合金熔煉復(fù)習(xí)總結(jié)

1、鑄鐵白口鑄鐵含碳量約2.5%，含硅量約1%，白口鑄鐵中的碳全部以滲碳體（Fe3C）形式存在，因斷口呈亮白色，故稱白口鑄鐵。由于有大量硬而脆的Fe3C，白口鑄鐵硬度高、脆性大、難以切削加工。故很少直接用來(lái)制造機(jī)械零件，主要用作煉鋼原料、可鍛鑄鐵的毛坯，以及不需切削加工、要求硬度高和耐磨性好的零件，如軋輥、犁鏵及球磨機(jī)的磨球等。白口鑄鐵作為抗磨材料的應(yīng)用也非常廣泛，先后經(jīng)歷了普通白口鑄鐵、高錳鋼、鎳硬鑄鐵和鉻系白口鑄鐵等幾個(gè)發(fā)展階段，如采用鎳硬鑄鐵作為粉碎機(jī)錘頭的抗磨材料以滿足其HRC55的要求，日本1965年引進(jìn)Cr27高鉻白口鑄鐵，生產(chǎn)破碎機(jī)錘頭，1967年把該材料成功地應(yīng)用在高爐的料鐘上，合

2、理地取代了原用高鉻鋼和低合金鋼，明顯提高了高爐料鐘的使用壽命。又如高鉻白口鑄鐵主要用于磨球、村板、雜質(zhì)泵、雙金屬?gòu)?fù)臺(tái)軋輥等易損件的生產(chǎn)?；铱阼T鐵含碳量大于4.3，鑄鐵中的碳大部或全部以自由狀態(tài)片狀石墨存在，剩余部分則常以珠光體形式存在，斷口呈灰色。常用灰口鑄鐵中石墨的存在，使灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性遠(yuǎn)低于鋼。石墨片的數(shù)量越多、尺寸越大、分布越不均勻，對(duì)力學(xué)性能的影響就越大。但石墨的存在對(duì)灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度影響不大，因?yàn)榭箟簭?qiáng)度主要取決于灰鑄鐵的基體組織，因此灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度與鋼相近。它具有良好鑄造性能、切削加工性好，減磨性，耐磨性好、加上它熔化配料簡(jiǎn)單，成本低，廣泛用于制作各種受壓應(yīng)力作用和

3、要求消震的機(jī)床床身與機(jī)架、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的殼體與箱體、承受摩擦的缸體與導(dǎo)軌等?；诣T鐵鑄造成形性優(yōu)異、減磨減震性好，成本低廉，在汽車、冶金等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。迄今為止，隨著灰鑄鐵鑄件的基體強(qiáng)度的提高，許多汽車的某些工件(如大型載重汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、制動(dòng)鼓等)的選用材料仍以高強(qiáng)灰鐵為主，其市場(chǎng)前景廣闊。通過(guò)采取加大廢鋼比例，適當(dāng)?shù)暮辖鸹幚砗蛷?qiáng)化孕育工藝改善灰鑄鐵的切削性能可以降低刀具成本、提高生產(chǎn)效率。鑄鐵的含硅量決定著鑄鐵的狀態(tài)。僅含1%的硅時(shí)，鑄鐵趨于白色；含硅約3%時(shí)，即使進(jìn)行極速冷卻，鑄鐵還是呈灰色。其他合金元素也會(huì)影響鑄鐵組織，如，鉻導(dǎo)致產(chǎn)生白口鐵，鎳導(dǎo)致產(chǎn)生灰口鐵?？慑戣T鐵黑心可鍛

4、鑄鐵是鐵素體基體，韌性好，強(qiáng)度一般；而白心可鍛鑄鐵是珠光體基體，韌性一般，強(qiáng)度好。國(guó)內(nèi)大部分廠家以黑心可鍛鑄鐵為主，其主要用于汽車，拖拉機(jī)，農(nóng)機(jī)，鐵路，建筑構(gòu)件，水暖管件等。而白心可鍛鑄鐵國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少，國(guó)外主要用于水暖管件?；铱阼T鐵分布形態(tài)及其對(duì)力學(xué)性能的影響灰鑄鐵中石墨呈片狀，片狀石墨的強(qiáng)度、塑性、韌性幾乎為零,存在石墨地方就相當(dāng)于存在孔洞、微裂紋,它不僅破壞了基體的連續(xù)性,減少了基體受力有效面積,而且在石墨片尖端處形成應(yīng)為集中,使材料形成脆性斷裂。石墨片的數(shù)量越多,尺寸越粗大,分布越不均勻,鑄鐵的抗拉強(qiáng)度和塑性就越低。由于灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度、硬度與耐磨性主要取決于基體,石墨存在對(duì)其影響不大。

5、故灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度一般是抗拉強(qiáng)度的3-4倍。球墨鑄鐵中石墨呈球狀，所以對(duì)金屬基體的割裂作用較小,使得基體比較連續(xù),在拉伸時(shí)引起應(yīng)力集中的現(xiàn)象明顯下降,從而使基體強(qiáng)度利用率從灰鑄鐵的30%50%提高到70%90%,這就使球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性、疲勞強(qiáng)度不僅高于其它鑄鐵,而且可以與相應(yīng)組織的鑄鋼相比?？慑戣T鐵中石墨呈團(tuán)絮狀。與灰鑄鐵相比對(duì)金屬基體的割裂作用較小,可鍛鑄鐵具有較高的力學(xué)性能,尤其是塑性與韌性有明顯的提高?；诣T鐵分類根據(jù)第三階段石墨化程度的不同，可分為三種顯微組織的灰鑄鐵，即珠光體+石墨；鐵素體+珠光體+石墨；鐵素體+石墨。根據(jù)其石墨晶體的形態(tài)又可分為：普通灰鑄鐵（片狀石墨），

6、可鍛灰鑄鐵（團(tuán)絮狀石墨），球墨鑄鐵（球狀石墨），蠕墨鑄鐵（蠕蟲(chóng)狀石墨）。鋁合金時(shí)效硬化機(jī)理、加速機(jī)理的功效和方法可熱處理強(qiáng)化鋁合金淬火后停放在室溫或較高溫度下以提高性能的方法。這是鋁合金熱處理常用的方法之一。時(shí)效處理是提高鋁合金力學(xué)性能和改善理化性能的重要手段。時(shí)效硬化機(jī)理用位錯(cuò)理論一方面能解釋晶面上沉淀的第二相質(zhì)點(diǎn)是怎樣阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和提高滑移變形抗力或強(qiáng)度，另一方面也能說(shuō)明時(shí)效對(duì)鋁合金組織和性能的影響。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的主要阻力來(lái)自沉淀相周圍應(yīng)變場(chǎng)和沉淀相本身強(qiáng)度。當(dāng)沉淀相尺寸小，強(qiáng)度低，能隨基體一起變形時(shí)，位錯(cuò)按切割模型克服應(yīng)力場(chǎng)而切過(guò)沉淀相質(zhì)點(diǎn)。如果沉淀相尺寸大，強(qiáng)度高，就不能被位錯(cuò)切割，這時(shí)便

7、按奧羅萬(wàn)(Orowan)形環(huán)模型繞過(guò)質(zhì)點(diǎn)而繼續(xù)運(yùn)載，而旦每繞過(guò)一個(gè)位錯(cuò)，就在質(zhì)點(diǎn)周圍留下一個(gè)位錯(cuò)環(huán)。按照切割模型，位錯(cuò)由質(zhì)點(diǎn)內(nèi)部通過(guò)要切割更多的溶質(zhì)一溶劑原子鍵，并引起新層錯(cuò)區(qū)形成，從而使合金強(qiáng)化，而強(qiáng)化效應(yīng)大小則決定于沉淀相與母相間的界面能大小，以及層錯(cuò)能的高低。合金的屈服強(qiáng)度隨質(zhì)點(diǎn)間距增大而減少，與過(guò)時(shí)效階段相當(dāng)。在GP(1)區(qū)為基本強(qiáng)化相的合金中，質(zhì)點(diǎn)一旦被位錯(cuò)切割，其阻力截面即減小，位錯(cuò)能順利地沿同一滑移面通過(guò)，易使變形集中于少數(shù)滑移面內(nèi)，形成嚴(yán)重變形的滑移帶，在晶界附近引起應(yīng)力集中，甚至裂紋，使疲勞強(qiáng)度與抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的能力下降。過(guò)時(shí)效時(shí)，由于形成了不易被位錯(cuò)切割的沉淀相，且位錯(cuò)分布

8、均勻，能顯著提高抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的能力。加速時(shí)效硬化的方法普通使用的大部分金屬的合金都有時(shí)效硬化過(guò)程，對(duì)于普通用途的不能在室溫下時(shí)效硬化的一些合金，常先把合金加熱到相當(dāng)高的溫度，使一定量的合金元素進(jìn)入固溶體中，這就是“固溶熱處理”。在水中進(jìn)行快速淬火之后，合金再進(jìn)行沉淀處理使溶解的元素脫離溶體，形成非常微細(xì)的聚合體，使硬度達(dá)到最大程度。功效：在室溫下時(shí)效的合金叫做時(shí)效硬化合金，在較高的溫度下沉淀的合金叫做沉淀硬化合金。注意這種合金的沉淀處理和鋼的熱處理之間的根本區(qū)別在于，鋼經(jīng)過(guò)淬火，硬度達(dá)到最高要求，而回火則是降低了硬度。沉淀處理合金進(jìn)行淬火后還是比較軟的，但是沉淀處理提高了硬度。高速鋼中各合金

9、元素的作用高速鋼的硬度和紅硬性主要是由鎢、鉬、釩和鉻的彌散碳化物的體積份數(shù)和性能所決定的，而這些碳化物是在回火時(shí)從過(guò)飽和的固溶體(馬氏體)中析出來(lái)的。低合金高速鋼中還添加了諸如鈦、鈮、氮和稀土等微量合金元素。與釩比較，鈦和鈮都是更強(qiáng)的碳化物形成元素，形成MC、M(CN)型碳化物，在淬火加熱時(shí)阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大，使晶粒細(xì)化。同時(shí)，用鈦合金化的低合金高速鋼，淬火加回火后的主要強(qiáng)化相為MC和M(CN)型碳化物。鈦能無(wú)限地溶于VC中，使晶格畸變，晶格常數(shù)增大，提高了碳化物粒子的彌散度，因此，含鈦的鋼碳化物要比含鈮鋼更彌散。某些低合金高速鋼中還含有氮，在有釩、鈦、鈮存在的情況下能形成MC(CN)型碳氮化

10、物，改善鋼的性能，若含氮過(guò)高，則會(huì)使M(CN)型碳氮化物粗化，使鋼錠表面質(zhì)量變壞。鎢的作用鎢是使高速鋼具有紅硬性的主要元素。它是強(qiáng)碳化物形成元素，在鋼中形成（Fe，W）6C等多種袒護(hù)無(wú)，同時(shí)有部分鎢溶入固溶體中。淬火加熱時(shí)（Fe，W）6C等很難溶解，對(duì)晶粒長(zhǎng)大起到阻礙作用，使W18Cr4V鋼加熱到1200時(shí)仍然有細(xì)小的晶粒。在回火過(guò)程中鎢的碳化物彌散析出于馬氏體基體上造成高速鋼的二次硬化效應(yīng)，并且鎢的碳化物不易聚集長(zhǎng)大，因而有利于高速鋼的紅硬性。溶入固溶體中的鎢，既能提高回火時(shí)馬氏體分解溫度，又能阻礙鐵原子的擴(kuò)散，提高鋼的回火穩(wěn)定性，使高速鋼中的馬氏體在加熱到600625還比較穩(wěn)定。釩的作用釩

11、是高速鋼中提高紅硬性的主要元素，主要是以V4C3的形式存在，淬火加熱時(shí)溶于奧氏體中的V4C3很少，因其具有極高的硬度，可提高鋼的耐磨性，同時(shí)也有阻止淬火加熱時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用。釩是強(qiáng)碳化物形成元素，形成穩(wěn)定的VC，回火過(guò)程中VC以細(xì)小彌散質(zhì)點(diǎn)析出，造成二次硬化，其作用比鎢還強(qiáng)。高速鋼的含釩量增加，紅硬性和耐磨性提高，但是提高含釩量必須提高含碳量，以保證形成各種碳化物。高速鋼中含釩量為1%5%，隨含釩量增加，高速鋼的切削加工性能下降。鉬的作用鉬和鎢是同族元素，也是碳化物形成元素，在高速鋼中的作用也相似。鉬的碳化物溶于奧氏體中的溫度比鎢和釩的碳化物要低，這樣就能保證在適宜的溫度加熱淬火后使所有

12、的鉬進(jìn)入馬氏體中。高速鋼中經(jīng)常用鉬代替鎢，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算，1%鉬可代替2%的鎢。W6Mo5Cr4V2鋼即是根據(jù)這個(gè)原理研究出來(lái)應(yīng)用的高速鋼。鉬能夠使高速鋼中的萊氏體細(xì)化，減輕鋼中碳化物偏析程度，提高鋼的熱塑性。但是鉬的主要碳化物（Fe，W）6C溶入奧氏體的溫度比（Fe，W）6C低。因此鉬系高速鋼的淬火加熱溫度范圍比較窄，晶粒容易長(zhǎng)大，過(guò)熱敏感性大。也有一定的脫碳傾向。鉻的作用各種高速鋼的鉻含量一般都是4%左右，這是由于鉻作用的兩個(gè)方面決定的：鉻顯著地提高鋼的淬透性，加熱時(shí)鉻基本上全部溶入奧氏體中增加奧氏體的穩(wěn)定性，鉻也是碳化物形成元素，高速鋼中的鉻主要形成Cr23C6型碳化物；鉻的另一個(gè)重要作

13、用是顯著增加奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的體積膨脹量，因此具有增大殘余奧氏體的傾向，鉻含量過(guò)高，淬火殘余奧氏體數(shù)量會(huì)明顯地增多。鈷的作用鈷在高速鋼中顯著增加硬度和紅硬性，國(guó)外高速鋼中加鈷的比較多，其硬度通過(guò)回火可達(dá)HRC6870。鈷在高速鋼中不能形成碳化物，全部溶解早奧氏體中提高奧氏體的合金度；有其它元素存在時(shí)通過(guò)阻礙擴(kuò)散，阻礙奧氏體分解，有一定的提高淬透性的作用。碳的作用高速鋼中含碳量都比較高，主要是為了保證這些合金元素形成足夠的碳化物，在不同的階段析出或提高硬度，或提高二次硬化效果。目前高速鋼的含碳量以計(jì)算成分加入，確切地說(shuō)，以碳化物化學(xué)當(dāng)量加入。含碳量過(guò)高或損失高速鋼的塑性和韌性，降低加工性。鋁的

14、作用這種非碳化物形成元素會(huì)導(dǎo)致鋼的臨界點(diǎn)提高。為鋁的原子半徑大，在點(diǎn)陣中起著阻礙擴(kuò)散和延緩軟化的作用，所有這些都能使鋼的硬度和紅硬性提高。此外，鋁的氮化物在淬火加熱時(shí)能有效地阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒，使鋼的強(qiáng)度和韌性保持高的水平。硅的作用某些低合金高速鋼有著較高含量的硅。，可完全消除M2C型碳化物，提高鋼的強(qiáng)度和韌性，這種類型的碳化物一般以柱狀存在于鋼的組織中，出現(xiàn)局部高碳區(qū)，降低了高速鋼本身的硬度、熱硬性、耐磨性、韌性和加工性能。W18Cr4V鋼的特定熱處理工藝高速鋼W18Cr4V是一種高合金工具鋼,鋼中含有鎢、鉬、鉻、釩等合金元素,其總量超過(guò)10%. 特點(diǎn)是紅硬性和耐磨性高,淬透性好,

15、并且具有一定的韌性,在實(shí)際生產(chǎn)中常用來(lái)制造刀具和冷作模具。在產(chǎn)品使用中,決定其使用壽命的主要因素是鍛造和熱處理工藝的合理制定?；瘜W(xué)成分其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 70%0. 80%, 它一方面要保證能與鎢、鉻、釩形成足夠數(shù)量的合金碳化物,又要有一定的碳量溶于奧氏體中,使淬火后獲得碳含量過(guò)飽和的馬氏體,以保證高硬度和高耐磨性,以及良好的熱硬性。鎢是使高速鋼具有熱硬性的主要元素,W18Cr4V鋼在退火狀態(tài)下鎢與鋼中的碳形成合金碳化物Fe4W2C, 淬火加熱時(shí),一部分Fe4W2C溶入奧氏體,淬火后形成含有大量鎢及其他合金元素。有很高回火穩(wěn)定性的馬氏體.。在560回火時(shí)鎢又以W2C形式彌散析出,造成二次硬

16、化現(xiàn)象,使鋼具有高的熱硬性,未溶的合金碳化物起阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大及提高耐磨性作用。鉻對(duì)高速鋼性能的主要影響是增加鋼的淬透性并改善耐磨性和提高硬度。釩與碳的結(jié)合力比鎢或鉬大,碳化物很穩(wěn)定,淬火加熱時(shí)高溫下才可溶解,能顯著阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大。 并且碳化釩的硬度高,顆粒細(xì)小、均勻,對(duì)提高鋼的硬度、耐磨性和韌性有很大影響,回火時(shí)釩也引起二次硬化現(xiàn)象。熱處理工藝退火：鍛件鍛后應(yīng)立即放入白灰箱或干砂箱中嚴(yán)埋緩冷,冷卻后應(yīng)立即進(jìn)行退火,退火的目的是為了消除鍛造應(yīng)力,降低硬度以利于切削加工,同時(shí)也為隨后的淬火作組織準(zhǔn)備。W18Cr4V鋼常采用等溫退火工藝。淬火：W18Cr4V屬于高合金工具鋼,導(dǎo)熱性差,淬火加

17、熱時(shí)通常要在800850進(jìn)行預(yù)熱,對(duì)于大截面、形狀比較復(fù)雜的零件,需進(jìn)行兩次預(yù)熱。W18Cr4V鋼的淬火加熱溫度很高,一般為12701280,在這個(gè)溫度范圍,溶于奧氏體中的合金元素量才會(huì)多,淬火后馬氏體中的合金元素量相應(yīng)也高,高速鋼的熱硬性才會(huì)好。 淬火冷卻一般采用分級(jí)淬火或油冷淬火?；鼗穑篧18Cr4V鋼淬火后殘余奧氏體量較多可達(dá)30%,為了減少殘余奧氏體量,消除應(yīng)力,穩(wěn)定組織,提高力學(xué)性能,淬火后要在560進(jìn)行回火,高速鋼回火時(shí)會(huì)產(chǎn)生“二次硬化”現(xiàn)象,使硬度得到提高. 由于高速鋼淬火后殘余奧氏體量高達(dá)30%,經(jīng)一次回火是不能完全消除的,因此要在560進(jìn)行三次回火.回火后的組織由回火馬氏體、

18、少量殘余奧氏體、塊狀合金碳化物組成,硬度達(dá)到65HRC以上。孕育處理、孕育劑孕育處理是指在凝固過(guò)程中，向液態(tài)金屬中添加少量其它物質(zhì)，促進(jìn)形核、抑制生長(zhǎng)，達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。 習(xí)慣上，向鑄鐵中加入添加劑稱為孕育處理?；诣T鐵的力學(xué)性能在很大程度上取決于其顯微組織。未經(jīng)孕育處理的灰鑄鐵，顯微組織不穩(wěn)定、力學(xué)性能低下、鑄件的薄壁處易出現(xiàn)白口。為保證鑄件品質(zhì)的一致性，孕育處理是必不可少的。鑄鐵孕育處理所用的孕育劑，加入量很少，對(duì)鑄鐵的化學(xué)成分影響甚小，對(duì)其顯微組織的影響卻很大，因而能改善灰鑄鐵的力學(xué)性能，對(duì)其物理性能也有明顯的影響。良好的孕育處理有以下作用：消除或減輕白口傾向；避免出現(xiàn)過(guò)冷組織；減輕鑄鐵

19、件的壁厚敏感性，使鑄件薄、厚截面處顯微組織的差別小，硬度差別也??；有利于共晶團(tuán)生核，使共晶團(tuán)數(shù)增多；使鑄鐵中石墨的形態(tài)主要是細(xì)小而且均勻分布的A型石墨，從而改善鑄鐵的力學(xué)性能。孕育良好的鑄鐵流動(dòng)性較好，鑄件的收縮減少、加工性能改善、殘留應(yīng)力減少。孕育劑的作用：一是促進(jìn)石墨化,減少白口傾向。二是細(xì)化晶粒,減少偏析,均勻組織。三是提高力學(xué)強(qiáng)度,調(diào)整硬度,改善機(jī)械性能。四是改善基體、石墨的形態(tài)及分布。五是減少鑄件內(nèi)應(yīng)力和壁厚敏感性。目前，用于處理灰鑄鐵的孕育劑品種繁多，但廣泛應(yīng)用的還是75硅鐵。75硅鐵是最常采用的孕育劑，其中的鋁、鈣含量對(duì)孕育效果有重要的作用。在鐵液中，鋁和鈣會(huì)與氧、氮反應(yīng)，形成高

20、熔點(diǎn)的化合物，成為石墨結(jié)晶的核心。而且，加入孕育劑后，鐵液中可形成局部的富硅微區(qū)，有利于石墨析出。硅鋇孕育劑：硅鋇孕育劑主要用于灰鑄鐵和球墨鑄鐵生產(chǎn)。用于球墨鑄鐵可顯著增加石墨球數(shù),用于灰口鑄鐵可以減少白口傾向。細(xì)化晶粒,改善石墨形態(tài)。這類孕育劑除可獲得較高和力學(xué)性能外,還有較強(qiáng)的抗衰退能力,一般孕育劑中含Ba在2%3%之間。SiC孕育劑：這類孕育劑以墨化孕育劑為主,其主要優(yōu)點(diǎn)是用量少、墨化能力強(qiáng),但較難溶解。例如:SiCCaAl類防止薄壁鑄件白口效果好,而且適合于沖天爐鐵水使用,SiCAl軟化效果較好,用于改善切削性能。稀土孕育劑：稀土元素是鑄鐵高效長(zhǎng)效孕育劑的重要組元,我國(guó)稀土資源極其豐富

21、,研究和應(yīng)用該類孕育劑更具現(xiàn)實(shí)意義。一般講,這類孕育劑具有雙重性,孕育鑄鐵中稀土殘留有一定范圍(RE為0.3%0.06%)。碳含當(dāng)量低時(shí)稀土加入量少,碳當(dāng)量高時(shí)稀土加入量稍多,另外,稀土元素還和Mn、Cu等合金元素復(fù)合,從而改善鑄鐵組織,提高力學(xué)強(qiáng)度。硅鈣孕育劑：硅鈣孕育劑是一種較早使用的墨化孕育劑,現(xiàn)在常使用的是低鈣孕育劑。它比較適合低碳當(dāng)量鑄鐵生產(chǎn),可消除白口、提高強(qiáng)度。穩(wěn)定化孕育劑：穩(wěn)定化孕育劑是由墨化元素與穩(wěn)定化元素復(fù)合而成,它在有效促進(jìn)石墨化的同時(shí)抑制滲碳體分解,比較適合于較高碳當(dāng)量鑄鐵的生產(chǎn),常見(jiàn)的有稀土穩(wěn)定化孕育劑、氮穩(wěn)定化孕育劑。復(fù)合孕育劑：復(fù)合孕育劑是墨化元素與阻礙共晶團(tuán)生長(zhǎng)

22、的元素相復(fù)合而成的一類孕育劑,它從形核和生長(zhǎng)兩方面發(fā)揮孕育作用,所以在鑄鐵生產(chǎn)中越來(lái)越引起人們的重視,常使用的有球鐵用含Bi復(fù)合孕育劑,灰鑄鐵CMSB復(fù)合孕育劑。Ba、Cu、RE、Al孕育能力強(qiáng),Ti等次之;Sr具有一定的形核能力,防止白口傾向作用明顯;Sr、Ce、Ba都具有較強(qiáng)的抗衰退能力,特別是Ba是較理想的組元,雖然抗衰退能力不及Sr、Y,但有很強(qiáng)的形核能力,而且含Ba孕育劑溶點(diǎn)低,易被吸收,處理時(shí)浮渣少;Mn、Cr具有穩(wěn)定化作用;RE和Ca對(duì)鐵液有較好的凈化作用。在鐵水中硫、氧含量較高時(shí)應(yīng)選用SiRE或SiCa孕育劑,RE與Bi復(fù)合使用可以生產(chǎn)鑄態(tài)球鐵,經(jīng)Si-C孕育劑孕育的灰鑄鐵,相

23、對(duì)強(qiáng)度較好,而硬度較低,加工性能良好。SiSr在薄壁件使用上可有效防止白口。球鐵生產(chǎn)過(guò)程中采用孕育處理的目的1.消除結(jié)晶過(guò)冷傾向；2.促進(jìn)石墨球化；3.減小晶間偏析。鋁硅合金加工性能不好，但是加少量的氟化鈉-氟化鉀的化合物后合金組織會(huì)有所改善。還發(fā)現(xiàn)，鈉的其他化合物，或0.05%的金屬鈉，加大熔融鋁硅合金中，也可以改變凝固時(shí)的合金組織。在這種條件下處理的合金，其強(qiáng)度和韌性比一般合金的大，具有良好的強(qiáng)度，延展性，抗腐蝕性和可鑄造性等綜合型能。細(xì)化鑄造鋁合金的組織的方法1.基體的細(xì)化：主要是初生aAl相的細(xì)化。2.過(guò)剩相的細(xì)化：如Al-si合金加鈉處理使共晶si細(xì)化，由沒(méi)變質(zhì)的時(shí)的粗大針狀或片狀變

24、為海藻狀或球粒狀。3.有害相的細(xì)化：如在鋁硅合金中加入Mn使b相變成為團(tuán)塊狀的AlSiMnFe相。從而改善了合金的性能。鋁合金、鎂合金在力學(xué)性能、工藝性能上的差別及應(yīng)用鋁合金以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。 鋁合金密度低，但比強(qiáng)度高，接近或超過(guò)優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，使用量?jī)H次于鋼。 鋁合金分兩大類：鑄造鋁合金，在鑄態(tài)下使用；變形鋁合金，能承受壓力加工，力學(xué)性能高于鑄態(tài)?？杉庸こ筛鞣N形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材。主要用于制造航空器材、日常生活用品、建筑用門窗等。鋁合金按加工方法可以分為

25、變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過(guò)熱處理來(lái)提高機(jī)械性能，只能通過(guò)冷加工變形來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等?？蔁崽幚韽?qiáng)化型鋁合金可以通過(guò)淬火和時(shí)效等熱處理手段來(lái)提高機(jī)械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。 鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能，物理性能和抗腐蝕性能。 鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金和鋁鋅合金。主要優(yōu)點(diǎn)就是價(jià)廉物美。鎂合金以鎂為基加入其他元素組成的合金。主要合金元素有鋁、鋅、錳、鈰、釷以及少量鋯或鎘等。目前使用最廣的是鎂鋁合金，其次是鎂錳

26、合金和鎂鋅鋯合金。鎂合金密度小(1.8g/cm3左右)，比強(qiáng)度高，彈性模量大，消震性好，承受沖擊載荷能力比鋁合金大，耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能好。散熱好、質(zhì)量輕、剛性好、具有一定的耐蝕性和尺寸穩(wěn)定性、抗沖擊、耐磨、衰減性能好及易于回收；另外還有高的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能、無(wú)磁性、屏蔽性好和無(wú)毒的特點(diǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)就是性能好質(zhì)量輕。應(yīng)用差別同等體積的鎂合金材料做成的車架強(qiáng)度不如鋁合金，要達(dá)到車架強(qiáng)度就要增加材料厚度和管經(jīng)，所以從重量角度與鋁合金來(lái)比較鎂合金沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)，而鋁合金的抗拉強(qiáng)度更大。同等體積的鎂合金材料做成車架的耐久性能比鋁合金車架差，也是鎂合金致命的缺點(diǎn)。隨著騎行的次數(shù)愈多，應(yīng)力發(fā)生的次數(shù)也愈高，強(qiáng)

27、度會(huì)顯著降低，甚至車架壽命不超過(guò)2-3年，所以專業(yè)騎手很少使用鎂合金車架，如果在比賽時(shí)使用，也是計(jì)算著里程采用拋棄形式更換的；由此可見(jiàn)，鋁合金的抗疲勞強(qiáng)度優(yōu)于鎂合金材質(zhì)。元素周期表上就明確顯示，鎂合金比鋁合金更容易被氧化腐蝕，因此導(dǎo)致鎂合金的使用范圍也有所局限。因鎂合金是活潑金屬，所以制造設(shè)備和環(huán)境有更高的要求，導(dǎo)致制造成本高漲，生產(chǎn)出來(lái)的自行車車架性價(jià)比遠(yuǎn)不及鋁合金車架。同等體積的條件下鎂合金比鋁合金質(zhì)量輕，這是鎂合金的優(yōu)勢(shì)。鋁合金與鎂合金雖然各自具有自己的優(yōu)勢(shì)性能，但相對(duì)而言，鋁合金的優(yōu)勢(shì)性能更多，應(yīng)用也相對(duì)比較廣泛。有色合金：銅合金、錫合金狹義的有色金屬又稱非鐵金屬，是鐵、錳、鉻以外的所

28、有金屬的統(tǒng)稱。廣義的有色金屬還包括有色合金。有色合金是以一種有色金屬為基體（通常大于50%），加入一種或幾種其他元素而構(gòu)成的合金。有色金屬通常指除去鐵（有時(shí)也除去錳和鉻）和鐵基合金以外的所有金屬。有色金屬可分為重金屬(如銅、鉛、鋅)、輕金屬(如鋁、鎂)、貴金屬(如金、銀、鉑)及稀有金屬(如鎢、鉬、鍺、鋰、鑭、鈾)。以一種有色金屬作為基體，加入一種或幾種其它金屬或非金屬元素，所組成的既具有基體金屬通性、又具有某些特定性的物質(zhì)，稱為有色金屬合金。銅合金銅合金以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。純銅呈紫紅色，又稱紫銅。純銅密度為8.96，熔點(diǎn)為1083，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性和耐蝕

29、性。主要用于制作發(fā)電機(jī)母線電纜開(kāi)關(guān)裝置變壓器等電工器材和熱交換器管道太陽(yáng)能加熱裝置的平板集熱器等導(dǎo)熱器材。常用的銅合金分為黃銅青銅白銅3大類。黃銅以鋅作主要添加元素的銅合金，具有美觀的黃色，統(tǒng)稱黃銅。含鋅低于36的黃銅合金由固溶體組成，具有良好的冷加工性能，如含鋅30的黃銅常用來(lái)制作彈殼，俗稱彈殼黃銅或七三黃銅。含鋅在36-42之間的黃銅合金由a和b固溶體組成其中最常用的是含鋅40的六四黃銅。為了改善普通黃銅的性能，常添加其他元素，如鋁鎳錳錫硅鉛等。鋁能提高黃銅的強(qiáng)度硬度和耐蝕性，但使塑性降低，適合作海輪冷凝管及其他耐蝕零件。錫能提高黃銅的強(qiáng)度和對(duì)海水的耐腐性，故稱海軍黃銅，用作船舶熱工設(shè)備和

30、螺旋槳等。鉛能改善黃銅的切削性能，這種易切削黃銅常用作鐘表零件。黃銅鑄件常用來(lái)制作閥門和管道配件等。青銅原指銅錫合金，后除黃銅白銅以外的銅合金均稱青銅，并常在青銅名字前冠以第一主要添加元素的名。錫青銅的鑄造性能減摩性能好和機(jī)械性能好，適合於制造軸承蝸輪齒輪等。鉛青銅是現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)和磨床廣泛使用的軸承材料。鋁青銅強(qiáng)度高，耐磨性和耐蝕性好，用於鑄造高載荷的齒輪軸套船用螺旋槳等。鈹青銅和磷青銅的彈性極限高，導(dǎo)電性好，適於制造精密彈簧和電接觸元件，鈹青銅還用來(lái)制造煤礦油庫(kù)等使用的無(wú)火花工具。錫合金以錫為基加入其他合金元素組成的有色合金。主要合金元素有鉛、銻、銅等。錫合金熔點(diǎn)低，強(qiáng)度和硬度均低，它有較高的

31、導(dǎo)熱性和較低的熱膨脹系數(shù)，耐大氣腐蝕，有優(yōu)良的減摩性能，易于與鋼、銅、鋁及其合金等材料焊合，是很好的焊料，也是很好的軸承材料。錫基軸承合金。與鉛基軸承合金統(tǒng)稱為巴氏合金。含銻315，銅310，有的合金品種還含有10的鉛。銻、銅用以提高合金的強(qiáng)度和硬度。其摩擦系數(shù)小，有良好的韌性、導(dǎo)熱性和耐蝕性，主要用以制造滑動(dòng)軸承。錫焊料。以錫鉛合金為主，有的錫焊料還含少量的銻。含鉛38.1的錫合金俗稱焊錫，熔點(diǎn)約183，用于電器儀表工業(yè)中元件的焊接，以及汽車散熱器、熱交換器、食品和飲料容器的密封等。錫合金涂層。利用錫合金的抗蝕性能，將其涂敷于各種電氣元件表面，既具有保護(hù)性，又具有裝飾性。常用的有錫鉛系、錫鎳

32、系涂層等。 錫合金（包括鉛錫合金，無(wú)鉛錫合金）可以用來(lái)生產(chǎn)制作各種精美合金飾品、合金工藝品，如戒指、項(xiàng)鏈、手鐲、耳環(huán)、胸針、紐扣、領(lǐng)帶夾、帽飾、工藝擺飾、合金相框、宗教徽志、微型塑像、紀(jì)念品等。高溫合金高溫合金又叫熱強(qiáng)合金、超級(jí)合金，指在600-1200高溫下能承受一定應(yīng)力并具有抗氧化或抗腐蝕能力的合金。具有較高的高溫強(qiáng)度，良好的抗氧化和抗腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。高溫合金為單一奧氏體組織，在各種溫度下具有良好的組織穩(wěn)定性和使用可靠性，基于上述性能特點(diǎn)，且高溫合金的合金化程度較高，又被稱為“超合金”，是廣泛應(yīng)用于航空、航天、石油、化工、艦船的一種重要材料。高溫合金的強(qiáng)度在很

33、大程度上取決于晶粒大小和晶粒與構(gòu)件的厚度關(guān)系。持久壽命和抗蠕變性能隨構(gòu)件厚度與晶粒尺寸之比的升高而增加。對(duì)變形高溫合金，若比例給定，持久壽命和抗蠕變性能隨晶粒增大而上升。鑄造高溫合金顯示了同樣的依賴性質(zhì)，壽命和抗蠕變性能取決于厚度與晶粒尺寸之比。高溫合金合金化有一個(gè)明顯特性，加入微量的硼和鋯，可以提高抗蠕變性能。硼和鋯可將壽命延長(zhǎng)1 2倍，將延伸率提高6倍，將持久強(qiáng)度提高0.9倍。鎳基高溫合金。主要合金元素有鉻、鎢、鉬、鈷、鋁、鈦、硼、鋯等。其中鉻起抗氧化和抗腐蝕作用，其他元素起強(qiáng)化作用。在6501000高溫下有較高的強(qiáng)度和抗氧化、抗燃?xì)飧g能力，是高溫合金中應(yīng)用最廣、高溫強(qiáng)度最高的一類合金。

34、用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、核反應(yīng)堆、能源轉(zhuǎn)換設(shè)備上的高溫零部件。當(dāng)前廣泛使用的高溫合金是鎳基高溫合金，此外還有鐵基高溫合金和鉆基高溫合金。鎳基高溫合金的基體元素是鎳，鐵基高溫合金的基體元素是鐵，鉆基高溫合金的基體元素是鈷。由于基體元素鎳、鐵、鈷的基本屬性不同，因而這三類高溫合金的合金強(qiáng)化特點(diǎn)不同，合金的某些特性也不同，主要有以下幾點(diǎn)：鎳為面心立方結(jié)構(gòu)，沒(méi)有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，而鐵、鈷室溫下分別為體心立方和密排六方結(jié)構(gòu)，高溫下為面心立方奧氏體結(jié)構(gòu)(表21)。目前，幾乎全部高溫合金的基體都是具有面心立方結(jié)構(gòu)的奧氏體，因?yàn)閵W氏體比體心立方的鐵素體有更高的高溫強(qiáng)度。圖21是一個(gè)含鉻約25的合金，隨著含鎳量增加，組織從純鐵素體逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榧儕W氏體，其6001Z和700的蠕變強(qiáng)度逐漸提高，奧氏體的高溫強(qiáng)度較高的原因是它的原子擴(kuò)散能力較小，即自擴(kuò)散激活能較高。Fe(bcc)和一Fe(fcc)的自擴(kuò)散激活能分別為和Jmol。因此，為r得到r直到低溫仍然穩(wěn)定的奧氏體結(jié)構(gòu)，鐵基和鈷基合金中必須加入擴(kuò)大奧氏體的合金元素，此外錳也有一定的擴(kuò)大奧氏體的能力。鎳具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，在500以下幾乎不氧化，常溫下不易受潮氣、水及某些鹽類水溶液的浸蝕。鈷和鐵的抗氧化性能都比鎳差，但鈷的抗熱腐蝕能力比鎳強(qiáng)(由于鈷的硫化物