金属工艺学铸造第二章

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第二篇 铸 造

第二章 常用合金铸件的生产

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一、铸铁件生产 铸铁是极其重要的铸造合金(总量占铸件80%以上) 80%以上 铸铁是极其重要的铸造合金(总量占铸件80%以上) 含碳量超过2.11% 2.11%; 含碳量超过2.11%; 碳全部或大部以石墨形式存在. 碳全部或大部以石墨形式存在. 分类： 依据石墨形态分类) 分类：(依据石墨形态分类) 灰铸铁； 组织：片状石墨+金属基体) 灰铸铁； (组织：片状石墨+金属基体) 可锻铸铁； 组织：团絮状石墨+金属基体) 可锻铸铁； (组织：团絮状石墨+金属基体) 球墨铸铁； 组织：球状石墨+金属基体) 球墨铸铁； (组织：球状石墨+金属基体) 蠕墨铸铁等。 组织：蠕虫状石墨+金属基体) 蠕墨铸铁等。 (组织：蠕虫状石墨+金属基体)

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(一)灰铸铁(灰口铸铁) 灰铸铁(灰口铸铁) 灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁 应用最广，占铸铁总产量80%以上。 应用最广，占铸铁总产量80%以上。 80%以上 灰铸铁的组织： 灰铸铁的组织： 片状石墨+ 片状石墨+金属基体 几点注意： 几点注意： 铸铁含碳量； 铸铁含碳量； 状态图上的位置； 状态图上的位置； 铸铁的常温组织。 铸铁的常温组织。

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1.灰铸铁的性能： 1.灰铸铁的性能： 灰铸铁的性能 抗拉强度低(σb仅120~250MPa),塑性、韧性差 抗拉强度低( 120~250MPa) 塑性、 (δ≤3%、

a ≈0);K

(灰铸铁性能与石墨有关，石墨愈多、愈粗大、分 灰铸铁性能与石墨有关，石墨愈多、愈粗大、 布愈不均,其力学性能愈差) 布愈不均,其力学性能愈差) 灰铸铁的抗压强度与钢相近； 灰铸铁的抗压强度与钢相近 抗压强度与钢相近； 优良的铸造性能和切削加工性能； 优良的铸造性能和切削加工性能； 属于脆性材料,不能锻造和冲压； 属于脆性材料,不能锻造和冲压； 灰铸铁的焊接性能很差、; 灰铸铁的焊接性能很差 焊接性能很差、 因价格较低廉，重要件最多只用于焊补) (因价格较低廉，重要件最多只用于焊补)

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石墨的存在，使灰铸铁具有如下优越性能: 石墨的存在，使灰铸铁具有如下优越性能: 优良的减振性 由于石墨对振动起缓冲作用, (由于石墨对振动起缓冲作用,从而阻止振动能量的传 灰铸铁减振能力为钢的5 10倍 播。灰铸铁减振能力为钢的5~10倍) 应用：制造机床床身、底座、复杂件的壳体。 应用：制造机床床身、底座、复杂件的壳体。 耐磨性好(减磨性) 耐磨性好(减磨性) 石墨本身是一种良好的润滑剂, (石墨本身是一种良好的润滑剂,而石墨剥落后又可使 金属基体形成储存润滑油的凹坑) 金属基体形成储存润滑

油的凹坑) 应用：制造机器导轨、衬套、活塞环等。 应用：制造机器导轨、衬套、活塞环等。 缺口敏感性小 石墨已使金属基体形成了大量缺口, (石墨已使金属基体形成了大量缺口,外来缺口对灰铸 铁的疲劳强度影响甚微) 铁的疲劳强度影响甚微) 优良的铸造性能切削加工性能

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铸铁性能取决于(片状石墨+金属基体) 铸铁性能取决于(片状石墨+金属基体)可分为三类： 灰铸铁基体组织 可分为三类： 铁素体灰铸铁： F+片状石墨 铁素体灰铸铁： F+片状石墨 珠光体-铁素体灰铸铁； F+P) 珠光体-铁素体灰铸铁； ( F+P)+片状石墨 珠光体灰铸铁： P+片状石墨 珠光体灰铸铁： P+片状石墨

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2.影响铸铁组织和性能因素： 化学成分、冷却速度) 2.影响铸铁组织和性能因素：(化学成分、冷却速度) 影响铸铁组织和性能因素 (1)化学成分 (主要是碳、硅元素) 主要是碳、硅元素) 3.9%) 碳：形成石墨化主要元素(2.7 % ~3.9%) 形成石墨化主要元素( 硅：是强烈促进石墨化的元素。 (1.1 % ~2.6%) 是强烈促进石墨化的元素。 2.6%) 因此,调整铸铁含硅量，可改变铸铁的组织和性能。 因此,调整铸铁含硅量，可改变铸铁的组织和性能。 硫：阻碍石墨化元素。(还会引起热脆性,增加白口倾向) 阻碍石墨化元素。(还会引起热脆性,增加白口倾向) 。(还会引起热脆性 磷：对石墨化基本没有影响，但会增加铸铁的冷脆性。 对石墨化基本没有影响，但会增加铸铁的冷脆性。 硫、磷属有害杂质,一般限制在0.1%~0.15%以下。 磷属有害杂质,一般限制在0.1%~0.15%以下。 0.1% 以下 1.2%) 锰：有益元素。 (0.6 % ~1.2%) 有益元素。 缓慢冷却有利于石墨化出现。(冷却过快形成白口组织) 缓慢冷却有利于石墨化出现。(冷却过快形成白口组织) 。(冷却过快形成白口组织 白口组织——铸铁组织中碳以 Fe3C 形式存在，断口白色。 铸铁组织中碳以 形式存在，断口白色。 白口组织 (2)冷却速度： 冷却速度：

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3.灰铸铁的孕育处理 3.灰铸铁的孕育处理 目的：改变铸铁组织中的石墨形态，让其变细小均匀， 目的：改变铸铁组织中的石墨形态，让其变细小均匀， 提高灰铸铁抗拉强度的有效方法。 是 提高灰铸铁抗拉强度的有效方法。 方法：获得含碳(2.7% 3.3%)、 (1%~2%)均低的铁水 (2.7%~ 均低的铁水—— 方法：获得含碳(2.7%~3.3%)、硅(1%~2%)均低的铁水 加入孕育剂, 加入孕育剂,——浇注 浇注 孕育剂：含硅量75%的硅铁，加入量：铁水重量的0.25% 75%的硅铁 0.25%~ 孕育剂：含硅量75%的硅铁 …… 此处隐藏：2703字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……