[精选]常用铸造合金的生产.pptx
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1、第二章常用铸造合金的生产第二章常用铸造合金的生产1铸铁件生产 按碳的存在形式分按碳的存在形式分 1.white cast-iron碳以碳化物碳以碳化物Fe3CFe3C形式出现。形式出现。断口：银白色，硬而脆；很难断口：银白色，硬而脆；很难切削，很少直接用于零件切削，很少直接用于零件.2.灰口铸铁灰口铸铁 gray castiron 碳以石墨形式出现。断口：呈灰色；常用材料。3.mottled castiron 碳以 Fe3C+石墨 形式出现。断口：白色与灰色之间；此类铸铁脆性很大，很少使用。另：另：合金铸铁：合金铸铁：铸铁中参加合金元素，改善性能。铸铁中参加合金元素，改善性能。以碳以石墨形式存
2、在的铸铁断口呈灰色，故称之的铸铁断口呈灰色，故称之：灰口铸铁GB561195 铸铁是在凝固过程中经历共晶转变，用于生产铸件的铁基合金的总称。常用灰口铸铁又可分为常用灰口铸铁又可分为：1.普通灰铸铁片状G；2.可锻铸铁团絮状G；3.球墨铸铁球状G；4.蠕墨铸铁蠕虫状G Ggraphite字头 补充：关于生铁补充：关于生铁一、普通灰铸铁片状G简称灰铁 生铁生铁 ：pigiron 铁矿石在高炉中炼出来的铁矿石在高炉中炼出来的。炼铁炼铁IronIronmakingmaking工艺工艺，分，分铸造生铁和炼钢生铁铸造生铁和炼钢生铁WSi1.25%两种；两种；铸造生铁与其他材料一起熔化后，铸造生铁与其他材料
3、一起熔化后，铸造生铁与其他材料一起熔化后，铸造生铁与其他材料一起熔化后，获得的材料，叫铸铁获得的材料，叫铸铁获得的材料，叫铸铁获得的材料，叫铸铁；炼钢生铁通过进一步的熔炼，得炼钢生铁通过进一步的熔炼，得到钢材，到钢材，此过程称炼钢此过程称炼钢 steelmaking steelmaking。1.普通灰铸铁的性能 灰铁的显微组织灰铁的显微组织 金属基体金属基体F+PF+P片片G G 如右图所示：相当于在钢的基体 上嵌入了大量G片。由于G的存在；减少了基体承载的有效面积；G的尖角割裂基体还造成严重的应力集中。且G片越是粗大、分布不匀，其力学性能越差。但是，灰铸铁的抗压强度受G影响小。灰铸铁不能锻造
4、、不能冲压；但是有如下优点：石墨是碳的一种结晶形式，石墨是碳的一种结晶形式，六方晶格，碳原子呈层片状排列；六方晶格，碳原子呈层片状排列；性能：性能：、akak很低，硬很低，硬度为度为3HBS3HBS；低的力学性能，实际；低的力学性能，实际使使灰铁基体上布满了裂纹和孔洞。良好的铸造性流动性好，收缩小；良好的铸造性流动性好，收缩小；易切削；？易切削；？抗压强度高；抗压强度高；减震和减摩性能好；减震和减摩性能好；切口不敏感性；切口不敏感性；制造容易、价格廉价。制造容易、价格廉价。2.2.铸铁的组织及影响因素铸铁的组织及影响因素灰铸铁按基体不同可分为灰铸铁按基体不同可分为;P P灰铸铁灰铸铁P+FP+
5、F灰铸铁灰铸铁F F灰铸铁灰铸铁 要控制铸铁组织与成分，必须控制其石墨化程要控制铸铁组织与成分，必须控制其石墨化程度，而影响石墨化的主要因素为：度，而影响石墨化的主要因素为：1 1化学成分化学成分 随随C C、Si Si 增多，增多，G G核增多，核增多，析出析出G G多而粗大多而粗大；反之，G少；S S、MnMn阻碍阻碍 G G，增加白口化，应严控，增加白口化，应严控，P P增加冷脆性。增加冷脆性。教材教材P45P45图图将不同碳硅含量铸铁分成五种组织将不同碳硅含量铸铁分成五种组织 白口铸铁区白口铸铁区L Ld dFeFe3 3C CP P a a麻口铸铁区麻口铸铁区 L Ld dFeFe3
6、 3C CP PG G PP灰铁区灰铁区 P PG G b b P-F P-F灰铁区灰铁区P+F+GP+F+G F F灰铁区灰铁区F+GF+G成分：成分：成分：成分：Wc=2.7%3.9%Wc=2.7%3.9%Wc=2.7%3.9%Wc=2.7%3.9%；Wsi=1.12.6%Wsi=1.12.6%Wsi=1.12.6%Wsi=1.12.6%；WWWWMnMnMnMn=0.61.2%=0.61.2%=0.61.2%=0.61.2%2 2冷却速度冷却速度V V 冷却快，原子来不及急扩散，冷却快，原子来不及急扩散，G G化难以进行；易白口化难以进行；易白口。冷却的慢，可得灰口。显然，得灰口。显然，
7、欲求灰口件合理选择欲求灰口件合理选择 铸件壁厚。铸件壁厚。冷却速度与铸型材料也直接冷却速度与铸型材料也直接关联，如：金属型比砂型的冷却关联，如：金属型比砂型的冷却速度快，铸件易白口，速度快，铸件易白口，3.灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理 直接向已熔炼出炉的低碳、直接向已熔炼出炉的低碳、硅含量铁水中参加孕育剂经过破碎又预热的硅含量铁水中参加孕育剂经过破碎又预热的7575硅铁硅铁 灰铁经孕育处理后灰铁经孕育处理后G G片细小均匀力学性能有明显提高，片细小均匀力学性能有明显提高，故称高强度铸铁故称高强度铸铁 4.4.灰铸铁的牌号、用途灰铸铁的牌号、用途 牌号：牌号：H T Rm MPa 灰铸铁简称
8、灰铸铁简称“灰铁灰铁，汉语拼音字母汉语拼音字母首首 熔炼简便，熔炼简便，流动性好流动性好有：有：HT100HT100、HT150HT150、HT200HT200、HT250HT250、HT300HT300、HT350HT350见表见表2-3 P472-3 P47；主用于；主用于 床身、箱体、重锤、暖气片等。床身、箱体、重锤、暖气片等。5.5.灰铸铁的生产特点灰铸铁的生产特点 6.6.灰铸铁的热处理灰铸铁的热处理 消除应力退火；消除应力退火；消除白口组织改善切削加工性能退火消除白口组织改善切削加工性能退火 外表淬火外表淬火 如车床导轨如车床导轨 二、可锻铸铁二、可锻铸铁 malleable ca
9、stiron 又称又称 马铁、韧性铸铁、展性铸铁、玛钢马铁、韧性铸铁、展性铸铁、玛钢1.成分成分：Wc=2.22.8%,Wsi=11.8;含碳、硅量低含碳、硅量低。2.生产过程生产过程：首先浇注成白口铸铁件，然后再经过可锻化石墨化退火而得到团絮状石墨的可锻铸铁。因退火方法不同分：白心白心B B可锻铸铁；可锻铸铁；黑心黑心H H可锻铸铁；可锻铸铁；P PZ Z可锻铸铁可锻铸铁等三种。等三种。3.性能 R Rm m、A A、akak比灰比灰铸铁好铸铁好。但不能锻造。但不能锻造。4.牌号 GB944088GB944088K T HK T H或或Z Z AA=%Rm Mpa 黑心或黑心或P 可锻铸铁可
10、铁可锻铸铁可铁 如：如：KTH30006；建筑脚手架扣件、三建筑脚手架扣件、三通管件、阀门。通管件、阀门。KTZ55004；用于；载荷较高的耐磨损、用于；载荷较高的耐磨损、凸轮轴，齿轮等。凸轮轴，齿轮等。见见P48 P48 表表2 24 4。三、球墨铸铁球墨铸铁 nodular graphite cast-iron 1.成分成分：在金属液中参加球化剂在金属液中参加球化剂 稀土镁合金稀土镁合金 球化处理使球化处理使 G G 变为球状。变为球状。2.组织组织：基体是基体是F F，F+PF+P，P P+球状球状 石墨石墨 G G 3.性能性能：较高的较高的RmRm、-1-1旧疲劳强度，但旧疲劳强度，
11、但A A、akak比钢差比钢差。4.4.牌号、用途牌号、用途 GB134888 见教材见教材P49P49表表2 25 5牌号：牌号：Q T A A=%R Rm m Mpa Mpa 球墨铸铁球铁球墨铸铁球铁 5.球铁的生产特点 1铁水 含碳硅量要高；S、P要低；温度1400。2球化与孕育处理 球化是关键，预先将粉碎的球化剂稀土镁合金，放置在铁水包内，上面铺盖硅铁粉 和草木灰。先冲入约2/3铁水；稍置，待反响后，再置入孕育剂，用余下的1/3铁水冲入包内，进行孕育。3铸型工艺 利用冒口、冷铁补缩；加大铸型刚度。4热处理 常用有：退火、正火、调质和等温淬火。四、蠕墨铸铁蠕墨铸铁是近年开展起来的新型铸铁
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