金屬工藝學(xué)—2鑄造 (2)

1、金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-261第二篇第二篇 鑄造鑄造第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-262 青銅器，鑄于青銅器，鑄于商朝，商朝，司母戊鼎通司母戊鼎通高高133133厘米厘米, ,橫長(zhǎng)橫長(zhǎng)110110厘米厘米, ,寬寬7878厘米，厘米，重重875875公斤，公斤，紋飾紋飾華美華美金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-263金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-264曾侯乙編鐘曾侯乙編鐘 戰(zhàn)國(guó)時(shí)代初期（公元前戰(zhàn)國(guó)時(shí)代初期（公元前433433）南部諸候國(guó)曾國(guó)國(guó)君曾）南部諸候國(guó)曾國(guó)國(guó)君曾候乙的殯葬物候乙的殯葬物 。全套

2、編鐘上裝飾有人、獸、龍等花紋，。全套編鐘上裝飾有人、獸、龍等花紋，鑄制精美，花紋細(xì)致清晰，并刻有錯(cuò)金銘文，用以標(biāo)明鑄制精美，花紋細(xì)致清晰，并刻有錯(cuò)金銘文，用以標(biāo)明各鐘的發(fā)音音調(diào)。各鐘的發(fā)音音調(diào)。 金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-265青銅，鑄于青銅，鑄于14201420年，為明年，為明成祖朱棣親自設(shè)計(jì)。重成祖朱棣親自設(shè)計(jì)。重46.546.5噸，鑄有噸，鑄有2323萬(wàn)經(jīng)文萬(wàn)經(jīng)文鑄造于后周公元鑄造于后周公元953953年。鐵年。鐵獅子通高獅子通高5.785.78米，身長(zhǎng)米，身長(zhǎng)6.56.5米，體寬米，體寬3.173.17米，重約米，重約3030噸噸金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2

3、021-12-266第二篇第二篇 鑄造鑄造鑄造鑄造(Casting)：將將熔煉熔煉好的液態(tài)好的液態(tài)金屬金屬澆注澆注到與零件的形狀、尺寸到與零件的形狀、尺寸相適應(yīng)的相適應(yīng)的鑄型空腔鑄型空腔中，待其中，待其冷卻冷卻凝固凝固，以獲得毛坯或零件的成型，以獲得毛坯或零件的成型方法。方法。金屬熔化液態(tài)金屬澆入鑄型落砂清理后成為鑄件金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-267第二篇第二篇 鑄造鑄造鑄造的優(yōu)點(diǎn)：鑄造的優(yōu)點(diǎn)：（1）材料來(lái)源廣；（2）廢品可重熔；（3）設(shè)備投資低。 1可生產(chǎn)任意復(fù)雜形狀的制件，特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的毛坯。如汽缸體、汽缸蓋、蝸輪葉片、床身件等。（1）合金種類不受限制；（2）鑄

4、件大小幾乎不受限制。2適應(yīng)性強(qiáng)： 3成本低： 4對(duì)于某些塑性很差的材料，如鑄鐵等，液態(tài)成形是制造其毛坯或零件的唯一成型工藝。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-268第二篇第二篇 鑄造鑄造鑄造的缺點(diǎn)：鑄造的缺點(diǎn)：1. 金屬液態(tài)成形工藝過(guò)程比較復(fù)雜，一些工藝過(guò)程還難以金屬液態(tài)成形工藝過(guò)程比較復(fù)雜，一些工藝過(guò)程還難以控制；控制；2. 液態(tài)成形零件，其內(nèi)部組織的均勻性、致密性一般較差；液態(tài)成形零件，其內(nèi)部組織的均勻性、致密性一般較差；3. 液態(tài)成形零件缺陷較多，易出現(xiàn)縮孔、縮松、氣孔、砂液態(tài)成形零件缺陷較多，易出現(xiàn)縮孔、縮松、氣孔、砂眼、夾渣、夾砂、裂紋等缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定；眼、夾渣

5、、夾砂、裂紋等缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定；4. 由于鑄件內(nèi)部晶粒粗大，組織不均勻，且常伴有缺陷，由于鑄件內(nèi)部晶粒粗大，組織不均勻，且常伴有缺陷，其力學(xué)性能低于其力學(xué)性能低于同類材料采用其它成型方法所得到的毛同類材料采用其它成型方法所得到的毛坯或零件。坯或零件。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-269第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2610教學(xué)要求：教學(xué)要求： 1.1.要重點(diǎn)掌握鑄造合金液體的流動(dòng)要重點(diǎn)掌握鑄造合金液體的流動(dòng)性及其影響因素；性及其影響因素； 2.2.縮孔與縮松的產(chǎn)生與防止；縮孔與縮松的產(chǎn)生與防止； 3.3.鑄造應(yīng)力、變形與裂紋的產(chǎn)生

6、與鑄造應(yīng)力、變形與裂紋的產(chǎn)生與防止。防止。 4.4.掌握鑄件質(zhì)量的綜合控制方法。掌握鑄件質(zhì)量的綜合控制方法。 5.2 鑄造合金的凝固與收縮鑄造合金的凝固與收縮5.1 液態(tài)合金的充型液態(tài)合金的充型5.3 鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋5.4 鑄件的氣孔與偏析鑄件的氣孔與偏析（自學(xué)）（自學(xué)）作業(yè)：作業(yè)：P68: 5.1; 5.4; 5.5鑄造性能鑄造性能通常是指合金的流動(dòng)性、收縮性、通常是指合金的流動(dòng)性、收縮性、吸氣性及偏析等性能吸氣性及偏析等性能合金鑄造性能合金鑄造性能是是選擇鑄造金屬材料選擇鑄造金屬材料，確定鑄件確定鑄件的鑄造工藝方案的鑄造工藝方案及進(jìn)行及進(jìn)行鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)

7、設(shè)計(jì)的依據(jù)的依據(jù)金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2611第二篇第二篇 鑄造鑄造第一節(jié)第一節(jié) 液態(tài)合金的充型液態(tài)合金的充型充型充型：液態(tài)合金填充鑄型的過(guò)程，簡(jiǎn)稱充型。：液態(tài)合金填充鑄型的過(guò)程，簡(jiǎn)稱充型。充型能力充型能力： 液態(tài)金屬液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得尺寸精確、輪廓清晰充滿鑄型型腔，獲得尺寸精確、輪廓清晰的的成型件的能力。成型件的能力。充型能力的決定因素充型能力的決定因素合金的流動(dòng)性合金的流動(dòng)性澆注條件澆注條件鑄型填充條件鑄型填充條件鑄件結(jié)構(gòu)等鑄件結(jié)構(gòu)等充型能力不足充型能力不足澆不足澆不足冷冷 隔隔夾夾 砂砂氣氣 孔孔夾夾 渣渣金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-

8、2612第二篇第二篇 鑄造鑄造一、合金的流動(dòng)性一、合金的流動(dòng)性合金的合金的流動(dòng)性流動(dòng)性： 液態(tài)合金液態(tài)合金本身本身的流動(dòng)能力。的流動(dòng)能力。 1）流動(dòng)性愈好，充型能力）流動(dòng)性愈好，充型能力愈好，愈便于澆鑄出愈好，愈便于澆鑄出輪廓清晰輪廓清晰、薄而復(fù)雜薄而復(fù)雜的鑄件。的鑄件。 2）合金流動(dòng)性的測(cè)定：將合）合金流動(dòng)性的測(cè)定：將合金液澆入鑄型中，冷凝后測(cè)出充金液澆入鑄型中，冷凝后測(cè)出充滿型腔的滿型腔的螺旋形試樣長(zhǎng)度螺旋形試樣長(zhǎng)度來(lái)衡量。來(lái)衡量。在相同澆注條件下，在相同澆注條件下，澆出的試樣澆出的試樣愈長(zhǎng)，合金的流動(dòng)性越好，合金愈長(zhǎng)，合金的流動(dòng)性越好，合金充型能力越好。充型能力越好。金屬工藝學(xué)第二篇第二

9、篇 鑄造鑄造2021-12-2613鑄鋼的流動(dòng)性鑄鋼的流動(dòng)性鑄鐵的流動(dòng)性鑄鐵的流動(dòng)性金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2614合金流動(dòng)性的決定因素：合金流動(dòng)性的決定因素：合金的種類合金的種類: : 合金不同流動(dòng)性不同；合金不同流動(dòng)性不同；化學(xué)成分化學(xué)成分：同種合金，成分不同，：同種合金，成分不同，具具有不同的結(jié)晶特點(diǎn)有不同的結(jié)晶特點(diǎn)，流動(dòng)性也不同；，流動(dòng)性也不同；第二篇第二篇 鑄造鑄造Fe-C合金流動(dòng)性與合金流動(dòng)性與含碳量含碳量關(guān)系關(guān)系液相線與固相線間的距離（液相線與固相線間的距離（T液液T固）稱為結(jié)晶間隔。固）稱為結(jié)晶間隔。結(jié)晶間隔越大流動(dòng)性越差，反之越好，因此共晶成分合金流動(dòng)

10、性最好。結(jié)晶間隔越大流動(dòng)性越差，反之越好，因此共晶成分合金流動(dòng)性最好。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2615幾種不同合金流動(dòng)性的比較幾種不同合金流動(dòng)性的比較合合 金金造型材料造型材料澆注溫度澆注溫度螺旋線長(zhǎng)度螺旋線長(zhǎng)度灰鑄鐵灰鑄鐵C + Si = 5.2%C + Si = 4.2%砂砂 型型砂砂 型型1300 1300 1000 mm600 mm鑄鑄 鋼鋼 ( 0.4% )砂砂 型型1600 100 mm錫青銅錫青銅(9%11%Sn2%4%Zn)砂砂 型型1040 420 mm硅黃銅硅黃銅( 1.54.5%Si )砂砂 型型1100 1000 mm鋁合金鋁合金( ( 硅鋁明硅

11、鋁明 ) )金屬型金屬型( 300)680720 700800 mm實(shí)驗(yàn)證明實(shí)驗(yàn)證明鑄鐵的流動(dòng)性最好鑄鐵的流動(dòng)性最好，鋁合金，鋁合金 的流動(dòng)性次之，的流動(dòng)性次之，鑄鋼的流動(dòng)性最差鑄鋼的流動(dòng)性最差。第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2616二、澆注條件二、澆注條件1 1、澆注溫度、澆注溫度 澆注溫度澆注溫度液態(tài)合金含熱量多液態(tài)合金含熱量多鑄型溫度鑄型溫度液態(tài)合金冷卻速度液態(tài)合金冷卻速度合金流動(dòng)性合金流動(dòng)性充型能力充型能力 溫度溫度過(guò)高過(guò)高，總收縮量增加，易產(chǎn)生縮松、縮孔、粗晶、氣孔等缺陷總收縮量增加，易產(chǎn)生縮松、縮孔、粗晶、氣孔等缺陷。2 2、充型壓力、充型壓

12、力（液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受的壓力稱為充型壓力液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受的壓力稱為充型壓力） 充型壓力充型壓力充型能力充型能力3 3、澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則流動(dòng)阻力結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則流動(dòng)阻力充型能力充型能力第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2617三、鑄型填充條件三、鑄型填充條件1 1、鑄型的蓄熱能力：鑄型從液態(tài)合金中、鑄型的蓄熱能力：鑄型從液態(tài)合金中吸收和存儲(chǔ)熱量吸收和存儲(chǔ)熱量的能力的能力 導(dǎo)熱系數(shù)大，比熱大，對(duì)液態(tài)合金的激冷能力越強(qiáng)，充型能力導(dǎo)熱系數(shù)大，比熱大，對(duì)液態(tài)合金的激冷能力越強(qiáng)，充型能力2 2、鑄型溫度、鑄型溫度 溫度溫度 液態(tài)合金冷卻速度液

13、態(tài)合金冷卻速度充型能力充型能力3 3、鑄型中氣體、鑄型中氣體 排氣能力差，型腔中氣體壓力增大，阻礙液態(tài)合金的充型排氣能力差，型腔中氣體壓力增大，阻礙液態(tài)合金的充型 所以鑄型應(yīng)具有良好所以鑄型應(yīng)具有良好透氣性透氣性，并在最高處設(shè)，并在最高處設(shè)出氣口出氣口 當(dāng)當(dāng)鑄件壁厚過(guò)小鑄件壁厚過(guò)小，壁厚急劇變化壁厚急劇變化或有或有大的水平平面結(jié)構(gòu)大的水平平面結(jié)構(gòu)（鑄件（鑄件壁厚相同時(shí)，垂直壁比水平壁更容易充填）壁厚相同時(shí)，垂直壁比水平壁更容易充填）時(shí)，會(huì)使金屬液流動(dòng)困時(shí)，會(huì)使金屬液流動(dòng)困難，因此，難，因此，設(shè)計(jì)壁厚必須大于規(guī)定的最小允許壁厚設(shè)計(jì)壁厚必須大于規(guī)定的最小允許壁厚。第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第

14、二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-26181. 液態(tài)合金的充型能力與合金的流動(dòng)性有何關(guān)系液態(tài)合金的充型能力與合金的流動(dòng)性有何關(guān)系?2. 不同化學(xué)成分的合金為何流動(dòng)性不同不同化學(xué)成分的合金為何流動(dòng)性不同?3. 某企業(yè)生產(chǎn)一批鑄件經(jīng)常出現(xiàn)澆不足、冷隔等缺陷，試提出某企業(yè)生產(chǎn)一批鑄件經(jīng)常出現(xiàn)澆不足、冷隔等缺陷，試提出改進(jìn)措施？改進(jìn)措施？4. 如何提高合金液的充填能力？如何提高合金液的充填能力？5. 既然提高澆鑄溫度可提高液態(tài)合金的充型能力，但為什么要既然提高澆鑄溫度可提高液態(tài)合金的充型能力，但為什么要防止?jié)茶T溫度過(guò)高？防止?jié)茶T溫度過(guò)高？思考思考第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造

15、2021-12-2619第二篇第二篇 鑄造鑄造逐層凝固逐層凝固 糊狀凝固糊狀凝固中間凝固中間凝固 在在鑄件的凝固過(guò)程鑄件的凝固過(guò)程中，其截面一般存在三個(gè)區(qū)域，即中，其截面一般存在三個(gè)區(qū)域，即液相區(qū)液相區(qū)、凝固區(qū)凝固區(qū)、固相區(qū)固相區(qū)。對(duì)鑄件質(zhì)量影響較大的主要是液相和固相并存的。對(duì)鑄件質(zhì)量影響較大的主要是液相和固相并存的凝固區(qū)凝固區(qū)的寬窄。鑄件的凝固方式就是依據(jù)凝固區(qū)的寬窄來(lái)劃分的。的寬窄。鑄件的凝固方式就是依據(jù)凝固區(qū)的寬窄來(lái)劃分的。一、鑄件的凝固方式一、鑄件的凝固方式 金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2620第二篇第二篇 鑄造鑄造逐層凝固（充型能力好，便于補(bǔ)縮）逐層凝固（充型能力

16、好，便于補(bǔ)縮）1、凝固方式凝固方式 糊狀凝固糊狀凝固(易形成縮孔、難以獲得結(jié)晶緊實(shí)的鑄件）易形成縮孔、難以獲得結(jié)晶緊實(shí)的鑄件）中間凝固（介于上兩者間）中間凝固（介于上兩者間）（1 1）合金的結(jié)晶溫度范圍）合金的結(jié)晶溫度范圍 合金的結(jié)晶合金的結(jié)晶溫度范圍愈小溫度范圍愈小，凝固區(qū)域愈窄，凝固區(qū)域愈窄，愈傾向于逐層凝固愈傾向于逐層凝固 。（2 2）鑄件的溫度梯度）鑄件的溫度梯度 在合金結(jié)晶溫度范圍已定的在合金結(jié)晶溫度范圍已定的前提下，凝固區(qū)域的寬窄取決與鑄前提下，凝固區(qū)域的寬窄取決與鑄件內(nèi)外層之間的溫度差。若鑄件內(nèi)件內(nèi)外層之間的溫度差。若鑄件內(nèi)外層之間的外層之間的溫度差由小變大溫度差由小變大，則其，

17、則其對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的凝固區(qū)由寬變窄凝固區(qū)由寬變窄 。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-26211. 1. 收縮的概念：收縮的概念：鑄造合金在澆注、凝固、直至冷卻到室溫鑄造合金在澆注、凝固、直至冷卻到室溫的過(guò)程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象稱為收縮。的過(guò)程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象稱為收縮。第二篇第二篇 鑄造鑄造鑄造合金的收縮階段：從：從澆注溫度澆注溫度到到凝固開始（即液相線）溫度凝固開始（即液相線）溫度間的收縮。間的收縮。：從：從凝固開始凝固開始到到凝固終止凝固終止（即固相線）（即固相線）溫度溫度間的收縮。間的收縮。：從：從凝固終止溫度凝固終止溫度到到室溫室溫間的收縮。間的收縮。金屬工藝

18、學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2622合金收縮合金收縮固態(tài)合金冷卻固態(tài)合金冷卻液態(tài)合金冷卻液態(tài)合金冷卻液態(tài)收縮液態(tài)收縮凝固收縮凝固收縮縮孔縮孔:恒溫下結(jié)晶恒溫下結(jié)晶縮松縮松:兩相區(qū)結(jié)晶兩相區(qū)結(jié)晶固態(tài)收縮固態(tài)收縮（線收縮）（線收縮）裂紋裂紋變形變形應(yīng)力應(yīng)力鑄型條件鑄型條件鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu)澆注溫度澆注溫度化學(xué)成分化學(xué)成分(c含量含量)合金收縮合金收縮第二篇第二篇 鑄造鑄造（體收縮）（體收縮）金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2623影響合金收縮的因素：影響合金收縮的因素： （1）化學(xué)成分（碳存在形式）化學(xué)成分（碳存在形式）第二篇第二篇 鑄造鑄造鑄鐵中的碳以石墨形式析出時(shí)，會(huì)

19、抵消部分凝固收縮。鑄鐵中的碳以石墨形式析出時(shí)，會(huì)抵消部分凝固收縮。滲碳體滲碳體片狀石墨片狀石墨 （2）澆注溫度：）澆注溫度： 澆注溫度越高，過(guò)熱度越大，液態(tài)收縮量越大，故總澆注溫度越高，過(guò)熱度越大，液態(tài)收縮量越大，故總收縮量增加。收縮量增加。 （3）鑄型條件與鑄型結(jié)構(gòu)：）鑄型條件與鑄型結(jié)構(gòu)：鑄型條件與鑄型結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，收縮受阻越鑄型條件與鑄型結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，收縮受阻越嚴(yán)重，故總收縮量減少。嚴(yán)重，故總收縮量減少。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2624 在鑄造的實(shí)際生產(chǎn)中，常采用“高溫出爐，低溫澆注”的原則，為什么？思考思考第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021

20、-12-2625 在鑄造的實(shí)際生產(chǎn)中，常采用“高溫出爐，低溫澆注”的原則，為什么？第二篇第二篇 鑄造鑄造 高溫出爐有利于渣氣上浮、凈化鐵水；澆注溫度越高，充型能力越好，可防止鑄件產(chǎn)生澆不足、冷隔等鑄造缺陷，但澆注溫度過(guò)高，液態(tài)金屬的總收縮量增加，吸氣增多，氧化嚴(yán)重，鑄件容易產(chǎn)生縮孔、縮松、粘砂、氣孔、粗晶等缺陷，因此，在保證足夠流動(dòng)性的前提下盡量降低澆注溫度。思考思考金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2626三三. .縮孔的形成縮孔的形成 1) 縮孔的定義：縮孔的定義：液態(tài)金屬在冷凝過(guò)程中，若其液態(tài)收縮液態(tài)金屬在冷凝過(guò)程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所和凝固收縮所縮減的容積得不到補(bǔ)充

21、縮減的容積得不到補(bǔ)充，則在鑄件，則在鑄件最后凝固的部最后凝固的部位位形成形成大而集中的孔洞大而集中的孔洞稱為稱為縮孔縮孔。 2) 縮孔的形成條件：縮孔的形成條件：鑄件呈鑄件呈逐層凝固逐層凝固方式凝固方式凝固。 3 ) 易形成縮孔的金屬：易形成縮孔的金屬：純金屬、共晶成分和凝固溫度范圍純金屬、共晶成分和凝固溫度范圍窄的合金窄的合金。第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2627四四. .縮松的形成縮松的形成第二篇第二篇 鑄造鑄造 1) 縮松的定義：縮松的定義：液態(tài)金屬在冷凝過(guò)程中，若其液態(tài)收縮和液態(tài)金屬在冷凝過(guò)程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所凝固收縮所縮減的容積得不

22、到補(bǔ)充縮減的容積得不到補(bǔ)充，則在鑄件，則在鑄件最后凝固的部位最后凝固的部位形成形成細(xì)小而分散的孔洞細(xì)小而分散的孔洞稱為稱為縮松縮松。 2) 縮松的形成條件：鑄件呈縮松的形成條件：鑄件呈糊狀凝固糊狀凝固方式凝固。方式凝固。 3) 易形成縮松的金屬：易形成縮松的金屬：非共晶成分或有較寬結(jié)晶溫度范圍非共晶成分或有較寬結(jié)晶溫度范圍的合金的合金。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2628第二篇第二篇 鑄造鑄造五五. .影響縮孔和縮松形成的因素影響縮孔和縮松形成的因素 合金成分合金成分 澆注條件澆注條件 鑄型材料鑄型材料 鑄件結(jié)構(gòu)鑄件結(jié)構(gòu)金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-262

23、9第二篇第二篇 鑄造鑄造1）合金成分）合金成分2）澆注條件）澆注條件 （1）提高澆注溫度，使合金的總收縮量增大，縮孔傾向增加。）提高澆注溫度，使合金的總收縮量增大，縮孔傾向增加。 （2）降低澆注速度或向冒口中不斷補(bǔ)澆高溫合金液，使鑄件）降低澆注速度或向冒口中不斷補(bǔ)澆高溫合金液，使鑄件補(bǔ)縮，使得合金的總收縮量減小，縮孔容積減小。補(bǔ)縮，使得合金的總收縮量減小，縮孔容積減小。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2630第二篇第二篇 鑄造鑄造3）鑄型材料）鑄型材料 鑄型材料的冷卻能力強(qiáng)，縮松傾向減少。鑄型材料的冷卻能力強(qiáng)，縮松傾向減少。4）鑄件結(jié)構(gòu)）鑄件結(jié)構(gòu) 鑄件結(jié)構(gòu)與形成縮孔、縮松的關(guān)系

24、極大。鑄件結(jié)構(gòu)與形成縮孔、縮松的關(guān)系極大?？s孔易出現(xiàn)的部位縮孔易出現(xiàn)的部位:鑄件最后凝固區(qū)，鑄件最后凝固區(qū)，如壁厚較大的上部或如壁厚較大的上部或鑄件兩壁相交處，這些地方稱為鑄件兩壁相交處，這些地方稱為熱節(jié)處熱節(jié)處（用（用畫內(nèi)切圓法畫內(nèi)切圓法確定）。確定）。縮松易出現(xiàn)的部位縮松易出現(xiàn)的部位:鑄件壁的軸線區(qū)域、冒口根部、熱節(jié)處鑄件壁的軸線區(qū)域、冒口根部、熱節(jié)處，也常出現(xiàn)在集中縮孔的下方。也常出現(xiàn)在集中縮孔的下方。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2631六、縮孔和縮松的防止六、縮孔和縮松的防止第二篇第二篇 鑄造鑄造（1）控制鑄件的凝固過(guò)程）控制鑄件的凝固過(guò)程u 順序凝固原則順序凝固原

25、則u同時(shí)凝固原則同時(shí)凝固原則（2）合理采用冒口、冷鐵等工藝措施）合理采用冒口、冷鐵等工藝措施金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2632順序凝固原則順序凝固原則第二篇第二篇 鑄造鑄造 順序凝固原則順序凝固原則：使鑄件上遠(yuǎn)離冒口的部分到冒口之間建立：使鑄件上遠(yuǎn)離冒口的部分到冒口之間建立一一逐漸遞增的溫度梯度逐漸遞增的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)離冒口的部分向冒口的，從而實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)離冒口的部分向冒口的方向順序地凝固，這樣鑄件上每部分的方向順序地凝固，這樣鑄件上每部分的收縮收縮都能得到都能得到稍后凝固稍后凝固部分合金液的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)以厚補(bǔ)薄部分合金液的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)以厚補(bǔ)薄，將縮孔轉(zhuǎn)移到冒口中去。，將

26、縮孔轉(zhuǎn)移到冒口中去。優(yōu)點(diǎn)：冒口補(bǔ)縮作用好；缺點(diǎn)：1. 鑄件各部分冷卻速度不一致，易產(chǎn)生鑄造應(yīng)力、變形及裂紋等缺陷；2. 增加金屬的消耗和切割冒口的工作量；金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2633第二篇第二篇 鑄造鑄造同時(shí)凝固原則同時(shí)凝固原則 同時(shí)凝固原則同時(shí)凝固原則：使鑄件：使鑄件各部分的冷卻速度盡量相等各部分的冷卻速度盡量相等，以達(dá)，以達(dá)到鑄件各部分幾乎同時(shí)凝固完結(jié)。到鑄件各部分幾乎同時(shí)凝固完結(jié)。 同時(shí)凝固方法同時(shí)凝固方法：把：把內(nèi)澆口開設(shè)在鑄件的薄壁處內(nèi)澆口開設(shè)在鑄件的薄壁處以減緩冷卻以減緩冷卻速度，而速度，而在厚壁處放置冷鐵在厚壁處放置冷鐵以加快其冷卻速度。以加快其冷卻速

27、度。優(yōu)點(diǎn)：1.不易產(chǎn)生鑄造應(yīng)力、變形及裂紋等缺陷；2.不必設(shè)置冒口，既簡(jiǎn)化工藝，又節(jié)省材料。缺點(diǎn)：使鑄件中心區(qū)域出現(xiàn)縮松，影響鑄件致密性。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2634順序凝固原則：適用于收縮較大的合金順序凝固原則：適用于收縮較大的合金 （鑄鋼、可鍛鑄鐵、（鑄鋼、可鍛鑄鐵、 黃銅）；壁厚有較大懸殊或有熱節(jié)存在；要求氣密性高的黃銅）；壁厚有較大懸殊或有熱節(jié)存在；要求氣密性高的鑄件；鑄件；同時(shí)凝固原則：適用于收縮較小的合金（碳、硅含量較高的灰同時(shí)凝固原則：適用于收縮較小的合金（碳、硅含量較高的灰口鑄鐵和球墨鑄鐵等）；也用于結(jié)晶范圍不大、不易實(shí)現(xiàn)口鑄鐵和球墨鑄鐵等）；也用于

28、結(jié)晶范圍不大、不易實(shí)現(xiàn)冒口補(bǔ)縮、對(duì)氣密性要求不高的錫青銅鑄件；壁厚均勻的冒口補(bǔ)縮、對(duì)氣密性要求不高的錫青銅鑄件；壁厚均勻的薄壁鑄件。薄壁鑄件。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2635合理采用冒口、冷鐵等工藝措施合理采用冒口、冷鐵等工藝措施第二篇第二篇 鑄造鑄造 1. 孤立的熱節(jié)用冷鐵加速冷卻（同時(shí)凝固原則）； 2. 厚實(shí)部分用冒口補(bǔ)償（順序凝固原則）。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2636第二篇第二篇 鑄造鑄造 鑄件在凝固以后的繼續(xù)冷卻過(guò)程中，其固態(tài)收縮受到阻鑄件在凝固以后的繼續(xù)冷卻過(guò)程中，其固態(tài)收縮受到阻礙，鑄件內(nèi)部即將產(chǎn)生礙，鑄件內(nèi)部即將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，稱為鑄

29、造應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力，稱為鑄造應(yīng)力。 內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力熱應(yīng)力熱應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力變形變形裂紋裂紋由于鑄件壁厚不均勻，各部分的冷卻速由于鑄件壁厚不均勻，各部分的冷卻速度也不相同，以致在同一時(shí)間內(nèi)，鑄件度也不相同，以致在同一時(shí)間內(nèi)，鑄件各部分的收縮不一致而造成鑄件內(nèi)部產(chǎn)各部分的收縮不一致而造成鑄件內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力。生的應(yīng)力。鑄件冷卻到彈性狀態(tài)以后，由于受到鑄件冷卻到彈性狀態(tài)以后，由于受到鑄型、型芯、澆冒口、砂箱等得機(jī)械鑄型、型芯、澆冒口、砂箱等得機(jī)械阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。殘余熱應(yīng)力的存在，使鑄件處在一種非穩(wěn)定殘余熱應(yīng)力的存在，使鑄件處在一種非穩(wěn)定狀態(tài)，將自發(fā)地通過(guò)鑄件的變形來(lái)緩解其應(yīng)狀態(tài)，將自發(fā)

30、地通過(guò)鑄件的變形來(lái)緩解其應(yīng)力，以回到穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。力，以回到穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。當(dāng)熱應(yīng)力大到一定程度會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋。當(dāng)熱應(yīng)力大到一定程度會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2637第二篇第二篇 鑄造鑄造一、鑄造應(yīng)力一、鑄造應(yīng)力1 1、熱應(yīng)力的形成過(guò)程、熱應(yīng)力的形成過(guò)程第一階段第一階段，兩者都塑性變形，無(wú)熱應(yīng)力；，兩者都塑性變形，無(wú)熱應(yīng)力；第二階段第二階段，一塑性，一彈性，仍無(wú)熱應(yīng)力；，一塑性，一彈性，仍無(wú)熱應(yīng)力；第三階段第三階段，兩者均彈性變形，兩者均彈性變形，冷卻慢的受拉，快的受壓。冷卻慢的受拉，快的受壓。 （1） 殘留熱應(yīng)力和殘留熱應(yīng)力和合金的彈性模量、線收縮合金

31、的彈性模量、線收縮系數(shù)、鑄件各部分壁厚差系數(shù)、鑄件各部分壁厚差別及溫度差成正比。別及溫度差成正比。 （2）壁厚差別大且按）壁厚差別大且按順序凝固原則凝固的鑄件順序凝固原則凝固的鑄件易形成熱應(yīng)力。易形成熱應(yīng)力。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2638第二篇第二篇 鑄造鑄造2 2、機(jī)械應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力 鑄件冷卻到彈性狀態(tài)以后，由于受到鑄型、型芯、鑄件冷卻到彈性狀態(tài)以后，由于受到鑄型、型芯、澆冒系統(tǒng)的機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。澆冒系統(tǒng)的機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力是暫時(shí)應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力是暫時(shí)應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致形成裂紋，應(yīng)適機(jī)械應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致形成裂紋，應(yīng)適時(shí)開箱加以解決時(shí)開箱加以解決。金屬

32、工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2639第二篇第二篇 鑄造鑄造3.3.減小和消除減小和消除鑄造應(yīng)力的鑄造應(yīng)力的方法方法（1）鑄造工藝）鑄造工藝：使鑄件的凝固過(guò)程符合同時(shí)凝固原則；：使鑄件的凝固過(guò)程符合同時(shí)凝固原則；（2）造型工藝）造型工藝： 改善鑄型、型芯的退讓性，合理設(shè)置澆、改善鑄型、型芯的退讓性，合理設(shè)置澆、 冒口；冒口；（3）鑄件結(jié)構(gòu)）鑄件結(jié)構(gòu)： 避免牽制收縮的結(jié)構(gòu)，使鑄件各部分能自由收縮，如避免牽制收縮的結(jié)構(gòu)，使鑄件各部分能自由收縮，如壁厚均勻，熱節(jié)小而分散；壁厚均勻，熱節(jié)小而分散；（4）去應(yīng)力退火）去應(yīng)力退火。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2640第二篇

33、第二篇 鑄造鑄造二、鑄件的變形二、鑄件的變形產(chǎn)生原因：鑄件內(nèi)部有殘留應(yīng)力。受拉內(nèi)應(yīng)力的部位趨于變短。產(chǎn)生原因：鑄件內(nèi)部有殘留應(yīng)力。受拉內(nèi)應(yīng)力的部位趨于變短。結(jié)論：結(jié)論： （粗短（內(nèi)?。┘?xì)長(zhǎng)（外?。ù侄蹋▋?nèi)?。┘?xì)長(zhǎng)（外?。?）厚部（粗）、心部受拉應(yīng)力，出現(xiàn)內(nèi)凹變形。厚部（粗）、心部受拉應(yīng)力，出現(xiàn)內(nèi)凹變形。薄部薄部（細(xì)）（細(xì)）、表面受壓應(yīng)力，出現(xiàn)外凸變形。、表面受壓應(yīng)力，出現(xiàn)外凸變形。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2641第二篇第二篇 鑄造鑄造防止變形的方法：防止變形的方法：1）減小鑄造應(yīng)力的所有方法減小鑄造應(yīng)力的所有方法；2）采用反變形法。采用反變形法。反變形法金屬工藝學(xué)第二

34、篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2642第二篇第二篇 鑄造鑄造三、鑄件的裂紋與防止三、鑄件的裂紋與防止產(chǎn)生原因：當(dāng)鑄造內(nèi)應(yīng)力超過(guò)金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，將產(chǎn)生裂紋。產(chǎn)生原因：當(dāng)鑄造內(nèi)應(yīng)力超過(guò)金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，將產(chǎn)生裂紋。1 1 熱裂熱裂 熱裂的形狀特征是熱裂的形狀特征是：裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)：裂紋短、縫隙寬、形狀曲折、縫內(nèi)呈氧化色。呈氧化色。 熱裂的防止熱裂的防止： 應(yīng)盡量選擇凝固溫度范圍小，熱裂傾向小的合金。應(yīng)盡量選擇凝固溫度范圍小，熱裂傾向小的合金。 應(yīng)提高鑄型和型芯的退讓性，以減小機(jī)械應(yīng)力。應(yīng)提高鑄型和型芯的退讓性，以減小機(jī)械應(yīng)力。 對(duì)于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴(yán)格控制硫的含量，對(duì)于鑄

35、鋼件和鑄鐵件，必須嚴(yán)格控制硫的含量， 防止熱脆性。防止熱脆性。 金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-26432 2 冷裂冷裂 冷裂的特征是冷裂的特征是：裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，縫內(nèi)有金屬：裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，縫內(nèi)有金屬光澤或輕微氧化色。光澤或輕微氧化色。 冷裂的防止：冷裂的防止：1 1）使鑄件壁厚盡可能均勻；）使鑄件壁厚盡可能均勻；2 2）采用同時(shí)凝固的原則；）采用同時(shí)凝固的原則；3 3）對(duì)于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴(yán)格控制磷的）對(duì)于鑄鋼件和鑄鐵件，必須嚴(yán)格控制磷的 含量，防止冷脆性。含量，防止冷脆性。 金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2644合金工藝性能合金工藝性

36、能充充 型型 能能 力力凝凝 固固 方方 式式應(yīng)力與變形應(yīng)力與變形流動(dòng)性流動(dòng)性澆注條件澆注條件鑄型條件鑄型條件逐層凝固逐層凝固糊狀凝固糊狀凝固中間凝固中間凝固收收 縮縮 性性 能能液態(tài)收縮液態(tài)收縮凝固收縮凝固收縮固態(tài)收縮固態(tài)收縮金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2645第二篇第二篇 鑄造鑄造第六章第六章 常用合金鑄件的生產(chǎn)常用合金鑄件的生產(chǎn)第一節(jié)第一節(jié) 鑄鐵件生產(chǎn)鑄鐵件生產(chǎn) 鑄鐵是含碳量大于2.11%（通常為2.5%-4.0%）的鐵碳合金。3.3.麻口鑄鐵：麻口鑄鐵：碳一部分以Fe3C的形式存在，另以石墨形式存在，是白口和灰口之間的過(guò)渡組織，因斷口處有黑白相間的麻點(diǎn)，故而得名。性

37、能介于白口鑄鐵和灰口鑄鐵之間，既難加工，又無(wú)特殊優(yōu)點(diǎn)，故一般很少應(yīng)用。 1.1.白口鑄鐵白口鑄鐵：碳大部分以Fe3C的形式存在，斷口呈銀色。 由于白口鑄鐵中存在大量硬而脆的Fe3C ，故其性能非常硬而脆，不能切削加工，主要用于煉鋼的原料或制作可鍛鑄鐵的毛坯。2.2.灰口鑄鐵灰口鑄鐵：碳大部或全部以石墨形式存在，斷口呈暗灰色。 根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式【滲碳體（化合碳）和石墨（游離碳）】不同，鑄鐵可分為：金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2646 (1)普通灰口鑄鐵 石墨呈片狀，強(qiáng)度低，塑性差，但鑄造性能好，在鑄鐵材料中應(yīng)用最廣泛。 (2)可鍛鑄鐵 石墨呈團(tuán)絮狀，因有較高的塑性和韌

38、性而得名，其實(shí)是不可鍛的。主要用于受沖主要用于受沖擊和振動(dòng)的薄壁小件擊和振動(dòng)的薄壁小件。 （3）球墨鑄鐵 石墨呈球狀。其強(qiáng)度、塑性均比可鍛鑄鐵高，抗拉強(qiáng)度甚至高于碳鋼，是一種高性能的鑄鐵材料。主要用于受力復(fù)雜的重要零件，主要用于受力復(fù)雜的重要零件，可代替可鍛鑄鐵和部分碳鋼件?？纱婵慑戣T鐵和部分碳鋼件。 （4）蠕墨鑄鐵 石墨呈蠕蟲狀，這種石墨形態(tài)介于片狀石墨和球狀石墨之間。因而蠕墨鑄鐵同時(shí)具有片狀灰口鑄鐵及球墨鑄鐵的性能特點(diǎn)，主要應(yīng)主要應(yīng)用于經(jīng)受熱循環(huán)載荷的鑄件及結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強(qiáng)度要求較高的鑄件用于經(jīng)受熱循環(huán)載荷的鑄件及結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強(qiáng)度要求較高的鑄件。 根據(jù)鑄鐵中根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)石墨形態(tài)及及結(jié)晶生

39、長(zhǎng)過(guò)程結(jié)晶生長(zhǎng)過(guò)程的不同，灰口鑄鐵又可分為：的不同，灰口鑄鐵又可分為：金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2647 鑄鐵之所以用得如此廣泛鑄鐵之所以用得如此廣泛, ,是因?yàn)槭拇嬖?，石是因?yàn)槭拇嬖?，石墨的存在，使鑄鐵具有鑄鋼所不具備的性能。墨的存在，使鑄鐵具有鑄鋼所不具備的性能。鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)鑄鐵的優(yōu)點(diǎn) 良好的鑄造性能，如流動(dòng)性好、收縮小良好的鑄造性能，如流動(dòng)性好、收縮小 良好的切削加工性能；良好的切削加工性能； 高的耐磨性；高的耐磨性； 良好的吸振緩沖性能；良好的吸振緩沖性能； 低的缺口敏感性能。低的缺口敏感性能。第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-

40、12-2648 石墨片越圓整、越細(xì)小、分布越均勻?qū)w石墨片越圓整、越細(xì)小、分布越均勻?qū)w 割裂作用越小。割裂作用越小。第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2649 碳以石墨的形式析出的過(guò)程。碳以石墨的形式析出的過(guò)程。 通常視石墨化過(guò)程充分通常視石墨化過(guò)程充分與否，會(huì)得到不同基體的鑄鐵組織。與否，會(huì)得到不同基體的鑄鐵組織。鑄鐵的基體通常有：鑄鐵的基體通常有： 鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵 鐵素體鐵素體珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵 珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵影響石墨化的因素影響石墨化的因素1 1、化學(xué)成分、化學(xué)成分 C C是形成石墨的元素，是形成石墨的元素，

41、SiSi是促進(jìn)形成石墨的元素，是促進(jìn)形成石墨的元素，通常通常C%C%、Si%Si%越高，越容易越高，越容易石墨化。石墨化。第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2650在實(shí)際生產(chǎn)中，一般是根據(jù)鑄件的壁厚（主要部位的壁厚），在實(shí)際生產(chǎn)中，一般是根據(jù)鑄件的壁厚（主要部位的壁厚），選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分（主要指碳、硅），以獲得所需要的組選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分（主要指碳、硅），以獲得所需要的組織。織。由此可知：隨著壁厚的增加，石墨片的數(shù)量和尺由此可知：隨著壁厚的增加，石墨片的數(shù)量和尺寸都增大，鑄鐵強(qiáng)度、硬度反而下降。這一現(xiàn)象寸都增大，鑄鐵強(qiáng)度、硬度反而下降。這一現(xiàn)象稱為壁厚（對(duì)

42、力學(xué)性能的）敏感性。稱為壁厚（對(duì)力學(xué)性能的）敏感性。1 1）鑄型材料）鑄型材料2 2）鑄件壁厚）鑄件壁厚 鑄件壁愈厚，冷卻速度愈慢，則石墨化傾向愈鑄件壁愈厚，冷卻速度愈慢，則石墨化傾向愈大，愈易得到粗大的石墨片和鐵素體基體。大，愈易得到粗大的石墨片和鐵素體基體。第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2651鑄鐵壁厚（鑄鐵壁厚（mm）102030405060704.05.06.07.0（wC+wSi）%白白口口鑄鑄鐵鐵麻麻口口鑄鑄鐵鐵灰口鑄鐵灰口鑄鐵白口鑄鐵：白口鑄鐵：灰口鑄鐵：灰口鑄鐵：麻口鑄鐵：麻口鑄鐵：珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵珠光體珠光體+ +鐵素體灰口

43、鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵P+Fe3C+LeP+Fe3C+G+Le珠光體灰口鑄鐵：珠光體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：珠光體珠光體+鐵素體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：P+G片片P+F+G片片F(xiàn)+G片片第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-26521 1、普通灰口鑄鐵件、普通灰口鑄鐵件基體基體：F F、P P、F+PF+P生產(chǎn)生產(chǎn)：鐵水熔煉好后直接澆鑄：鐵水熔煉好后直接澆鑄牌號(hào)牌號(hào)：HTXXXHTXXXHTHT: : 表示灰口鑄鐵中文拼音的代號(hào)表示灰口鑄鐵中文拼音的代號(hào) XXXXXX: : 三位數(shù)字表示最抵抗拉強(qiáng)度三位數(shù)字表示最抵抗拉

44、強(qiáng)度(MPa(MPa) )石墨形態(tài)石墨形態(tài)：片狀：片狀1 1）灰口鑄鐵牌號(hào)為什么不用含碳量多少表）灰口鑄鐵牌號(hào)為什么不用含碳量多少表示，而用力學(xué)性能表示？示，而用力學(xué)性能表示？2 2）有一鑄件當(dāng)其強(qiáng)度不夠時(shí)，可否通過(guò)增）有一鑄件當(dāng)其強(qiáng)度不夠時(shí)，可否通過(guò)增大截面解決？大截面解決？思考思考第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-26531 1）灰口鑄鐵牌號(hào)為什么不用含碳量多少表）灰口鑄鐵牌號(hào)為什么不用含碳量多少表示，而用力學(xué)性能表示？示，而用力學(xué)性能表示？ 相同化學(xué)成分的鑄鐵，若冷卻速度不相同化學(xué)成分的鑄鐵，若冷卻速度不同，其組織和性能也不相同。同，其組織和性能也不相

45、同。2 2）有一鑄件當(dāng)其強(qiáng)度不夠時(shí)，可否通過(guò)增）有一鑄件當(dāng)其強(qiáng)度不夠時(shí)，可否通過(guò)增大截面解決？大截面解決？ 不能，截面積越大，冷卻速度越慢，得不能，截面積越大，冷卻速度越慢，得到的組織越大（石墨也大），強(qiáng)度反而降到的組織越大（石墨也大），強(qiáng)度反而降低。低。思考思考第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-26542 2、灰口鑄鐵的孕育處理、灰口鑄鐵的孕育處理 孕育處理孕育處理 熔煉出相當(dāng)于白口或麻口組織的低碳、低硅的高溫熔煉出相當(dāng)于白口或麻口組織的低碳、低硅的高溫鐵水，向鐵水中沖入細(xì)顆粒的鐵水，向鐵水中沖入細(xì)顆粒的孕育劑（促進(jìn)石墨化元素）孕育劑（促進(jìn)石墨化元素），孕

46、育劑，孕育劑在鐵水中形成大量彌散的石墨結(jié)晶核心，使石墨化作用驟然提高，在鐵水中形成大量彌散的石墨結(jié)晶核心，使石墨化作用驟然提高，從而得到在從而得到在細(xì)晶粒珠光體細(xì)晶粒珠光體上均勻分布上均勻分布細(xì)片狀石墨細(xì)片狀石墨的組織。的組織。 孕育鑄鐵孕育鑄鐵的性能：的性能：強(qiáng)度和硬度明顯提高，耐磨性好，組織和性能均勻，壁厚敏感性小，同一截面上力學(xué)性能的均一性好。冷卻速度對(duì)其組織和性能的影響很小。冷卻速度對(duì)其組織和性能的影響很小。第二篇第二篇 鑄造鑄造孕育劑：含硅孕育劑：含硅75%75%的硅鐵，加入量為鐵的硅鐵，加入量為鐵水重量的水重量的0.25-0.6%0.25-0.6%。 金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄

47、造2021-12-2655孕育鑄鐵孕育鑄鐵適用于靜載荷下，要求較高強(qiáng)度、硬度、耐磨適用于靜載荷下，要求較高強(qiáng)度、硬度、耐磨性或氣密性的鑄件，特別是性或氣密性的鑄件，特別是厚大截面鑄件厚大截面鑄件。如重型機(jī)床。如重型機(jī)床床身，汽缸體、缸套及液壓件等。床身，汽缸體、缸套及液壓件等。 必須指出：必須指出： 孕育鑄鐵原鐵水的碳、硅含量不能太高；孕育鑄鐵原鐵水的碳、硅含量不能太高； 原鐵水出爐溫度不應(yīng)低于原鐵水出爐溫度不應(yīng)低于14001400； 經(jīng)孕育處理后的鐵水必須盡快澆注，以防止孕育作用衰退。經(jīng)孕育處理后的鐵水必須盡快澆注，以防止孕育作用衰退。 3 3、灰口鑄鐵的工藝性能、灰口鑄鐵的工藝性能3 3

48、鍛造性和焊接性差。鍛造性和焊接性差。1 1 良好的鑄造性能。良好的鑄造性能。良好的流動(dòng)性、小的收縮率。良好的流動(dòng)性、小的收縮率。2 2 良好的切削加工性能。良好的切削加工性能。第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2656牌牌 號(hào)號(hào)組織組織 用途舉例用途舉例 HT100HT100F+GF+G片片 蓋、外罩、油盤、手輪、支架、底板、鑲導(dǎo)蓋、外罩、油盤、手輪、支架、底板、鑲導(dǎo)軌的機(jī)床底座等軌的機(jī)床底座等對(duì)強(qiáng)度無(wú)要求對(duì)強(qiáng)度無(wú)要求的零件的零件 HT150HT150F+P+GF+P+G片片底座、床身、與底座、床身、與HT200HT200相配的溜板、工作臺(tái)；相配的溜板、工作

49、臺(tái)；泵殼、容器、法蘭盤泵殼、容器、法蘭盤; ;工作壓力不太大工作壓力不太大的管件的管件 HT200HT200F+P+GF+P+G片片要求要求高的強(qiáng)度高的強(qiáng)度和一定和一定耐蝕能力耐蝕能力的泵殼、容器、的泵殼、容器、塔器、法蘭、硝化塔塔器、法蘭、硝化塔 機(jī)床床身、立柱、平尺、劃線平板、汽缸、機(jī)床床身、立柱、平尺、劃線平板、汽缸、齒輪、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器盤、水平儀框齒輪、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器盤、水平儀框架架 壓力為壓力為80Mpa80Mpa以下的油缸、泵體、閥門以下的油缸、泵體、閥門 HT250HT250P+GP+G片片HT300HT300P P細(xì)細(xì)+G+G細(xì)片細(xì)片床身導(dǎo)軌、車床、沖床等床身導(dǎo)軌、

50、車床、沖床等受力較大受力較大的床身、的床身、機(jī)座、主軸箱、卡盤、齒輪、高壓油缸、水機(jī)座、主軸箱、卡盤、齒輪、高壓油缸、水缸、泵體、閥門、襯套、凸輪、大型發(fā)動(dòng)機(jī)缸、泵體、閥門、襯套、凸輪、大型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、氣缸體、氣缸蓋；冷鐓模、冷沖模曲軸、氣缸體、氣缸蓋；冷鐓模、冷沖模 HT350HT350P P細(xì)細(xì)+G+G細(xì)片細(xì)片第二篇第二篇 鑄造鑄造金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2657可鍛鑄鐵生產(chǎn)：可鍛鑄鐵生產(chǎn)：將將白口鑄鐵坯件白口鑄鐵坯件經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的高溫石墨化退火高溫石墨化退火，使白口鑄鐵中的滲碳體分解，獲得在鐵素體或珠光體的基體使白口鑄鐵中的滲碳體分解，獲得在鐵素體或珠光體的

51、基體分布著分布著團(tuán)絮狀石墨團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。的鑄鐵。黑心可鍛鑄鐵黑心可鍛鑄鐵(KTH, 鐵素體基體鐵素體基體)珠光體可鍛鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵(KTZ) 白心可鍛鑄鐵白心可鍛鑄鐵(KTB，很少用，很少用)種類種類特點(diǎn)：特點(diǎn)：強(qiáng)度高強(qiáng)度高b b=300-400Mpa=300-400Mpa，塑性（，塑性（12%12%）和韌性）和韌性（kk 30J/Cm2) 30J/Cm2)好。好。石墨化退火周期長(zhǎng)，石墨化退火周期長(zhǎng)，40-70h, 40-70h, 鑄件成本高。鑄件成本高。適用于制造承受震動(dòng)和沖擊、形狀復(fù)雜的薄壁小件適用于制造承受震動(dòng)和沖擊、形狀復(fù)雜的薄壁小件。KTH30006 可鐵黑可鐵黑 b b金屬

52、工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2658 牌牌 號(hào)號(hào) 組織組織 用用 途途 舉舉 例例 KTH30006 KTH30006 F+GF+G團(tuán)團(tuán)三通、管件、中壓閥門三通、管件、中壓閥門 KTH33008KTH33008F+GF+G團(tuán)團(tuán) 輸電線路件、汽車、拖拉輸電線路件、汽車、拖拉機(jī)的前后輪殼、差速器殼、機(jī)的前后輪殼、差速器殼、轉(zhuǎn)向節(jié)殼、制動(dòng)器；農(nóng)機(jī)轉(zhuǎn)向節(jié)殼、制動(dòng)器；農(nóng)機(jī)件及冷暖器接頭等。件及冷暖器接頭等。KTH35010KTH35010F+GF+G團(tuán)團(tuán)KTH37012 KTH37012 F+GF+G團(tuán)團(tuán)KTZ45006 KTZ45006 P+ GP+ G團(tuán)團(tuán) 曲軸、凸輪軸、連桿、齒曲軸

53、、凸輪軸、連桿、齒輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、犁片、耙片、閘、萬(wàn)向接犁片、耙片、閘、萬(wàn)向接頭、棘輪、扳手、傳動(dòng)鏈頭、棘輪、扳手、傳動(dòng)鏈條、礦車輪條、礦車輪 KTZ55004 KTZ55004 P+ GP+ G團(tuán)團(tuán)KTZ65002KTZ65002P+ GP+ G團(tuán)團(tuán)KTZ70002 KTZ70002 P+ GP+ G團(tuán)團(tuán)金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2659球墨鑄鐵件的生產(chǎn)：球墨鑄鐵件的生產(chǎn)：向高溫鐵水中加入一定量的向高溫鐵水中加入一定量的球化劑和孕球化劑和孕育劑育劑，直接得到，直接得到球狀石墨球狀石墨的鑄造合金的鑄造合金。球化劑：金屬鎂或稀土鎂（球化劑：金

54、屬鎂或稀土鎂（促使石墨在結(jié)晶時(shí)呈促使石墨在結(jié)晶時(shí)呈球狀球狀析出析出）孕育劑：含孕育劑：含SiSi量為量為75%75%或或95%95%的硅鐵（的硅鐵（促進(jìn)鑄鐵石墨化，防止球促進(jìn)鑄鐵石墨化，防止球化元素所造成的白口傾向化元素所造成的白口傾向 ）球化處理工藝有球化處理工藝有沖入法沖入法和和型內(nèi)球化法型內(nèi)球化法 。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2660球墨鑄鐵件主要特點(diǎn)球墨鑄鐵件主要特點(diǎn)：石墨成球狀，對(duì)基體的割裂作用已降到最低，石墨成球狀，對(duì)基體的割裂作用已降到最低，力學(xué)性能比灰鑄鐵有顯著提高。力學(xué)性能比灰鑄鐵有顯著提高。可通過(guò)熱處理改善金屬基體，進(jìn)一步提高性能。可通過(guò)熱處理改善金屬

55、基體，進(jìn)一步提高性能。這一點(diǎn)與灰鑄鐵不同。這一點(diǎn)與灰鑄鐵不同。球墨鑄鐵較灰鑄鐵易產(chǎn)生球墨鑄鐵較灰鑄鐵易產(chǎn)生縮孔、縮松、縮孔、縮松、皮下氣孔、夾渣等缺陷。皮下氣孔、夾渣等缺陷。石墨析出時(shí)，發(fā)生膨脹，石墨析出時(shí)，發(fā)生膨脹，應(yīng)適當(dāng)應(yīng)適當(dāng)提高鑄型剛度提高鑄型剛度。球墨鑄鐵件球墨鑄鐵件生產(chǎn)中應(yīng)注意的問(wèn)題生產(chǎn)中應(yīng)注意的問(wèn)題控制原鐵液的化學(xué)成分，與一般灰鑄鐵基本相同；控制原鐵液的化學(xué)成分，與一般灰鑄鐵基本相同；具有具有高高C高高Si,中中Mn,低低S、P特點(diǎn)。特點(diǎn)。較高的鐵液溫度，以較高的鐵液溫度，以防止球化處理、孕育處防止球化處理、孕育處理后鐵液溫度過(guò)低，產(chǎn)生澆不足等缺陷理后鐵液溫度過(guò)低，產(chǎn)生澆不足等缺陷

56、球化處理、孕育處理球化處理、孕育處理。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2661 牌牌 號(hào)號(hào) 組織組織 用用 途途 舉舉 例例 QT40017 QT40017 F+G F+G球球汽車、拖拉機(jī)底盤類零件，輪轂、汽車、拖拉機(jī)底盤類零件，輪轂、驅(qū)動(dòng)橋殼、差速器殼、撥叉、中驅(qū)動(dòng)橋殼、差速器殼、撥叉、中低壓閥門、管道。低壓閥門、管道。QT42010QT42010 F+G F+G球球QT50005QT50005 F+P+G F+P+G球球機(jī)座、傳動(dòng)軸、機(jī)車護(hù)瓦等。機(jī)座、傳動(dòng)軸、機(jī)車護(hù)瓦等。QT60002 QT60002 P+G P+G球球曲軸、凸輪軸、連桿、齒曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、搖臂、

57、活塞環(huán)、軸套、汽缸輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、汽缸套、機(jī)床蝸輪、蝸桿等套、機(jī)床蝸輪、蝸桿等 QT70002 QT70002 P+ G P+ G球球QT80002 QT80002 P+ G P+ G球球QT120001QT120001 B B下下+ G+ G球球汽車后橋螺旋錐齒輪、大減速器汽車后橋螺旋錐齒輪、大減速器齒輪、曲軸、凸輪等齒輪、曲軸、凸輪等金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2662蠕墨鑄鐵的性能特點(diǎn)：蠕墨鑄鐵的性能特點(diǎn)：（1 1）力學(xué)性能力學(xué)性能（強(qiáng)度和韌性）比灰鑄鐵高，與鐵素體球墨鑄（強(qiáng)度和韌性）比灰鑄鐵高，與鐵素體球墨鑄 鐵相近。鐵相近。（2 2）壁厚敏感性壁厚敏感性比

58、灰鑄鐵小得多。比灰鑄鐵小得多。（3 3）導(dǎo)熱性和耐疲勞性導(dǎo)熱性和耐疲勞性比球墨鑄鐵高得多，與灰口鑄鐵相近。比球墨鑄鐵高得多，與灰口鑄鐵相近。（4 4）耐磨性耐磨性比灰口鑄鐵好，為比灰口鑄鐵好，為HT300HT300的的2.22.2倍以上。倍以上。蠕墨鑄鐵主要用來(lái)蠕墨鑄鐵主要用來(lái)代替代替高強(qiáng)度灰鑄鐵、合金鑄鐵、鐵素體球高強(qiáng)度灰鑄鐵、合金鑄鐵、鐵素體球墨鑄鐵和鐵素體可鍛鑄鐵生產(chǎn)復(fù)雜的大型鑄件。墨鑄鐵和鐵素體可鍛鑄鐵生產(chǎn)復(fù)雜的大型鑄件。如大型柴油如大型柴油機(jī)機(jī)體、大型機(jī)床立柱等，更適合制造在熱循環(huán)作用下工作機(jī)機(jī)體、大型機(jī)床立柱等，更適合制造在熱循環(huán)作用下工作的零件，如大型柴油機(jī)汽缸蓋、排汽管、制動(dòng)盤

59、、鋼錠模及的零件，如大型柴油機(jī)汽缸蓋、排汽管、制動(dòng)盤、鋼錠模及金屬型等金屬型等（6 6）工藝性能工藝性能良好，鑄造性能近于灰口鑄鐵，切削加工性能近于球墨鑄鐵。良好，鑄造性能近于灰口鑄鐵，切削加工性能近于球墨鑄鐵。（5 5）減振性減振性比球墨鑄鐵高，但比灰口鑄鐵低。比球墨鑄鐵高，但比灰口鑄鐵低。金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2663牌號(hào)牌號(hào)組織組織用用 途途 舉舉 例例 RT260RT260 F+G F+G蠕蠕汽車、拖拉機(jī)底盤類零件、驅(qū)汽車、拖拉機(jī)底盤類零件、驅(qū)動(dòng)橋殼、閥體等動(dòng)橋殼、閥體等RT300RT300 F+P+G F+P+G蠕蠕 排氣管、變速箱體、汽缸蓋、排氣管、變速箱

60、體、汽缸蓋、紡織零件、液壓件等紡織零件、液壓件等 RT340RT340 F+P+G F+P+G蠕蠕重型機(jī)床件、大型齒輪箱體、重型機(jī)床件、大型齒輪箱體、蓋、剎車鼓、玻璃模具、飛輪蓋、剎車鼓、玻璃模具、飛輪等等RT380RT380 P+G P+G蠕蠕 活塞環(huán)、氣缸套、制動(dòng)盤、?；钊h(huán)、氣缸套、制動(dòng)盤、玻璃模具、剎車鼓、鋼珠研磨盤璃模具、剎車鼓、鋼珠研磨盤吸泥泵體等吸泥泵體等 RT420RT420 P+ G P+ G蠕蠕金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造鑄造2021-12-2664煉鐵生產(chǎn)煉鐵生產(chǎn)1 1、沖天爐、沖天爐2 2、電弧爐熔煉、電弧爐熔煉3 3、坩鍋爐熔煉、坩鍋爐熔煉金屬工藝學(xué)第二篇第二篇 鑄造