缸盖、制动盘、气缸套、排气管、钢锭模及如大型柴油机的汽缸盖、制动盘、气缸套、排气管、钢锭模及金属型等。金属型等。又因其断面敏感性小，铸造性能好，故可用于制造形状复又因其断面敏感性小，铸造性能好，故可用于制造形状复杂的大铸件，如重型机床和大型柴油机

23、的机体等。杂的大铸件，如重型机床和大型柴油机的机体等。用蠕墨铸铁代替孕育铸铁既可提高强度，又可节省许多废钢。用蠕墨铸铁代替孕育铸铁既可提高强度，又可节省许多废钢。2.1.6 蠕墨铸铁蠕墨铸铁第四十页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁 1.耐磨铸铁耐磨铸铁 高磷耐磨铸铁：加入高磷耐磨铸铁：加入0.4-0.7的的P可形成高硬度断续网状分布可形成高硬度断续网状分布的磷共晶；的磷共晶；铬钼铜耐磨铸铁：加入铬、钼、铜可形成高硬度的铬钼铜耐磨铸铁：加入铬、钼、铜可形成高硬度的C、N化化合物；合物；钒钛耐磨铸铁：加入钒钛耐磨铸铁：加入V、Ti等元素，可形成高硬度的等元素，可形成高硬度的C、N化合化合

24、物物；耐磨铸铁用于机床导轨、汽车发动机缸套、活塞环、轴套、磨球等。耐磨铸铁用于机床导轨、汽车发动机缸套、活塞环、轴套、磨球等。2.1.7 合金铸铁合金铸铁第四十一页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.7 合金铸铁合金铸铁 2.耐热铸铁耐热铸铁 铸铁的耐热性是指它在高温下抵抗氧化和生长的能力。氧化是铸铁的耐热性是指它在高温下抵抗氧化和生长的能力。氧化是指在高温指在高温600以上反复加热时，使铸铁表层发生化学腐蚀起皮的现象。以上反复加热时，使铸铁表层发生化学腐蚀起皮的现象。这种现象是由于渗碳体分解为石墨，以及氧化性气体渗入铸铁内部造这种现象是由于渗碳体分解为石墨，以及氧化性气体渗入铸

25、铁内部造成氧化所致。成氧化所致。为防止铸铁的高温氧化，可向铸铁中加入铝、硅、铬等合金元素，为防止铸铁的高温氧化，可向铸铁中加入铝、硅、铬等合金元素，使铸件表面形成一层致密的如使铸件表面形成一层致密的如A12O3，Si02，Cr2O3等氧化膜，保护等氧化膜，保护内部不被继续氧化并在高温使用时不致发生石墨化过程，从而提高内部不被继续氧化并在高温使用时不致发生石墨化过程，从而提高铸铁的耐热性。铸铁的耐热性。第四十二页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.7 合金铸铁合金铸铁 2.耐热铸铁耐热铸铁 耐热铸铁的组织最好是铁素体基体的球墨铸铁，因为球状石墨呈孤耐热铸铁的组织最好是铁素体基体的球

26、墨铸铁，因为球状石墨呈孤立分布，互不相连，不易形成气体渗入通道，有利于耐热性提高。立分布，互不相连，不易形成气体渗入通道，有利于耐热性提高。耐热铸铁用于加热炉底板、炉门、钢锭模等。耐热铸铁用于加热炉底板、炉门、钢锭模等。第四十三页，讲稿共六十三页哦2.1 2.1 铸铁铸铁2.1.7 合金铸铁合金铸铁3.耐蚀铸铁耐蚀铸铁 铸铁中加入大量的铸铁中加入大量的Si、Al、Ni、Cu、Mo等合金元素，可以提高等合金元素，可以提高铸铁基体组织的电极电位，并使铸铁表面形成一层致密的保护膜，内铸铁基体组织的电极电位，并使铸铁表面形成一层致密的保护膜，内部组织为单相基体加孤立分布的少量球状石墨，从而可使铸铁具有

27、耐部组织为单相基体加孤立分布的少量球状石墨，从而可使铸铁具有耐蚀性。蚀性。根据腐蚀介质的不同，需选择不同的耐蚀合金铸铁。如高硅耐蚀根据腐蚀介质的不同，需选择不同的耐蚀合金铸铁。如高硅耐蚀铸铁在含氧酸铸铁在含氧酸(如硝酸等如硝酸等)中耐蚀性好中耐蚀性好；含铜耐蚀铸铁在碱性介；含铜耐蚀铸铁在碱性介质中耐蚀性好。质中耐蚀性好。耐蚀合金铸铁主要用于制造化工机械的阀门、管道、泵及耐蚀合金铸铁主要用于制造化工机械的阀门、管道、泵及相关容器相关容器。第四十四页，讲稿共六十三页哦2.2 2.2 铸钢铸钢 铸钢占铸件总量的铸钢占铸件总量的15%，仅次于灰铸铁。，仅次于灰铸铁。（1）铸钢的综合机械性能高于各类铸铁

28、，它不仅强度高，而铸钢的综合机械性能高于各类铸铁，它不仅强度高，而且具有铸铁不可比的优良塑性和韧性，最适宜制造承受大能量冲击且具有铸铁不可比的优良塑性和韧性，最适宜制造承受大能量冲击负荷下的高强度、高韧性复杂零件，如火轮、锻锤机架和砧座、高负荷下的高强度、高韧性复杂零件，如火轮、锻锤机架和砧座、高压阀门、轧辊等。压阀门、轧辊等。（2）某些合金铸钢具有特殊性能，如耐磨性、耐蚀性、）某些合金铸钢具有特殊性能，如耐磨性、耐蚀性、耐热性。耐热性。（3）铸钢的焊接性能好，便于采用铸一焊联合结构制造形状复铸钢的焊接性能好，便于采用铸一焊联合结构制造形状复杂的大型铸件，在重型机械制造中甚为重要。杂的大型铸件

29、，在重型机械制造中甚为重要。按化学成分，铸钢可分为铸造碳钢和铸造合金钢两大类。其中，碳按化学成分，铸钢可分为铸造碳钢和铸造合金钢两大类。其中，碳钢应用铰广，约占铸钢件总产量的钢应用铰广，约占铸钢件总产量的80以上。以上。第四十五页，讲稿共六十三页哦2.2 2.2 铸钢铸钢1.碳素铸钢碳素铸钢 碳素铸钢的主要强化元素为碳，其含量为碳素铸钢的主要强化元素为碳，其含量为0.2一一0.6，次要强化元素为硅和锰，它们的含量分别为次要强化元素为硅和锰，它们的含量分别为(0.5一一0.6)Si，(0.8一一0.9)Mn，其它元素的总量不超过，其它元素的总量不超过1%。由于。由于合金元素少、成本低、铸造性能及

30、综合力学性能好、熔炼容易合金元素少、成本低、铸造性能及综合力学性能好、熔炼容易而得到广泛应用，可作为一般工程结构。而得到广泛应用，可作为一般工程结构。第四十六页，讲稿共六十三页哦2.2 2.2 铸钢铸钢碳素铸钢的牌号碳素铸钢的牌号 我国碳素铸钢按屈服强度和抗拉强度分级，计有五个牌号。我国碳素铸钢按屈服强度和抗拉强度分级，计有五个牌号。第四十七页，讲稿共六十三页哦2.2 2.2 铸钢铸钢2.合金铸钢合金铸钢 合金铸钢牌号合金铸钢牌号ZG+数字数字+合金元素符号合金元素符号+数字。数字。合金铸钢分为低合金铸钢（合金总量小于合金铸钢分为低合金铸钢（合金总量小于5%）和高合金）和高合金铸钢（合金总量大

31、于铸钢（合金总量大于10%）。）。第四十八页，讲稿共六十三页哦2.2 2.2 铸钢铸钢2.合金铸钢合金铸钢 低合金铸钢：锰系、锰硅系、铬系。低合金铸钢：锰系、锰硅系、铬系。普通低合金钢发展以普通低合金钢发展以Cr、Mn、Ni、Mo、Si为主的合为主的合金系，国外重点发展金系，国外重点发展Cr、Ni、Mo合金系，我国结合资源条件合金系，我国结合资源条件发展发展Cr、Mn合金系，辅以合金系，辅以Si、Mo、V等元素，近年也注意等元素，近年也注意Ni在低合金钢中的应用。在低合金钢中的应用。在在锰系低合金钢中锰系低合金钢中，锰是主要强化元素。它一部分固溶于，锰是主要强化元素。它一部分固溶于铁素体中，使

32、铁素体强化。过剩的锰形成铁素体中，使铁素体强化。过剩的锰形成(Fe，Mn)3C碳化物。碳化物。第四十九页，讲稿共六十三页哦2.2 2.2 铸钢铸钢2.合金铸钢合金铸钢 锰硅系锰硅系：一般碳钢的硅含量为一般碳钢的硅含量为0.20一一0.45，当硅量超过这一含，当硅量超过这一含量范围时便称为合金元素。将锰钢中的硅含量提高到量范围时便称为合金元素。将锰钢中的硅含量提高到0.6为一为一1.0，就构成硅锰低合金钢。，就构成硅锰低合金钢。硅在钢中不形成碳化物而固溶于铁素体其固溶强化作用硅在钢中不形成碳化物而固溶于铁素体其固溶强化作用很大，仅次于碳而超过其它合金元素，从而大大提高钢的强度很大，仅次于碳而超过

33、其它合金元素，从而大大提高钢的强度和硬度。和硬度。第五十页，讲稿共六十三页哦2.2 2.2 铸钢铸钢高合金铸钢高合金铸钢：铸造高合金钢含有铸造高合金钢含有10以上的一种或多种合金元素。加入大以上的一种或多种合金元素。加入大量合金元素的主要目的是改变材料的耐热性、耐蚀性和耐磨性。量合金元素的主要目的是改变材料的耐热性、耐蚀性和耐磨性。适用于高温、耐蚀或抗磨的机械零件。适用于高温、耐蚀或抗磨的机械零件。高锰钢是含约高锰钢是含约13Mn，具有很高的耐磨性，可制作球磨机，具有很高的耐磨性，可制作球磨机衬板，挖掘机的斗齿，坦克及拖拉机的履带板等。衬板，挖掘机的斗齿，坦克及拖拉机的履带板等。2.合金铸钢合

34、金铸钢 第五十一页，讲稿共六十三页哦2.2 2.2 铸钢铸钢2.2.2 铸钢的铸造工艺铸钢的铸造工艺 铸钢的铸造性能差：铸钢的铸造性能差：熔点高熔点高（1500）、流动性差、收缩、流动性差、收缩大大（比铸铁大三倍）（比铸铁大三倍），钢液易氧化、吸气，易产生粘砂、冷隔、，钢液易氧化、吸气，易产生粘砂、冷隔、浇不到、缩孔、缩松、气孔、变形、裂纹等。浇不到、缩孔、缩松、气孔、变形、裂纹等。改善铸造性能的措施：改善铸造性能的措施：（1）铸钢用砂具有高耐火性，良好的透气性和退让性，低铸钢用砂具有高耐火性，良好的透气性和退让性，低的发气性等。的发气性等。（2）铸钢件要安置冒口和冷铁，以实现顺序凝固。铸钢件

35、要安置冒口和冷铁，以实现顺序凝固。（3）在壁厚相交处设计防裂筋。）在壁厚相交处设计防裂筋。第五十二页，讲稿共六十三页哦2.2 2.2 铸钢铸钢2.2.2 铸钢的铸造工艺铸钢的铸造工艺 （2）铸钢件要安置冒口和冷铁，铸钢件要安置冒口和冷铁，以实现顺序凝固。以实现顺序凝固。第五十三页，讲稿共六十三页哦2.2 2.2 铸钢铸钢3.铸钢的热处理铸钢的热处理 热处理是生产铸钢件的必要工序。因为铸态件晶粒粗大，组织不均热处理是生产铸钢件的必要工序。因为铸态件晶粒粗大，组织不均匀，常存有残余内应力，会降低铸钢件的强度，特别是塑性和韧性。为匀，常存有残余内应力，会降低铸钢件的强度，特别是塑性和韧性。为此需对铸

36、钢件进行正火或退火处理，以细化晶粒，提高机械性能和消除此需对铸钢件进行正火或退火处理，以细化晶粒，提高机械性能和消除内应力。内应力。正火钢件的机械性能高于退火钢件且成本低，应尽可能采用。但正正火钢件的机械性能高于退火钢件且成本低，应尽可能采用。但正火较退火的应力大，因此，对于碳质量分数大于或等于火较退火的应力大，因此，对于碳质量分数大于或等于0.35%或形状复或形状复杂，容易产生裂纹的铸钢件应采用退火；对于碳质量分数小于杂，容易产生裂纹的铸钢件应采用退火；对于碳质量分数小于0.35%或形状简单的铸钢件可采用正火。或形状简单的铸钢件可采用正火。第五十四页，讲稿共六十三页哦2.3 2.3 铸造有色

37、金属及合金铸造有色金属及合金 铸造有色合金一般是指除铸钢、铸铁等黑色合金以外的铸造有色合金一般是指除铸钢、铸铁等黑色合金以外的铸造合金。铸造有色合金品种较多，有铝合金、铜合金、镁铸造合金。铸造有色合金品种较多，有铝合金、铜合金、镁合金、钛合金以及轴承合金等。合金、钛合金以及轴承合金等。常用的有铸造铜合金和铸造铝合金。常用的有铸造铜合金和铸造铝合金。第五十五页，讲稿共六十三页哦2.3 2.3 铸造有色金属及合金铸造有色金属及合金2.3.1 铸造铝合金铸造铝合金1.铸造铝合金的分类、性能及应用铸造铝合金的分类、性能及应用 由铝与硅、铜、镁、锌等组成的合金称为铸造铝合金，分由铝与硅、铜、镁、锌等组成

38、的合金称为铸造铝合金，分为铝硅、铝铜、铝镁及铝锌合金四类。为铝硅、铝铜、铝镁及铝锌合金四类。牌号：牌号：ZAl+主元素主元素+主元素的质量分数。主元素的质量分数。特点：特点：密度小，熔点低，导电性好，耐蚀性优良。密度小，熔点低，导电性好，耐蚀性优良。第五十六页，讲稿共六十三页哦2.3 2.3 铸造有色金属及合金铸造有色金属及合金2.3.1 铸造铝合金铸造铝合金1.铸造铝合金的分类、性能及应用铸造铝合金的分类、性能及应用 铝硅合金：铝硅合金：流动性好、线收缩率低、热裂倾向小、气密性好，因此，流动性好、线收缩率低、热裂倾向小、气密性好，因此，有良好的铸造性能。经变质处理或时效处理，还具有良好的力学

39、性能，有良好的铸造性能。经变质处理或时效处理，还具有良好的力学性能，故应用最广，约占铸铝件产量的故应用最广，约占铸铝件产量的50。常用于制造形状复杂的薄壁件。常用于制造形状复杂的薄壁件或气密性要求较高的铸件，如内燃机缸体、活塞、化油器、仪表外壳、或气密性要求较高的铸件，如内燃机缸体、活塞、化油器、仪表外壳、电动机外壳等。电动机外壳等。第五十七页，讲稿共六十三页哦2.3 2.3 铸造有色金属及合金铸造有色金属及合金2.3.1 铸造铝合金铸造铝合金1.铸造铝合金的分类、性能及应用铸造铝合金的分类、性能及应用 铝铜、铝镁合金：因远离共晶成分，结晶温度范围大，铸造铝铜、铝镁合金：因远离共晶成分，结晶温

40、度范围大，铸造性能差。性能差。第五十八页，讲稿共六十三页哦2.3 2.3 铸造有色金属及合金铸造有色金属及合金2.3.1 铸造铝合金铸造铝合金2.铸造铝合金的生产特点铸造铝合金的生产特点（1）铸造铝合金在液态下具有易氧化和吸气的特性。）铸造铝合金在液态下具有易氧化和吸气的特性。铝合金易氧铝合金易氧化生成化生成Al2O3，在铸件中形成非金属夹渣。铝液还极易吸收氢气，使，在铸件中形成非金属夹渣。铝液还极易吸收氢气，使铸件产生针孔缺陷。铸件产生针孔缺陷。（2）采用坩埚炉熔炼。用）采用坩埚炉熔炼。用NaCl和和KCl等密度小、熔点低的熔剂覆盖等密度小、熔点低的熔剂覆盖金属液隔绝空气。熔炼后期用金属液隔

41、绝空气。熔炼后期用ZnCl和和C2Cl6去气精炼。去气精炼。（3）为防止铝液在浇注过程中氧化、吸气，尽量使其平稳快浇、快）为防止铝液在浇注过程中氧化、吸气，尽量使其平稳快浇、快凝，多采用底注式或某些特殊的浇注系统，防止金属液飞溅，使其连凝，多采用底注式或某些特殊的浇注系统，防止金属液飞溅，使其连续平稳地导入型腔。续平稳地导入型腔。（4）铸造铝合金凝固收缩大，应用顺序凝固原则。）铸造铝合金凝固收缩大，应用顺序凝固原则。第五十九页，讲稿共六十三页哦2.3 2.3 铸造有色金属及合金铸造有色金属及合金2.3.2 铸造铜合金铸造铜合金1.铸造铜合金的分类、性能及应用铸造铜合金的分类、性能及应用以铜为主

42、，并含有以铜为主，并含有Zn、Si、Be、Sn等组元的铜基铸造合金称为铸造等组元的铜基铸造合金称为铸造铜合金。铜合金。牌号：牌号：ZCu+主元素主元素+主元素的质量分数。主元素的质量分数。分类：铸造黄铜、铸造青铜。分类：铸造黄铜、铸造青铜。第六十页，讲稿共六十三页哦2.3 2.3 铸造有色金属及合金铸造有色金属及合金2.3.2 铸造铜合金铸造铜合金1.铸造铜合金的分类、性能及应用铸造铜合金的分类、性能及应用 黄铜是指以铜和锌为主组成的合金，有优良的铸造性能。黄铜是指以铜和锌为主组成的合金，有优良的铸造性能。铸造黄铜常用于重载低速下或一般用途下的轴承、衬套、齿铸造黄铜常用于重载低速下或一般用途下

43、的轴承、衬套、齿轮等耐磨件和形状复杂的阀门及大型螺旋桨等耐蚀件。轮等耐磨件和形状复杂的阀门及大型螺旋桨等耐蚀件。第六十一页，讲稿共六十三页哦2.3 2.3 铸造有色金属及合金铸造有色金属及合金2.3.2 铸造铜合金铸造铜合金1.铸造铜合金的分类、性能及应用铸造铜合金的分类、性能及应用 青铜是指除锌外，铜与其他元素形成的合金。铜与锡形青铜是指除锌外，铜与其他元素形成的合金。铜与锡形成的合金称为锡青铜。锡青铜容易产生显微缩松，这些缩松成的合金称为锡青铜。锡青铜容易产生显微缩松，这些缩松可作为储油槽，使锡青铜特别适合制造高速滑动轴承和衬套。可作为储油槽，使锡青铜特别适合制造高速滑动轴承和衬套。青铜的

44、耐蚀性一般优于黄铜，更适合海水中工作的零件。青铜的耐蚀性一般优于黄铜，更适合海水中工作的零件。第六十二页，讲稿共六十三页哦2.3 2.3 铸造有色金属及合金铸造有色金属及合金2.3.2 铸造铜合金铸造铜合金2.铸造铜合金的生产特点铸造铜合金的生产特点 铸造铜合金在液态下也具有易氧化和吸气的特性。铜合金氧化后铸造铜合金在液态下也具有易氧化和吸气的特性。铜合金氧化后生成生成Cu2O，在铸件中形成非金属夹渣。，在铸件中形成非金属夹渣。为了防止上述缺陷产生，在熔铸工艺上需采取下列措施：为了防止上述缺陷产生，在熔铸工艺上需采取下列措施：（1）采用坩埚炉熔炼。用熔剂（玻璃和硼砂）覆盖金属液隔绝空）采用坩埚炉熔炼。用熔剂（玻璃和硼砂）覆盖金属液隔绝空气。用磷铜合金脱氧、去气精炼。气。用磷铜合金脱氧、去气精炼。（2）尽量使其平稳快浇、快凝，多采用底注式或某些特殊的浇注系）尽量使其平稳快浇、快凝，多采用底注式或某些特殊的浇注系统，防止金属液飞溅，使其连续平稳地导入型腔。统，防止金属液飞溅，使其连续平稳地导入型腔。（3）铜合金收缩性较大，需要设置冒口和冷铁，采取顺序凝固原则）铜合金收缩性较大，需要设置冒口和冷铁，采取顺序凝固原则防止缩孔。防止缩孔。第六十三页，讲稿共六十三页哦