【材料】4常用合金鑄件生產(chǎn)ppt課件

1、第三節(jié) 常用合金鑄件消費1.一、鑄鐵件的消費 鑄鐵是含碳量超越2.11的鐵碳合金。工業(yè)用鑄鐵實踐上是以Fe、C、Si為主要元素的多元合金。鑄鐵中碳的存在方式滲碳體化合形狀石墨游離形狀鑄鐵分類白口鑄鐵灰口鑄鐵麻口鑄鐵灰鑄鐵片狀石墨可鍛鑄鐵團(tuán)絮狀石墨球墨鑄鐵球狀石墨2.一鑄鐵的石墨化1、石墨化過程石墨化鑄鐵中析出石墨的過程。石墨化方式：緩慢冷卻時，L(A) 石墨 加熱時， Fe3C 石墨因此石墨是穩(wěn)定相，是亞穩(wěn)定相。 石墨是碳的一種結(jié)晶形狀，具有六方晶格。原子呈層狀陳列，同一層面上的碳原子呈共價鍵，結(jié)合力強；層與層之間呈分子鍵，結(jié)合力弱。因此，石墨結(jié)晶形狀常易開展為片狀，強度、硬度、塑性極低。3.

2、2、影響石墨化的要素影響石墨化的主要要素是化學(xué)成分和冷卻速度。1化學(xué)成分 碳和硅是劇烈促進(jìn)石墨化元素。碳是石墨的根底，硅促進(jìn)石墨析出。C : 2.73.6% , Si : 1.12.5%如何提高鑄件的強度？ 碳和硅含量高時，石墨量多、尺寸大、鐵素體多，因此強度、硬度低。過低時，那么易構(gòu)成白口組織。4. 錳是微弱阻止石墨化元素，可促進(jìn)珠光體基體構(gòu)成，提高鑄鐵強度和硬度。且Mn+S MnS。(Mn : 0.41.2%) 硫和磷是有害元素。S 0.10.15% , P 0.2碳當(dāng)量： CE = C + (Si+P)/3 % CE =4.28%，共晶成分； CE4.28% ，亞共晶成分； CE 4.2

3、8%，過共晶成分。2冷卻速度 同一鑄件厚壁處為灰口組織，而薄壁處為白口組織，這闡明：緩慢冷卻有利于石墨化過程的進(jìn)展。 可見，當(dāng)鐵水的碳當(dāng)量較高，結(jié)晶過程中緩慢冷卻時，易構(gòu)成灰口鑄鐵；相反易構(gòu)成白口組織5.二灰鑄鐵1、灰鑄鐵的組織和性能特點鐵素體灰鑄鐵 鐵素體+珠光體灰鑄鐵 珠光體灰鑄鐵 鋼基體+片狀石墨灰鑄鐵的性能1機械性能較差 強度低、塑性低、韌性低且壁厚敏感；抗壓強度、硬度與一樣基體碳鋼相近2其它性能 耐磨性好、減震性好 、缺口敏感性小、鑄造性能和切削加工性能良好 。6.灰鑄鐵的顯微組織7.2、灰鑄鐵的牌號與用途HT200表示灰鑄鐵，b200N/mm2 壁厚添加，強度降低性能指標(biāo)抗拉強度

4、b (N/mm2) 延伸率 (%)沖擊韌性k(J/cm2) 硬度 (HBS) 鑄造碳鋼灰鑄鐵400650100350102500.5206005160230148298灰鑄鐵與碳鋼機械性能的比較牌號基體組織用途HT100鐵素體低負(fù)荷和不重要的零件。如手柄、蓋板、重錘等。HT150鐵素體+珠光體受中等負(fù)荷的零件。如機座、支架、箱體、帶輪等。HT200珠光體受較大負(fù)荷的重要零件。如汽缸、床身、活塞、中等壓力閥體、齒輪箱、飛輪等。8.3、灰鑄鐵的孕育處置孕育鑄鐵：HT250、HT300、H350T 孕育處置：降低碳、硅含量，以提高鑄鐵的強度； 澆注前向鐵水 中參與少量的孕育劑75%硅鐵，可以細(xì)化組織

5、，促進(jìn)石墨化。孕育鑄鐵的特點： 強度較高，冷卻速度對其組織和性能的影響甚小。因此，適用靜載荷下要求較高強和耐磨性的鑄件，特別適宜消費厚大鑄件如重型機床、壓力機床身、高壓液壓件、活塞環(huán)、齒輪、凸輪等。9.三球墨鑄鐵 球墨鑄鐵是在澆注前往鐵水中加少量的球化劑和孕育劑，獲得具有球狀石墨的鑄鐵。1、球墨鑄鐵的組織和性能 鐵素體球鐵 鐵素體+珠光體球鐵 珠光體球鐵 球墨鑄鐵的機械性能比灰鑄鐵高得多，同時仍堅持良好的鑄造性能、減磨性、減震性、切削加工性能，此外其焊接性和熱處置性能都優(yōu)于灰鑄鐵。10.球墨鑄鐵的顯微組織11.性能指標(biāo)抗拉強度 b (N/mm2) 屈服強度 b (N/mm2 )延伸率 (%)

6、硬度 (HBS) 45號鍛鋼（正火）珠光體球鐵（正火）69081541064026322922932145號鍛鋼和珠光體球墨鑄鐵的機械性能比較2、球墨鑄鐵的牌號與用途QT500-7表示球墨鑄鐵，b500N/mm2 , 7 %牌號基體組織用途QT450-10鐵素體農(nóng)機具零件、中低壓閥門、輸氣管道。QT600-3鐵素體+珠光體負(fù)荷大、受力復(fù)雜的零件。如汽車、拖拉機曲軸，連桿，凸輪軸，蝸桿機床蝸桿、蝸輪，軋鋼機軋輥、大齒輪。QT700-2珠光體QT800-2珠光體高強度齒輪。12.3、球墨鑄鐵的消費特點:1嚴(yán)厲控制化學(xué)成分2較高的出鐵溫度3球化處置4孕育處置5熱處置C、Si較高，Mn、P、S較低14

7、00-1420獲得球狀石墨促進(jìn)石墨化，細(xì)化均勻組織退火鐵素體+球狀石墨 QT400-18, 正火索氏體+球狀石墨 QT600-3,調(diào)質(zhì)回火索氏體+球狀石墨 QT800-2等溫淬火下貝氏體+球狀石墨 QT900-2球化處置方法13.4、球墨鑄鐵鑄造工藝特點1流動性比灰鑄鐵差2收縮較灰鑄鐵大 球墨鑄鐵件多運用冒口和冷鐵，采用定向凝固原那么。在鑄型剛度很好的條件下，也可采用同時凝固原那么不用冒口或用小冒口。14.四鑄鐵的熔煉沖天爐的熔煉過程 沖天爐的燃料為焦碳；金屬爐料有：鑄造生鐵錠、回爐料、廢鋼、鐵合金；熔劑為石灰石和氟石。 在沖天爐熔煉過程中，高爐爐氣不斷上升，爐料不斷下降：底焦熄滅；金屬爐料被

8、預(yù)熱、熔化和過熱；冶金反響使鐵水發(fā)生變化。15.二、鑄鋼件的消費 鑄鋼的運用僅次于鑄鐵，其產(chǎn)量占鑄件總產(chǎn)量的15%。鑄鋼的主要優(yōu)點是力學(xué)性能高，特別是塑性和韌性比鑄鐵高得多，焊接性能良好，適于鑄焊結(jié)合工藝制造重型機械。但鑄造性能、減震性和缺口敏感性都比鑄鐵差。 鑄鋼主要用于制造接受重載荷及沖擊載荷的零件，如鐵路車輛上的搖枕、側(cè)架、車輪及車鉤，重型水壓機橫梁，大型軋鋼機機架、齒輪等。常用鑄鋼：碳素鑄鋼、低合金鑄鋼、高合金鑄鋼。16.1、鑄鋼的鑄造工藝特點鑄鋼的鑄造性能差，鑄造工藝復(fù)雜：1對砂型性能如強度、耐火度和透氣性要求更高。2工藝上大都采用定向凝固原那么3必需嚴(yán)厲掌握澆注溫度2、鑄鋼的熱處置

9、 為了細(xì)化晶粒，改善組織，消除鑄造內(nèi)應(yīng)力，提高性能，鑄鋼件必需進(jìn)展退火和正火處置。17.3、鑄鋼的熔煉 鋼液質(zhì)量高，熔煉速度快，溫度容易控制。煉鋼的金屬資料主要是廢鋼、生鐵和鐵合金。其它資料有造渣資料、氧化劑、復(fù)原劑和增碳劑等。電弧爐煉鋼18.感應(yīng)電爐煉鋼 感應(yīng)電爐是利用感應(yīng)線圈中交流電的感應(yīng)作用，使坩堝內(nèi)的金屬爐料及鋼液產(chǎn)生感應(yīng)電流，而發(fā)出熱量，使?fàn)t料熔化的。 感應(yīng)電爐的優(yōu)點是加熱速度快，熱量散失?。蝗毕菔菭t渣溫度較低，不能發(fā)揚爐渣在冶煉過程中的作用。19.感應(yīng)電爐煉鋼消費20.三、非鐵合金鑄件的消費1、鑄造銅合金 黃銅是銅鋅合金，鑄造黃銅的熔點低、結(jié)晶溫度范圍窄，流動性好，鑄造性能較好。鑄造黃銅常用于軸承、襯套、齒輪等耐磨件和閥門等耐蝕件。 錫青銅的力學(xué)性能低于黃銅，且其結(jié)晶溫度范圍寬、容易產(chǎn)生顯微縮松缺陷；但線收縮率較低，不易產(chǎn)生縮孔，其耐磨、耐蝕性優(yōu)于黃銅，故適于致密