第四章常用合金鑄件生產(chǎn)

1、1 1 1熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 1/58v 鑄鐵件的生產(chǎn)鑄鐵件的生產(chǎn)v 鑄鋼件的生產(chǎn)鑄鋼件的生產(chǎn)v 鋁、銅合金鑄件的生產(chǎn)鋁、銅合金鑄件的生產(chǎn)2 2 2熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 2/58v鑄鐵的分類(lèi)鑄鐵的分類(lèi)v鑄鐵的結(jié)晶過(guò)程和石墨化鑄鐵的結(jié)晶過(guò)程和石墨化v灰口鑄鐵的組織與性能特點(diǎn)灰口鑄鐵的組織與性能特點(diǎn)v常用鑄鐵的性能及生產(chǎn)常用鑄鐵的性能及生產(chǎn)3 3 3熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 3/58鐵鐵碳合碳合金中碳的金中碳的存在形式存在形式 滲碳體滲碳體石墨石墨鋼鋼白口生白口生( (鑄鑄) )鐵鐵灰口灰口鑄鐵鑄鐵普通灰口鑄鐵普通灰口鑄鐵可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵麻口鑄鐵麻口鑄鐵4 4 4熱加

2、工工藝基礎(chǔ)第四章 4/585 5 5熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 5/58Fe Fe3CFe G6 6 6熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 6/587 7 7熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 7/58二次結(jié)晶二次結(jié)晶: :鑄鐵凝固后在繼續(xù)冷卻鑄鐵凝固后在繼續(xù)冷卻 過(guò)程中發(fā)生的組織轉(zhuǎn)變。過(guò)程中發(fā)生的組織轉(zhuǎn)變。在在8 8 8熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 8/58v 化學(xué)成分化學(xué)成分v 冷卻速度冷卻速度9 9 9熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 9/58碳和硅碳和硅: :碳和硅是強(qiáng)石墨化元素。碳和硅是強(qiáng)石墨化元素。- 白口鑄鐵區(qū)a - 麻口鑄鐵區(qū)- 珠光體灰口 鑄鐵區(qū)b - 珠光體、鐵素 體灰口鑄鐵區(qū) - 鐵素體灰口鑄 鐵區(qū)101010熱加工工藝基礎(chǔ)

3、第四章 10/58錳錳: :是有益元素是有益元素, ,微弱阻止石墨化微弱阻止石墨化, , 可消除硫的有害作用。可消除硫的有害作用。磷磷: :是有害元素是有害元素, ,可促進(jìn)石墨化?？纱龠M(jìn)石墨化。硫硫: :是有害元素是有害元素, ,強(qiáng)烈阻止石墨化。強(qiáng)烈阻止石墨化。111111熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 11/58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：P+Fe3C+Le灰口鑄鐵：灰口鑄鐵：麻口鑄鐵：麻口鑄鐵：P+Fe3C+G+Le珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵珠光體珠光體+ +鐵素

4、體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵：珠光體灰口鑄鐵：P+G片片鐵素體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：F+G片片珠光體珠光體+鐵素體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：P+F+G片片121212熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 12/58三角試棒斷口組織三角試棒斷口組織131313熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 13/58 金金 石墨石墨 片狀、團(tuán)絮狀、球狀、片狀、團(tuán)絮狀、球狀、 蠕蟲(chóng)狀蠕蟲(chóng)狀 141414熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 14/58 1 ) 機(jī)械性能較差機(jī)械性能較差 灰口鑄鐵組織灰口鑄鐵組織= 鋼的組織鋼的組織+大量石墨大量石墨v 石墨的硬度低石墨的硬度低( 3HBS ); 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 低

5、低( b 20Mpa ); 塑性差塑性差( 0% )?；铱阼T鐵基體組織灰口鑄鐵基體組織= 鋼的組織鋼的組織+大量裂紋和孔洞大量裂紋和孔洞151515熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 15/58 2) 2)耐磨性好耐磨性好 石墨本身的摩擦系數(shù)小石墨本身的摩擦系數(shù)小; ;脫落脫落 石墨處的凹坑石墨處的凹坑, ,可以?xún)?chǔ)存潤(rùn)滑油?？梢?xún)?chǔ)存潤(rùn)滑油。 灰口鑄鐵的耐磨性比碳鋼好灰口鑄鐵的耐磨性比碳鋼好161616熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 16/583)3)減震性好減震性好 石墨在金屬基石墨在金屬基體中能很好的阻止體中能很好的阻止振動(dòng)的傳播。振動(dòng)的傳播。171717熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 17/584)4)缺口敏感性小缺口敏感

6、性小材材 料料抗抗 拉拉強(qiáng)強(qiáng) 度度b(Mpa)彎曲疲勞強(qiáng)度彎曲疲勞強(qiáng)度Mpa缺口作用系數(shù)缺口作用系數(shù) = w/ w無(wú)缺口無(wú)缺口w有缺口有缺口w灰灰 口口鑄鑄 鐵鐵2701151151.0鑄鑄 鋼鋼4402301551.5181818熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 18/585)5)鑄造性能和切削加工性能好。鑄造性能和切削加工性能好。6)6)其他工藝性差其他工藝性差 焊接性差焊接性差; ;熱處理性能差熱處理性能差; ;不不 能鍛造和沖壓。能鍛造和沖壓。191919熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 19/58v 普通灰口鑄鐵普通灰口鑄鐵v 孕育鑄鐵孕育鑄鐵v 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵v 球墨鑄鐵球墨鑄鐵v 蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵20

7、2020熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 20/581 ) 牌號(hào)牌號(hào) HT 10030mm試棒的最低試棒的最低抗拉強(qiáng)度值抗拉強(qiáng)度值( Mpa )灰灰口鑄口鑄鐵鐵212121熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 21/58 2 ) 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn) 鐵水不經(jīng)過(guò)任何處理鐵水不經(jīng)過(guò)任何處理 , 石墨呈粗石墨呈粗大的片狀大的片狀 , 強(qiáng)強(qiáng) 度低度低 。 3 ) 典型牌號(hào)典型牌號(hào) 牌牌 號(hào)號(hào)HT100HT150HT200組組 織織F+粗大片狀GF+P+較粗片狀G P+小片狀G222222熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 22/581 ) 工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn): 鐵水需經(jīng)過(guò)孕育處理。鐵水需經(jīng)過(guò)孕育處理。2 ) 孕育處理孕育處理: 澆注前向鐵水內(nèi)加入

8、澆注前向鐵水內(nèi)加入 少量促進(jìn)石墨化元素少量促進(jìn)石墨化元素( 稱(chēng)為孕育稱(chēng)為孕育 劑劑,75%Si Fe ) 。3 ) 組織特點(diǎn)組織特點(diǎn): P細(xì)小細(xì)小+ 均勻分布均勻分布G細(xì)小細(xì)小232323熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 23/584)4)性能特點(diǎn)性能特點(diǎn): : 強(qiáng)度和硬度明顯提高強(qiáng)度和硬度明顯提高, , 耐磨性好耐磨性好, ,壁厚敏感性小壁厚敏感性小, ,同一截同一截 面上機(jī)械性能的齊一性較好。面上機(jī)械性能的齊一性較好。242424熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 24/585 ) 典型牌號(hào)典型牌號(hào): HT 250 ; HT 300 ; HT 350 ;252525熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 25/581 ) 工藝特點(diǎn)工

9、藝特點(diǎn)鑄出白鑄出白口坯件口坯件在在950,保保溫溫30小時(shí)。小時(shí)。在在730,保保溫溫20小時(shí)。小時(shí)。珠光體珠光體可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵鐵素體鐵素體可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵262626熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 26/582 ) 組織特點(diǎn)組織特點(diǎn) P ( 或或F ) + 團(tuán)絮狀團(tuán)絮狀G3 ) 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn) 強(qiáng)度、硬度高強(qiáng)度、硬度高, 耐磨性好耐磨性好, 有一定的韌性。有一定的韌性。272727熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 27/584 ) 牌號(hào)牌號(hào)KT 300 06延伸率延伸率 6%抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b 300Mpa 可可鍛鑄鍛鑄鐵鐵282828熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 28/581 )工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn): 鐵水需經(jīng)過(guò)球化鐵

10、水需經(jīng)過(guò)球化 處理和孕育處理處理和孕育處理 。2 ) 球化處理球化處理: 往鐵水中加入球往鐵水中加入球 化劑化劑 , 球化劑是球化劑是 稀土鎂合金。稀土鎂合金。292929熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 29/583 ) 球化處理方法球化處理方法303030熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 30/584 ) 組織特點(diǎn)組織特點(diǎn): P ( 或或F ) + 球狀球狀G5 ) 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn): 抗拉強(qiáng)度和屈服抗拉強(qiáng)度和屈服 強(qiáng)度很高強(qiáng)度很高;疲勞強(qiáng)疲勞強(qiáng) 度較高度較高;硬度和耐硬度和耐 磨性比其他鑄鐵磨性比其他鑄鐵 都高。都高。313131熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 31/58珠光體球墨鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵和45號(hào)鍛綱的號(hào)鍛綱

11、的 機(jī)械性能比較表機(jī)械性能比較表性性 能能45號(hào)鍛鋼(正火)P球鐵(正火)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 b(Mpa)690815屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 0.2(Mpa)410640屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比 0.2 / b0.590.785延伸率延伸率 (%)263疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度(帶缺口試樣帶缺口試樣) -1(Mpa)150155硬度硬度 HBS229229321323232熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 32/58正火正火: 使具有使具有F + P + Fe3C 的鑄的鑄 態(tài)基體組織態(tài)基體組織, 為高強(qiáng)度的為高強(qiáng)度的 珠光體基體組織。珠光體基體組織。 6 ) 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)退火退火: 使鑄態(tài)組織中的使鑄態(tài)組織中的Fe3C或或

12、P 中的中的Fe3C分解分解 , 以獲得高以獲得高 塑性的鐵素體基體組織。塑性的鐵素體基體組織。333333熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 33/58 6 ) 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn) 調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理: 為獲得綜合機(jī)械性能為獲得綜合機(jī)械性能 較高的組織。較高的組織。 S回火回火 + G球狀球狀 等溫淬火等溫淬火: 為獲得既有高強(qiáng)度和為獲得既有高強(qiáng)度和 韌性韌性 , 又有高硬度和又有高硬度和 耐磨性的組織。耐磨性的組織。 B下下 + G球狀球狀343434熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 34/587 ) 牌號(hào)牌號(hào)QT 400 18延伸率延伸率 18%抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b 400Mpa 球球墨鑄墨鑄鐵鐵353535熱加工

13、工藝基礎(chǔ)第四章 35/58 組織特征組織特征: 金屬基體金屬基體+蠕蟲(chóng)狀蠕蟲(chóng)狀G。2) 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn): 機(jī)械性能比灰口鑄鐵高。機(jī)械性能比灰口鑄鐵高。壁厚敏感性比灰口鑄鐵小。壁厚敏感性比灰口鑄鐵小。導(dǎo)熱性、減震性和耐熱疲勞性導(dǎo)熱性、減震性和耐熱疲勞性 比球墨鑄鐵高。比球墨鑄鐵高。工藝性能良好。工藝性能良好。363636熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 36/58373737熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 37/583) 工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn): 鐵水需蠕化處理。鐵水需蠕化處理。4) 蠕化劑蠕化劑:稀土硅鐵或稀土硅鈣合金。稀土硅鐵或稀土硅鈣合金。5) 牌號(hào)牌號(hào)RuT 260抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b 260Mpa蠕蠕墨鑄墨鑄鐵鐵

14、383838熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 38/58v 鑄鋼的分類(lèi)鑄鋼的分類(lèi)v 鑄鋼的鑄造工藝特點(diǎn)鑄鋼的鑄造工藝特點(diǎn)393939熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 39/581. 碳素鑄鋼碳素鑄鋼: ZG15ZG55 等。等。2. 低合金鑄鋼低合金鑄鋼: ZG40Mn、ZG40Cr、 ZG30CrMnSi 等。等。3. 高合金鑄鋼高合金鑄鋼: ZGMn13、ZG1Cr13、 ZG1Cr18Ni9 等。等。404040熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 40/58v 鑄鋼的鑄造性能鑄鋼的鑄造性能v 生產(chǎn)鑄鋼件的工藝措施生產(chǎn)鑄鋼件的工藝措施v 鑄鋼件的熱處理鑄鋼件的熱處理v 鑄鋼的熔煉鑄鋼的熔煉 414141熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 4

15、1/58鑄鋼的鑄造性能差鑄鋼的鑄造性能差: 熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高 , 鋼液易氧化鋼液易氧化; 流動(dòng)性差流動(dòng)性差; 收縮量大收縮量大; 易產(chǎn)生鑄造缺陷易產(chǎn)生鑄造缺陷;424242熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 42/58 提高對(duì)型砂性能的要求。提高對(duì)型砂性能的要求。 合理使用耐火涂料。合理使用耐火涂料。 合理運(yùn)用鑄造工藝。合理運(yùn)用鑄造工藝。434343熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 43/58444444熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 44/58 由于鑄鋼件存在許多鑄造缺陷由于鑄鋼件存在許多鑄造缺陷, 機(jī)械性能差機(jī)械性能差, 特別是塑性低。此外還特別是塑性低。此外還存在較大的鑄造應(yīng)力。存在較大的鑄造應(yīng)力。 常用的熱處理工藝有常用的熱

16、處理工藝有: 退火和退火和 正火正火 。 鑄鋼件不宜淬火鑄鋼件不宜淬火 , 易開(kāi)裂易開(kāi)裂 。 454545熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 45/58電弧爐煉鋼電弧爐煉鋼464646熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 46/58感應(yīng)電爐煉鋼感應(yīng)電爐煉鋼474747熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 47/58v 鋁合金鑄件的生產(chǎn)鋁合金鑄件的生產(chǎn)v 銅合金鑄件的生產(chǎn)銅合金鑄件的生產(chǎn)484848熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 48/581、鋁合金熔點(diǎn)低鋁合金熔點(diǎn)低, 流動(dòng)性好流動(dòng)性好, 可鑄可鑄 形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。鋁合金導(dǎo)熱快、易氧化和易吸鋁合金導(dǎo)熱快、易氧化和易吸 氣氣( H2 ) , 須采用熔劑覆蓋保護(hù)須采用熔劑覆蓋保護(hù)

17、 和在熔煉后期去氣精煉等工藝。和在熔煉后期去氣精煉等工藝。494949熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 49/58505050熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 50/58515151熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 51/581、 由于各種成分的銅合金的結(jié)由于各種成分的銅合金的結(jié)晶特征不同晶特征不同, 鑄造性能不同鑄造性能不同,所以所以鑄造工藝特點(diǎn)也不同。鑄造工藝特點(diǎn)也不同。525252熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 52/58 錫青銅的結(jié)晶溫度范圍很錫青銅的結(jié)晶溫度范圍很大大 , 同時(shí)凝固區(qū)域很寬同時(shí)凝固區(qū)域很寬, 流動(dòng)性流動(dòng)性較差較差, 易產(chǎn)生縮松易產(chǎn)生縮松, 氧化傾向不氧化傾向不大大, 易采用順序凝固工藝。易采用順序凝固工藝。535353熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 53/58545454熱加工工藝基礎(chǔ)第四章 54/