鑄造合金及其熔煉完整版副本

1、鑄造合金及其熔煉要點(diǎn)一鑄鐵1. 鑄件模數(shù)：2. 可鍛鑄鐵回火脆性答：對鑄鐵金相組織起主要決定的元素 鑄鐵收縮： 、 、 3. 影響沖天爐鐵液澆注溫度的因素答：生成球墨的倆個(gè)必要條件： 。4. 鑄鐵球墨化的種類和方法答：鎂作為球化劑的球化處理方法： 稀土鎂合金球化劑處理方法： 5. 球鐵牌號與基體答：復(fù)合蠕化劑： 6. 冷硬鑄鐵分類： 、 7. 可鍛鑄鐵生產(chǎn)：8. 耐熱鑄鐵分類： 9. 衡量灰鑄鐵冶金質(zhì)量系數(shù)答： 品質(zhì)系數(shù) 10. 了解石墨形態(tài)、類型孕育處理：沖天爐焦炭燃燒過程答：沖天爐焦炭層燃燒產(chǎn)物成分變化規(guī)律答：沖天爐鐵液含碳變化的原因答：增大灰鑄鐵共晶過冷度的元素 11. Fe-C-Si三

2、元相圖高碳相的存在形式 ： 12. Fe-G-Si準(zhǔn)二元相圖中Si的作用答：影響鑄鐵鑄態(tài)組織的因素答：一般鑄鐵組織形成過程中關(guān)鍵性問題答：沖天爐爐氣成分溫度沿高度變化的曲線圖，個(gè)區(qū)域熱交換特點(diǎn)（P146 圖5-6）答：強(qiáng)碳化物形成元素 ： 等13. A枝晶間殘留液體成分特點(diǎn)： 14. 爐前鐵液成分檢測方法 15. 鑄鐵一次結(jié)晶過程包括 和 答：爐外脫硫法有哪幾種方法（P165167）答： 2 鑄鋼1. 煉鋼過程氧化期的任務(wù)是 ： 2. 碳鋼中危害最大的氣體： 3.4. 沉淀脫氧:5. 富氧送風(fēng)：6. 鋼液脫碳反應(yīng)答：碳鋼鑄件的熱處理目的 ： 抗磨耐磨不銹鋼的主要元素及作用答： Mn在鑄鋼中的作

3、用答： Cr、Ni不銹鋼鑄態(tài)組織、性能及使用環(huán)境答： 7. 如何獲得不銹鋼全A組織答：鋼液爐外精煉法：8. 感應(yīng)電爐電流頻率與坩堝直徑的關(guān)系答： 9. 合金元素對低合金碳鋼流動(dòng)性的影響答：什么是感應(yīng)電爐熔煉： 10. 鋼中B元素的作用答：水韌處理答：酸性爐襯電弧爐煉鋼特點(diǎn)答：優(yōu)點(diǎn)：爐襯壽命較長；冶煉時(shí)間較短；鋼液中的氣體和夾雜物較少。缺點(diǎn)：不能脫磷和脫硫，因此必須使用低磷低硫的爐料。酸性爐可用來冶煉碳鋼、低合金鋼和某些高合金鋼，但不適于高錳鋼（MnO為堿性氧化物，會侵蝕酸性爐襯）。11. 有利于鋼液脫P(yáng)的爐渣特性： 高堿度、強(qiáng)氧化性、粘度小。12. 鑄造碳鋼正常的適用溫度范圍： -404001

4、3. 高M(jìn)n鋼的鑄造工藝特點(diǎn)答：流動(dòng)性：高錳鋼的導(dǎo)熱性差，鋼液凝固慢，流動(dòng)性良好，適于澆注薄壁鑄件和結(jié)構(gòu)復(fù) 雜的鑄件；熱裂傾向：高錳鋼鑄件線收縮大，且高溫強(qiáng)度低，熱裂傾向大，容易發(fā)生熱裂。因此 應(yīng)注意加強(qiáng)鑄型和型芯的容讓性，以及其他有助于防止熱裂的工藝措施；應(yīng)力：由于高錳鋼的導(dǎo)熱性差，故鑄件中產(chǎn)生的熱應(yīng)力比碳鋼大，特別是鑄態(tài)下，由 于剛的強(qiáng)度較低，容易導(dǎo)致鑄件開裂。因此高錳鋼鑄件應(yīng)盡量少用冒口，在可能的條 件下，盡量采用使鑄件達(dá)到同時(shí)凝固的工藝方案，竹簡上的局部熱解可用外冷鐵激冷， 必須用冒口時(shí)，可采用易割冒口；粘砂：高錳鋼鋼液中含有較多的氧化錳（MnO），這種氧化物屬堿性，采用硅砂作為 造型

5、材料時(shí)，容易產(chǎn)生化學(xué)粘砂。為了避免粘砂，宜采用堿性的或中性的耐火材料作 鑄型和型芯的表面涂料，對于小鑄件，可采用濕砂型鑄造，由于鋼液量少，鑄件很快 凝殼，故不易形成粘砂。14. 感應(yīng)電爐常見煉鋼方法： 有芯感應(yīng)電爐煉鋼、無芯感應(yīng)電爐煉鋼、真空感應(yīng)電爐煉鋼。15. 國內(nèi)外鑄鋼生產(chǎn)常用的爐外精煉技術(shù) 答：氬氧脫碳精煉（AOD）法、真空氬氧脫碳精煉（VOD）法、真空氬氧脫碳轉(zhuǎn)爐（VODC）法3、 有色金屬1. 鋁液吸附原理答：依靠精煉劑產(chǎn)生吸附氧化夾雜的作用同時(shí)清除氧化夾雜及表面依附的氫氣，達(dá)到凈化鋁 液的作用。2. Al-Si合金雙重變質(zhì)：在Al-Si共晶、過共晶合金中同時(shí)加入Re和P、能同時(shí)細(xì)化

6、初晶硅和 共晶硅，稱為“雙重變質(zhì)”。3.鑄鋁熱處理答：T1人工時(shí)效 T2退火 T4固溶T5固溶+不完全人工時(shí)效 T6固溶+完全人工時(shí)效T7固溶+穩(wěn)定回火 T8固溶+穩(wěn)定回火4.H與鋁液熔煉的關(guān)系答：H能夠大量的溶解在鋁液中，鋁液中氫的主要來源于鋁液與爐氣中水汽的反應(yīng)，而鋁液中的氣體主要都是H。鋁液中含有大量的氣體會造成針孔、皮下氣孔、單個(gè)大氣孔等鑄件缺陷。5鋁合金熔劑精煉法及對熔劑要求答：溶劑法的機(jī)理在于通過吸附、溶解鋁液中的氧化夾雜及吸附其上的氫，上浮至液面進(jìn)入 熔渣中，達(dá)到除渣除氣的目的。 對熔劑的要求： 不與鋁液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不相互溶解； 熔點(diǎn)低于精煉溫度、流動(dòng)性好，容易在鋁液表面形成

7、連續(xù)的覆蓋層保護(hù)鋁 液，最好熔高于澆注溫度，便于扒渣清除； 能吸附、溶解、破碎Al2O3雜質(zhì)； 來源豐富，價(jià)格便宜。6.（Al）粗晶細(xì)化機(jī)理答：異質(zhì)形核。常見的晶粒細(xì)化劑有鈦、硼、鋯及稀土金屬等，以中間合金或鹽類形式加入鋁液中，形成的化學(xué)產(chǎn)物等，均起到晶粒細(xì)化作用。7.鋁合金的氣體精煉工藝對比答：通氮精煉：氮?dú)馀谥荒芪朐奖旧砣莘e的0.1倍的氫，因此通氮精煉效果不明顯。工業(yè)上用氮?dú)馄恐型ǔ：形⒘垦鯕?，通氮時(shí)將生成氧化鋁，降低除氣效果。如果氮?dú)馄恐泻兴?，則危害更大，必須進(jìn)行嚴(yán)格脫水處理。通氬精煉：工業(yè)用氬氣瓶中含氧量較低，通氬精煉時(shí)，較重的氬氣富集在鋁熔池表面，能保護(hù)鋁液防止和爐氣反應(yīng)，凈

8、化效果好。且氬的價(jià)格便宜，來源豐富，為工廠所樂用。通氯精煉：氯氣不溶于鋁液，但能和鋁液及溶于鋁液內(nèi)的氫產(chǎn)生劇烈反應(yīng)生成的HCl和AlCl3都呈氣態(tài)，且不溶于鋁液，和未參加反應(yīng)的氯均能起精煉作用，凈化效果比通氮、氬效果明顯。通氯凈化效果雖好，但是有毒，且通氯設(shè)備較為復(fù)雜，泄露的氯氣嚴(yán)重腐蝕廠房、設(shè)備。其次，通氯后引起合金的晶粒粗大，降低力學(xué)性能，故生產(chǎn)中極少采用。8.雜質(zhì)Fe元素對Al-Si合金組織與性能的影響答：Fe在Al-Si合金中以形式出現(xiàn)，既硬又脆，呈粗大片狀，冷速越小，組織越粗大，削弱鋁基體，使合金變脆，破壞鋁鑄件表面氧化膜的連續(xù)性，降低合金的耐蝕性，不能進(jìn)行表面陽極氧化。9.如何防止

9、Al-Si合金滲Fe答：措施：控制爐料中的含鐵量，采用等級較高的鋁錠； 在坩堝、工具上涂覆涂料； 鋁液避免在鐵介質(zhì)坩堝中長期保溫、跑溫。10.鋁合金熔煉可簡單概括為 防排溶11.鋁合金熔煉原則答：化學(xué)成分符合國家標(biāo)準(zhǔn)，合金液成分均勻；合金液純凈，氣體、氧化夾雜、熔劑夾雜含量低；需要變質(zhì)處理的合金液，變質(zhì)良好。12.鋁合金變質(zhì)處理分類 細(xì)化晶粒處理；共晶體變質(zhì)；改善夾雜相的組織或消除易熔夾雜相。13.錫青銅結(jié)晶特點(diǎn)及改善答：錫青銅的結(jié)晶溫度范圍很寬，凝固速度較緩慢時(shí)，容易形成縮松，導(dǎo)致錫青銅鑄件滲漏。 進(jìn)行均勻化退火后，枝晶消失，能防止鑄件滲漏。 錫青銅呈糊狀凝固，枝晶發(fā)達(dá)，很快就在鑄件內(nèi)形成晶

10、體骨架，開始了線收縮，此時(shí)凝 固層較薄，高溫強(qiáng)度低，因此鑄件容易開裂。 由于錫青銅結(jié)晶溫度范圍寬，枝晶發(fā)達(dá)，反偏析是錫青銅中常見的缺陷。防止反偏析措 施： 放置冷鐵，提高冷卻速度，出現(xiàn)層狀凝固； 調(diào)整化學(xué)成分，如加入鋅，縮小結(jié)晶溫度范圍； 采用有效的精煉除氣措施，減少合金中的含氣量。14.錫青銅中Pb的作用答：Pb的作用有三：鉛以細(xì)小分散的顆粒均勻分布在合金基體上，具有良好的自潤滑作用，能降低摩擦系 數(shù)，提高耐磨性； 在最后凝固階段鉛填補(bǔ)可（Cu）枝晶空隙，有助于消除顯微縮松，提高耐水壓性能；孤立分散的鉛粒破壞了合金基體的連續(xù)性，切削加工時(shí)切削易斷，可改善切削加工性 能。15.鋁青銅的緩冷脆性

11、答：在緩冷條件下，共析分解式的產(chǎn)物相呈網(wǎng)狀在相晶上析出，形成隔離晶體聯(lián)結(jié)的脆性硬殼，使合金發(fā)脆。16.銅合金熔煉的氧化與脫氧答： 銅合金熔煉的氧化：銅合金熔化后，在高溫下容易被爐氣中的氧所氧化，生成氧化亞 銅Cu2O，其熔點(diǎn)為1235。當(dāng)溫度低于熔點(diǎn)時(shí)時(shí)固態(tài)，呈黑色的致密覆蓋膜，對鋼 液有保護(hù)作用。溫度高于Cu2O的熔點(diǎn)時(shí)，呈液態(tài)，對銅液失去保護(hù)作用；Cu2O溶于 銅液中，隨溫度下降，Cu2O與相在1066時(shí)形成+Cu2O共晶體。由于熔點(diǎn)低，會 引起熱脆；如果吸入氫氣，凝固后在鑄件中生成氣孔；Cu2O有很高的分解壓力。 銅合金熔煉的脫氧：Cu2O的分解壓力高，能溶于銅液中，往銅液候總加入與氧的

12、親 和力比銅與氧的親和力大的元素，還原出Cu。 脫氧方法：沉淀脫氧，脫氧劑本身能溶于銅液中，脫氧反應(yīng)在整個(gè)熔池內(nèi)進(jìn)行，有點(diǎn) 事脫氧速度快，脫氧徹底；擴(kuò)散脫氧，脫氧劑本身不溶于銅液中，覆蓋在銅液表面， 脫氧僅在表面進(jìn)行，借助Cu2O不斷向液面擴(kuò)散才能不斷脫氧。缺點(diǎn)是脫氧速度較低， 受Cu2O的擴(kuò)散速度所控制，但對銅液成分無影響，不會污染合金；沸騰脫氧，將新 鮮樹干插入銅液中，由于燃燒不完全，產(chǎn)生大量的CO及碳化物，上浮時(shí)引起 銅液翻騰，Cu2O被清除，反應(yīng)產(chǎn)物CO2呈氣泡上浮，起精煉作用。17.黃銅鋅當(dāng)量答：X鋅當(dāng)量； A多元黃銅中的含鋅量B多元黃銅中的含銅量 合金元素含量 合金元素鋅當(dāng)量系數(shù)1

13、8.鑄鎂主要合金元素答：Al、Zn、Mn、Re （Al、Zn固溶強(qiáng)化，Re改善鑄造性能和焊接性）19.Mg-Zn-Zr合金中Zr的作用答：Zr在鎂合金中為輔助元素，在Mg-Zn合金中加Zr能顯著縮小合金的結(jié)晶溫度范圍，使 流動(dòng)變好；加Zr能細(xì)化晶粒，在鎂液冷凝過程中，起到非自發(fā)形核的作用；Zr能夠大 大降低鎂液中的氫濃度，由于減輕縮松；Zr還能與雜質(zhì)鐵生成ZrFe3以及ZrFe2，這些 化合物密度大，能下沉到坩堝底部，提高合金的純度，消除鐵對鎂合金抗蝕性的不利影 響。20.耐熱鎂合金中稀土元素的作用答：Mg-RE系中固溶體及化合物穩(wěn)定性較高； Mg-RE系的共晶溫度比Mg-Al及Mg-Zn高的多； 在200300使用溫度下，原子擴(kuò)散速度較低； 鎂中加入三價(jià)的稀土元素，提高了電子濃度，增加了原子間的結(jié)合力； 鎂與稀土元素生成的化合物本身具有高的熱穩(wěn)定性；Mg-RE系合金在200300固溶度變化較小，時(shí)效析出相均勻，相界面附近濃度梯 度較低。21.消除ZA27鑄件底縮答：加速冷卻，順序凝固：采用石墨，鋯砂等高導(dǎo)熱性鑄型材料，加速鑄件凝固速度