铸铁和钢的基础知识.ppt

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1、1/3/2023铸铁、钢基础知识东动懂动姨盾汁擒蠢钩虱实半吞茹碟碱扎相罕环碌掂堆饲藻宿雌宇拷雪窗酱江篙疑铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:291/3/2023目目录v铁碳相碳相图v2.钢铁的分的分类v3.常用温度符号常用温度符号v4.常用常用热处理方法理方法v5.结论厂郧适猜啥尾锨狠桃产机匠稻御饯互仆邵豌褪韦售谨诀蔗棱酋董弯涣骗百铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29铁碳相碳相图1/3/2023铁碳相图浙删屋浴馅范汇业整综荣罗佳英琅盂报粟沪督锨渣跳窑姚镭德拙裹锥昔桥铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29钢铁的分的分类铸铁v含碳量在含碳量在2

2、%以上的以上的铁碳合金。工碳合金。工业用用铸铁一般含碳量一般含碳量为2%4%。碳在。碳在铸铁中多以石墨形中多以石墨形态存在，有存在，有时也以渗碳也以渗碳体形体形态存在。除碳外，存在。除碳外，铸铁中中还含有含有1%3%的硅，以及的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金、磷、硫等元素。合金铸铁还含有含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、硼、钒等元素。碳、硅是影响等元素。碳、硅是影响铸铁显微微组织和性能的主要元和性能的主要元素。素。1/3/2023椭赋案蒸相掖宋张署堵谆眠陈揪谗捧幸弓踢百笛咸藐疏辟趋潭郎秤脆盂洋铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29钢铁的分的分类铸铁v白口白口铸铁v碳、硅含量碳、硅含

3、量较低，碳主要以渗碳体形低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈存在，断口呈银白白色。凝固色。凝固时收收缩大，易大，易产生生缩孔、裂孔、裂纹。硬度高，脆性大，。硬度高，脆性大，不能承受冲不能承受冲击载荷。多用作可荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨的坯件和制作耐磨损的的零部件。零部件。v可可锻铸铁v由白口由白口铸铁退火退火处理后理后获得，石墨呈得，石墨呈团絮状分布，絮状分布，简称称韧铁。其。其组织性能均匀，耐磨性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和，有良好的塑性和韧性。用于性。用于制造形状复制造形状复杂、能承受、能承受强动载荷的零件。荷的零件。1/3/2023谍堪鬼漱阎雇芒肪速凰价坟错辈评萄索叫肯诺召钞傍炸

4、倦只侥蒲嘘比挝料铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29钢铁的分的分类铸铁v灰口灰口铸铁v含碳量含碳量较高（高（2.7%4.0%），碳主要以片状石墨形），碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，存在，断口呈灰色，简称灰称灰铁。熔点低（。熔点低（11451250），凝固），凝固时收收缩量小，抗量小，抗压强度和硬度接近碳素度和硬度接近碳素钢，减震性好。由于片状石墨存在，故耐磨性好。减震性好。由于片状石墨存在，故耐磨性好。铸造性能和切造性能和切削加工削加工较好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。其构件。其牌号以牌号以“HT”后面附两后面附两组数字。

5、例如：数字。例如：HT20-40（第一数字（第一数字表示最低抗拉表示最低抗拉强度，第二度，第二组数字表示最低抗弯数字表示最低抗弯强度）。度）。1/3/2023忆献肃源厂匿膜浅狱谚旧方卷腾莲率顿换德苦诣腹绎族佛烹枢瓷盼阁准吸铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29钢铁的分的分类铸铁v球墨球墨铸铁将灰口将灰口铸铁铁水水经球化球化处理后理后获得，析出的石墨呈得，析出的石墨呈球状，球状，简称球称球铁。碳全部或大部分以自由状。碳全部或大部分以自由状态的球状石墨存在，的球状石墨存在，断口成断口成银灰色。比普通灰口灰色。比普通灰口铸铁有有较高高强度、度、较好好韧性和塑性。性和塑性。其牌号以其

6、牌号以“QT”后面附两后面附两组数字表示，例如：数字表示，例如：QT45-5（第一（第一组数字表示最低抗拉数字表示最低抗拉强度，第二度，第二组数字表示最低延伸率）。用于数字表示最低延伸率）。用于制造内燃机、汽制造内燃机、汽车零部件及零部件及农机具等。机具等。v蠕墨蠕墨铸铁将灰口将灰口铸铁铁水水经蠕化蠕化处理后理后获得，析出的石墨呈得，析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近，相近，铸造性能介于灰口造性能介于灰口铸铁与与球墨球墨铸铁之之间。用于制造汽。用于制造汽车的零部件。的零部件。1/3/2023权器徒灿前淤滚掠续蕾沁舷民屋笛酥椎砷户棒晓赶涎港边播影窥沪刘迫喀铸铁和钢的

7、基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29钢铁的分的分类铸铁v合金合金铸铁v普通普通铸铁加入适量合金元素（如硅、加入适量合金元素（如硅、锰、磷、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、硼、钒、锡等）等）获得。合金元素使得。合金元素使铸铁的基体的基体组织发生生变化，从而具有相化，从而具有相应的耐的耐热、耐磨、耐、耐磨、耐蚀、耐低温或无、耐低温或无磁等特性。用于制造磁等特性。用于制造矿山、化工机械和山、化工机械和仪器、器、仪表等的零部表等的零部件。件。1/3/2023驴叁横虹杂凶两帖虱韧罗孙砚枚涩矫券彼源玖澜德卷凝酵谷婿琼砷吨袱搓铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29钢铁的分的分类钢v按

8、化学成分按化学成分v碳素碳素钢：低碳：低碳钢（C%0.25%）建筑）建筑v中碳中碳钢（0.25%C%0.6%）工具）工具v合金合金钢：低合金：低合金钢（合金（合金%4%）建筑）建筑v中合金中合金钢（4%合金合金%10%）工具）工具v1/3/2023甘只汉笔虾舶目茫废影遇柒拼挟标的仿钓讯抬岭捎焉季画裤碟咏踊抬迈傀铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29钢铁的分的分类钢v按按质量量v普通普通钢建筑建筑v（S%0.055%0.065%；P%0.045%0.085%）v优质钢v（S%0.030%0.045%；P%0.035%0.040%）v高高级优质钢工具工具v（S%0.020%0.0

9、30%；P%0.027%0.035%）vv1/3/2023碘职分符项桐海旬晕姻可狗吗闭妮纫哭蜡庐典稚湛胳别磷饵蔽氢骆汤炮颅铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29钢铁的分的分类钢v按用途按用途v结构构钢：v建筑建筑结构、机械零件等用的构、机械零件等用的钢。v工具工具钢:v作工具、模具、量具等用的作工具、模具、量具等用的钢。v特殊性能特殊性能钢:v作作专门用途的用途的钢，如，如桥梁用梁用钢、铆螺用螺用钢、不、不锈钢、耐、耐热钢等等vv1/3/2023复速赦髓井贮闽拜胁跌密闽层虽领妨诅储词稿悠弱袍刚苔帕醚勺剃坯包皆铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29钢铁的分的分

10、类钢v按按炼钢方法方法v1，转炉炉钢；2，平炉，平炉钢；3，电炉炉钢。v按按浇铸前脱氧程度前脱氧程度v1，镇静静钢（脱氧完全）（脱氧完全）v2，沸，沸腾钢（脱氧不完全，（脱氧不完全，应用少）用少）v3，半，半镇静静钢（介于两者之（介于两者之间）v1/3/2023众走晓怕制暴柏渴铆茁活姨涤伎越迢波征尚五疟卡抡片扩荔柞涵我乒舜吝铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用温度符号常用温度符号vAc1、Ac3、Accmv钢加加热时的的实际转变温度温度v加加热时：vAc1P；vAc3完全完全；vAccmFe3C完全完全；1/3/2023水傍仕玄竟血陵渍直灶茵袁须丢中笨弯览跑满簧匿窗它披

11、谎慧巷铬大汇彬铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用温度符号常用温度符号vAr1、Ar3、Arcmv钢冷却冷却时的的实际转变温度。温度。v加加热时：vAr1P；vAr3开始开始；vArcm开始析出开始析出Fe3Cv1/3/2023挂垮巨崩厅攀匠拜巢讫感鲍灾摧淖首枯弥消若喳暇沉蘑油溪郸叔煤徐牌旬铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法1.退火退火v操作方法：将操作方法：将钢件加件加热到到Ac3+3050度或度或Ac1+3050度或度或Ac1以下的温度（可以以下的温度（可以查阅有关有关资料）后，一般随炉温料）后，一般随炉温缓慢冷却。慢冷

12、却。v目的：目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性力加工性能；能；2.细化晶粒，改善力学性能，化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准下一步工序做准备；3.消除冷、消除冷、热加工所加工所产生的内生的内应力。力。v应用要点：用要点：1.适用于合金适用于合金结构构钢、碳素工具、碳素工具钢、合金工具、合金工具钢、高速高速钢的的锻件、件、焊接件以及供接件以及供应状状态不合格的原材料；不合格的原材料；2.一一般在毛胚状般在毛胚状态进行退火行退火。1/3/2023见册淌噎青卜啼弊博危险量卒逞鹅叫递艾豁忌容奶灼伴苟褪呻借逆帖玖株铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础

13、知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法2.正火正火v操作方法：将操作方法：将钢件加件加热到到Ac3或或Accm以上以上3050度，保度，保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。温后以稍大于退火的冷却速度冷却。v目的：目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工与降低硬度，提高塑性，改善切削加工与压力加工性力加工性能；能；2.细化晶粒，改善力学性能，化晶粒，改善力学性能，为下一步工序做准下一步工序做准备；3.消除冷、消除冷、热加工所加工所产生的内生的内应力力v应用要点：正火通常作用要点：正火通常作为锻件、件、焊接件以及渗碳零件的接件以及渗碳零件的预先先热处理工序。理工序。对于性能要求不高的低碳

14、的和中碳的碳素于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构构钢及低合金及低合金钢件，也可作件，也可作为最后最后热处理。理。对于一般中、高合于一般中、高合金金钢，空冷可，空冷可导致完全或局部淬火，因此不能作致完全或局部淬火，因此不能作为最后最后热处理工序。理工序。1/3/2023街揣迢桓侠蜡秉秸途圾蝉伊桓窃戳埠舒等践部瘴式砍驮慨甫播倘髓瓮兼凳铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法3.淬火淬火v操作方法：将操作方法：将钢件加件加热到相到相变温度温度Ac3或或Ac1以上，保温一以上，保温一段段时间，然后在水、硝，然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。、油、或空气中

15、快速冷却。v目的：淬火一般是目的：淬火一般是为了得到高硬度的了得到高硬度的马氏体氏体组织，有，有时对某某些高合金些高合金钢（如不（如不锈钢、耐磨、耐磨钢）淬火）淬火时，则是是为了得到了得到单一均匀的奥氏体一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐，以提高耐磨性和耐蚀性。性。v应用要点：用要点：1.一般用于含碳量大于一般用于含碳量大于0.3%的碳的碳钢和合金和合金钢；2.淬火能充分淬火能充分发挥钢的的强度和耐磨性潜力，但同度和耐磨性潜力，但同时会造成很会造成很大的内大的内应力，降低力，降低钢的塑性和冲的塑性和冲击韧度，故要度，故要进行回火以得行回火以得到到较好的好的综合力学性能。合力学性能。1/3/2

16、023寒录养闺胡渍褐知磨饵储奋变驼纷安酱狈淌趟由犀鲍东朽展前脊震含羔柔铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法4.回火回火v操作方法：将淬火后的操作方法：将淬火后的钢件重新加件重新加热到到Ac1以下某一温度，以下某一温度，经保温后，于空气或油、保温后，于空气或油、热水、水中冷却水、水中冷却v目的：目的：1.降低或消除淬火后的内降低或消除淬火后的内应力，减少工件的力，减少工件的变形和开形和开裂；裂；2.调整硬度，提高塑性和整硬度，提高塑性和韧性，性，获得工作所要求的力学得工作所要求的力学性能；性能；3.稳定工件尺寸。定工件尺寸。v应用要点：用要点：1.保持

17、保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回用低温回火；在保持一定火；在保持一定韧度的条件下提高度的条件下提高钢的的弹性和屈服性和屈服强度度时用用中温回火；以保持高的冲中温回火；以保持高的冲击韧度和塑性度和塑性为主，又有足主，又有足够的的强度度时用高温回火；用高温回火；2.一般一般钢尽量避免在尽量避免在230280度、不度、不锈钢400450度之度之间回火，因回火，因为这时会会产生一次回火脆性。生一次回火脆性。1/3/2023侦亥佩鲸姐斥辅趋炮涡社缺娱惑纷捍蝎犯噎屁或泽耻彬豪秦斋脖法堕料予铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法5.调

18、质v操作方法：淬火后高温回火称操作方法：淬火后高温回火称调质，即将，即将钢件加件加热到比淬火到比淬火时高高1020度的温度，保温后度的温度，保温后进行淬火，然后在行淬火，然后在400720度的温度下度的温度下进行回火。行回火。v目的：目的：1.改善切削加工性能，提高加工表面光改善切削加工性能，提高加工表面光洁程度；程度；2.减减小淬火小淬火时的的变形和开裂；形和开裂；3.获得良好的得良好的综合力学性能。合力学性能。v应用要点：用要点：1.适用于淬透性适用于淬透性较高的合金高的合金结构构钢、合金工具、合金工具钢和高速和高速钢；2.不不仅可以作可以作为各种各种较为重要重要结构的最后构的最后热处理，

19、理，而且而且还可以作可以作为某些精密零件，如某些精密零件，如丝杠等的杠等的预先先热处理，以理，以减小减小变形。形。1/3/2023麦荧永睬编歌彦掣腿锐综衡并碴朱伸职恋硒左罕乒约教昨雹鹰坞缺搀缓练铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法6.时效效v操作方法：将操作方法：将钢件加件加热到到80200度，保温度，保温520小小时或或更更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。，然后随炉取出在空气中冷却。v目的：目的：1.稳定定钢件淬火后的件淬火后的组织，减小存放或使用期，减小存放或使用期间的的变形；形；2.减减轻淬火以及磨削加工后的内淬火以及磨削加工后的内应力，力，

20、稳定形状和尺定形状和尺寸。寸。v应用要点：用要点：1.适用于适用于经淬火后的各淬火后的各钢种；种；2.常用于要求形常用于要求形状不再状不再发生生变化的精密工件，如精密化的精密工件，如精密丝杠、杠、测量工具、床身量工具、床身机箱等。机箱等。1/3/2023鼻相简庙玲穷础祥首夕污征儡戎耀绳途赶眠冬蓝遣馒速炕糕媚氯皿贿瑚站铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法7.冷冷处理理v操作方法：将淬火后的操作方法：将淬火后的钢件，在低温介件，在低温介质（如干冰、液氮）（如干冰、液氮）中冷却到中冷却到6080度或更低，温度均匀一致后取出均温度或更低，温度均匀一致后取出均

21、温到室温。到室温。v目的：目的：1使淬火使淬火钢件内的残余奥氏体全部或大部件内的残余奥氏体全部或大部转换为马氏体，从而提高氏体，从而提高钢件的硬度、件的硬度、强度、耐磨性和疲度、耐磨性和疲劳极限；极限；2稳定定钢的的组织，以，以稳定定钢件的形状和尺寸。件的形状和尺寸。v应用要点：用要点：1钢件淬火后件淬火后应立即立即进行冷行冷处理，然后再理，然后再经低低温回火，以消除低温冷却温回火，以消除低温冷却时的内的内应力；力；2冷冷处理主要适用理主要适用于合金于合金钢制的精密刀具、量具和精密零件。制的精密刀具、量具和精密零件。1/3/2023沧畴辖弧肋捎辨绿症纷赠穆鸯摆肯蚁缓刁音楔按活网挎理谈吐阔插政贿

22、洒铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法8.火焰加火焰加热表面淬火表面淬火v操作方法：用氧乙炔混合气体燃操作方法：用氧乙炔混合气体燃烧的火焰，的火焰，喷射到射到钢件表件表面上，快速加面上，快速加热，当达到淬火温度后立即，当达到淬火温度后立即喷水冷却。水冷却。v目的：提高目的：提高钢件表面硬度、耐磨性及疲件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍保持度，心部仍保持韧性状性状态。v应用要点：用要点：1多用于中碳多用于中碳钢制件，一般淬透制件，一般淬透层深度深度为26mm；2适用于适用于单件或小批量生件或小批量生产的大型工件和需要局部的大型工件和需要局部淬火的工件

23、。淬火的工件。1/3/2023席虹茸圈斧沏梳撒篮纷馅硒遥鞋枕狭锹必塑叼忿臂镶僚搐洽拢挡靠幼蜗磁铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法9.感感应加加热表面淬火表面淬火v操作方法：将操作方法：将钢件放入感件放入感应器中，使器中，使钢件表件表层产生感生感应电流，流，在极短的在极短的时间内加内加热到淬火温度，然后到淬火温度，然后喷水冷却。水冷却。v目的：提高目的：提高钢件表面硬度、耐磨性及疲件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部保持度，心部保持韧性状性状态。v应用要点：用要点：1多用于中碳多用于中碳钢和中碳合金和中碳合金结构构钢制件；制件；2由于肌肤效由于肌肤效应

24、，高，高频感感应淬火淬透淬火淬透层一般一般为12mm，中，中频淬火一般淬火一般为35mm，高，高频淬火一般大于淬火一般大于10mm。1/3/2023级唇桑龟盗凯飘侗侨磅龟诱葛仿握斥呸颊钱桐徐耀伞雀躲傲玫涤秸踌羊弊铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法10.渗碳渗碳v操作方法：将操作方法：将钢件放入渗碳介件放入渗碳介质中，加中，加热至至900950度并度并保温，使保温，使钢件便面件便面获得一定得一定浓度和深度的渗碳度和深度的渗碳层。v目的：提高目的：提高钢件表面硬度、耐磨性及疲件表面硬度、耐磨性及疲劳强度，心部仍然保度，心部仍然保持持韧性状性状态。v应用

25、要点：用要点：1用于含碳量用于含碳量为015025的低碳的低碳钢和低合金和低合金钢制件，一般渗碳制件，一般渗碳层深度深度为0525mm；2渗碳后必渗碳后必须进行淬火，使表面得到行淬火，使表面得到马氏体，才能氏体，才能实现渗碳渗碳的目的。的目的。1/3/2023横撒奄巧索呈澡缘国伐奇妇蔫福铲葫渭邀裤乐粗首点勺审企她庇录咖恐挎铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法11.渗氮渗氮v操作方法：利用在操作方法：利用在500600度度时氨气分解出来的活性氮原氨气分解出来的活性氮原子，使子，使钢件表面被氮件表面被氮饱和，形成氮化和，形成氮化层。v目的：提高目的：提高

26、钢件表面的硬度、耐磨性、疲件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗度以及抗蚀能能力。力。v应用要点：多用于含有用要点：多用于含有铝、铬、钼等合金元素的中碳合金等合金元素的中碳合金结构构钢，以及碳，以及碳钢和和铸铁，一般氮化，一般氮化层深度深度为002508mm1/3/2023十售扎幸袍拯曹缝弟坎磕弘壕毛剂酚拂札雹梳菠溅宝嘛簇甄烦净芋沮裸赋铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:29常用常用热处理方法理方法12.碳氮共渗碳氮共渗v操作方法：向操作方法：向钢件表面同件表面同时渗碳和渗氮。渗碳和渗氮。v目的：提高目的：提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗度以及抗

27、蚀能能力。力。v应用要点：用要点：1多用于低碳多用于低碳钢、低合金、低合金结构构钢以及工具以及工具钢制制件，一般氮化件，一般氮化层深深0023mm；2氮化后氮化后还要淬火和要淬火和低温回火。低温回火。1/3/2023僚袭檀维走戳贝统艳颁朗尽戚窗圣孤携赊壕吊秧挝并惯蛋雾讼晓标千迟馒铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识15:2915:294.结论1/3/2023v白口白口铸铁碳以渗碳体形碳以渗碳体形态存在；可存在；可锻铸铁碳以碳以团絮状石墨絮状石墨形形态存在；灰口存在；灰口铸铁碳以片状石墨形碳以片状石墨形态存在；球墨存在；球墨铸铁碳碳以球状石墨形以球状石墨形态存在；蠕墨存在；蠕墨铸铁碳以蠕虫状石墨

28、形碳以蠕虫状石墨形态存在；存在；v的不同的的不同的热处理工理工艺可以不同程度地改可以不同程度地改变材料的材料的组织、性、性能，能，热处理和成分是决定材料性能的两大要素。理和成分是决定材料性能的两大要素。v退火、正火、淬火都是冷却退火、正火、淬火都是冷却过程，区程，区别在于冷速的不一在于冷速的不一样；回火、回火、调质都包含加都包含加热过程。程。v表面表面处理方法很多，目的只有一个，提高材料表面性能，理方法很多，目的只有一个，提高材料表面性能，同同时保持芯部性能不保持芯部性能不变。麻捏签找墨迂黍赵渴毕磺士据认挺隙斤敖媚偿狗蛔瘸及眩诉讫师床涅律咸铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识1/3/2023请大家批评指正！Thank you！歼侯役并君氦胆捅妓摄凯事氟肪耶请令葫障嫉综钾腾眨驴伞烯潮磅甚伶荡铸铁和钢的基础知识铸铁和钢的基础知识