铸铁熔炼基本知识

铸铁熔炼基本知识(目录)

1. 熔解的目的

2. 灰铁与球铁主要的性能特征及成因

a)

b)

c) 灰铁的性能特点及成因 球铁的性能特点及成因 灰铁与球铁的本质区别

3. 影响铸件性能的主要因素

a)

b)

c)

d) 合金元素对铸件性能的影响 铁水中气体对铸件性能的影响 铁水温度对铸件性能的影响 炉料的影响

4. 合金的熔炼方式

a)

b) 冲天炉熔炼 感应电炉熔炼

冲天炉、感应电炉双联熔炼 c)

5. 铁水的处理

a)

b) 球化处理 孕育处理

铸铁熔炼基本知识(内容)

一、 熔解的目的

获得一定成分和一定温度的铁水

二、

球铁和灰铁的主要性能特点及原因

灰铸铁中的立体片状石墨 球墨铸铁中的石墨球

1. 灰铁的性能特点及原因

a) 强度性能差

石墨的缩减作用 ——灰铸铁组织中存在大量的石墨，石墨强度很低可近似认为无强度，这就使得材料的实际承载面积总比材料的实际面积要小

石墨的缺口（切割）作用——灰铸铁组织中的石墨大多以片状形式存在，在石墨片的尖端有应力集中现象易导致基体过载失效

b) 硬度不稳定——因受石墨的影响大硬度稳定性差

c) 缺口敏感性低——灰铸铁组织中存在大量的石墨，石墨的缩减作用与石墨的缺口作用使得灰铸铁缺口敏感性低，石墨片越粗大缺口敏感性越低

d) 良好的减震性——大量的石墨阻止了振动的传播，将能量转化成热能而散发 e) 良好的减摩性

石墨本身具有润滑作用

石墨脱落处可存储润滑油以保证油膜完整从而提高润滑效果

2. 球铁的性能特点

a) 强度和硬度高

b) 具有一定的韧性

c) 优良的屈/强比

d) 较低的缺口敏感性

原因：石墨呈球状对基体割裂作用弱，基体连续

3.球铁、灰铁性能差异的根本原因

球铁、灰铁性能差异的根本原因在于石墨形状的不同。

球墨铸铁金相 灰铸铁金相

三、 影响铸件性能的主要因素

1. 常见合金元素对铸件性能的影响

a) C、Si（CE）的影响

碳当w(CE)%= w (C)%+

对球铁的影响

CE值过高会产生石墨漂浮现象，使夹杂物增多铸铁性能下降；CE值

过低易产生缩松、裂纹等缺陷，CE值在4.6-4.7%左右时易形成组织致

密的铸件（实际生产球铁时，如对性能成分无特殊要求，则原汤调质

目标为C——3.85% Si——1.85%，球化处理后的成分约为C——3.65% Si——2.80%， w(CE)%= w (C)%+ w (Si+P) %2.80%+0.06%33w (Si+P) % 3

=4.60%,成分的选取恰恰有利于得到致密铸件）

石墨漂浮 显微缩松

Si可减小铁水的白口倾向，可细化石墨，提高石墨的圆整度；但Si过

高会降低铸件的韧性，提高脆性转变温度，因而在寒冷地区使用的铸

件或有高韧性要求的铸件一般Si%<2.80%。高Si可增强铸件高温时的

耐氧化性。（一般球铁产品的原汤Si含量在1.65——1.85%左右，而

Ford排气管原汤Si含量在3.10——3.20%左右，Si含量的增大有效的

提高了排气管的高温耐氧化性）

C化物的典型形貌

鉴于以上原因球墨铸铁的C、Si含量一般在以下范围内取值

铁素体球铁 C：3.80-4.00% Si：2.40-2.80%

珠光体球铁 C：3.60-3.80% Si：2.20-2.60%

对灰铸铁的影响

CE值高，组织中石墨粗大，强度降低，缩松倾向减小（在我们实际生

产中FC15牌号原汤的C：3.50%，Si：2.10% CE值为4.20%；而FC25

牌号原汤的C：3.30%，Si：1.75% CE值为3.89%。由此可见在灰铁中

CE值对强度有着直接的影响 中间部位厚大无法利用冒口补缩，

只有利用提高CE值得方法来减小缩松倾向，原汤C：3.50%，Si：

1.95%此种成分已经与FC15很接近了）

CE值低，组织中石墨变细，强度增加，缩松倾向增大，铸造性能下

降，硬度增大不易加工

在不改变CE值的前提下提高Si/C比，可提高铸件强度，高Si可增强

铸件高温时的耐氧化性

一般灰铸铁中C：2.60-3.60%； Si：1.20-3.00%，C、Si含量根据铸件

强度要求、主要壁厚的不同而分级较细

b) Mn的影响

对球铁的影响

Mn具有稳定珠光体的作用，所以随Mn含量的增加铸件的强度增大，

硬度增加，延伸率降低；同时Mn易形成碳化物，白口倾向大，含量

过高时会在基体和共晶团边界上形成碳化物恶化铸件的力学性能

壁厚<6mm的铸件及铁素体基体的铸件中一般要求Mn<0.30%（所有

FCD45材质原汤标准对Mn的要求均在0.30以下）,在珠光体基体的铸

件中一般要求Mn<0.60%（高牌号的材质标准中Mn含量在0.60%左

右）

对灰铁的影响

Mn会与S结合形成MnS。因Mn和S都具有阻碍石墨化，稳定碳化物

的性能，而MnS不阻碍石墨化，因此在灰铸铁中与S中和后剩余的

Mn才起提高铸件力学性能的作用

在灰铁中一般Mn含量在0.40-1.20%范围内

c) Cu的影响

Cu促进形成珠光体，抑制铁素体并固溶强化基体所以可以通过提高

Cu的含量的方法提高铸件的机械性能

同时Cu可促进石墨化，消除游离渗碳 …… 此处隐藏：1856字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……