常用铸造合金生产

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第二章常用铸造合金的生产,1,铸铁件生产,按碳的存在形式分,1.,白口铸铁,white cast,-iron,碳以碳化物（,Fe3C),形式出现。,断口：银白色，硬而脆；很难,切削，很少直接用于零件,.,2.,灰口铸铁,gray castiron,碳以石墨形式,出现。断口：呈灰色；常用材料,。,3.,麻口铸铁,mottled castiron,碳以,Fe3C+,石墨 形式出现。断口：白色与灰色之间；此类铸铁脆性很大，很少使用。,另,：,合金铸铁：,铸铁中加入合金元素，改善性能。,以,碳以石墨形式存在,的铸铁断口呈灰色，故称之,：,灰口铸铁,GB561195,铸铁是在凝固过程中经历共晶转变，用于生产铸件的铁基合金的总称。,常用,灰口铸铁又可分为,：,1,.,普通灰铸铁,（片状,G,）,；,2.,可锻铸铁,（团絮状,G,）,；,3.,球墨铸铁,（球状,G,）,；,4.,蠕墨铸铁,（蠕虫状,G,）,Ggraphite,字头,),补充,：,关于生铁,一、,普通灰铸铁,（片状,G,）（,简称灰铁）,生铁,：,pigiron,铁矿石在高炉中炼出来的,。,炼铁（,Iron,making),工艺,，分,铸造生铁和炼钢生铁,（,WSi,1.25%),两种；,铸造生铁与其他材料一起熔化后，获得的材料，叫铸铁,；,炼钢生铁通过进一步的熔炼，得到钢材，此过程称炼钢,steelmaking,。,1.,.,普通灰铸铁的性能,灰铁的显微组织,金属基体（,F+P,）片,G,如右图所示：相当于在,钢的基体 上嵌入了大量,G,片。,由于,G,的存在,；,减少了基体承载的有效面积；,G,的尖角割裂基体还造成严重的应力集中。,且,G,片越是粗大、分布不匀，其力学性能越差。,但是，灰铸铁的抗压强度受,G,影响小。,灰铸铁不能锻造、不能冲压；但是有如下优点：,石墨是碳的一种结晶形式，六方晶格，碳原子呈层片状排列；,性能：,、,、,ak,很低，硬度为,3HBS,；,低的力学性能,，实际使,灰铁基体上布满了裂纹和孔洞,。,良好的铸造性（流动性好，收缩小）；,易切削；,（,？,）,抗压强度高；,减震和减摩性能好；,切口不敏感性；,制造容易、价格便宜。,2.,铸铁的组织及影响因素,灰铸铁按基体不同可分为,;,P,灰铸铁,P+F,灰铸铁,F,灰铸铁,要控制铸铁组织与成分，必须控制其石墨化程度，而影响石墨化的主要因素为：,（,1,）化学成分,随,C,、,Si,增多，,G,核增多，,析出,G,多而粗大,；反之，,G,少；,S,、,Mn,阻碍,G,，,增加白口化，应严控，,P,增加冷脆性。,教材,P45,图,将不同碳硅含量铸铁分成五种组织,白口铸铁区（,L,d,Fe,3,C,P,）,a,麻口铸铁区（,L,d,Fe,3,C,P,G,）,P,灰铁区 （,P,G,）,b,P-F,灰铁区（,P+F+G,）,F,灰铁区（,F+G,）,成分,：,Wc,=2.7%3.9%,；,Wsi,=1.12.6%,；,W,Mn,=0.61.2%,（,2,）,冷却速度,(V),冷却快，原子来不及急扩散，,G,化难以进行；易白口,。,冷却的慢，可,得灰口。显然,，,欲求灰口件,合理选择 铸件壁厚。,冷却速度与铸型材料也直接关联，如：金属型比砂型的冷却速度快，铸件易白口，,3.,灰铸铁的孕育处理,直接向已熔炼出炉的低碳、,硅含量铁水中加入孕育剂（经过破碎又预热的,75,硅铁）,灰铁经孕育处理后,G,片细小均匀力学性能有明显提高，故称高强度铸铁,4.,灰铸铁的牌号、用途,牌号：,H T,R,m,MPa,灰铸铁简称“,灰铁,”，,汉语拼音字母首,熔炼简便，流动性好,有：,HT100,、,HT150,、,HT200,、,HT250,、,HT300,、,HT350,见表,2-3 P47,；,主用于 床身、箱体、重锤、暖气片等。,5.,灰铸铁的生产特点,6.,灰铸铁的热处理,消除应力退火；,消除白口组织改善切削加工性能退火,表面淬火 如车床导轨,二、可锻铸铁,malleable castiron,又称,马铁、韧性铸铁、展性铸铁、玛钢,1.,成分,：,Wc,=2.22.8%,Wsi=11.8;,含碳、硅量低,。,2.,生产过程,：,首先浇注成白口铸铁件，然后再经过可锻化（石墨化）退火而得到团絮状石墨的可锻铸铁。,因退火方法不同,分：,白心（,B,）,可锻铸铁；,黑心,(H),可锻铸铁；,P,（,Z,）,可锻铸铁,等三种。,3.,性能,R,m,、,A,、,ak,比灰,铸铁好,。但,不能锻造,。,4.,牌号,GB944088,K T H,（或,Z,）,A,=,%,R,m,Mpa,黑心或,P,可锻铸铁（可铁,）,如：,KTH30006,；,建筑脚手架扣件、三通管件、阀门。,KTZ55004,；,用于；载荷较高的耐磨损、凸轮轴，齿轮等。,见,P48,表,2,4,。,三、,球墨铸铁,nodular graphite cast-iron,1.,成分,：,在金属液中加入球化剂,稀土镁合金,球化处理使,G,变为,球状,。,2.,组织,：,基体是（,F,，,F+P,，,P,）,+,球状 石墨,G,3.,性能,：,较高的,Rm,、,-1,（,旧疲劳强度），但,A,、,ak,比钢差,。,4.,牌号、用途,GB134888,见教材,P49,表,2,5,牌号：,Q T,A,=,%,R,m,Mpa,球墨铸铁（球铁）,5.,球铁的生产特点,(1),铁水,含碳硅量要高；,S,、,P,要低；温度,1400,。,(2),球化与孕育处理,球化是关键，,预先将粉碎的,球化剂稀土镁合金,，,放置在铁水包内，上面铺盖硅铁粉,和草木灰。,先冲入约,2/3,铁水；,稍置，待反应后，再置入,孕育剂,，,用余下的,1/3,铁水冲入包内，进行孕育。,(3),铸型工艺,利用冒口、冷铁补缩；加大铸型刚度。,(4),热处理,常用有：退火、正火、调质和等温淬火。,四、蠕墨铸铁,蠕墨铸铁是近年发展起来的新型铸铁，其,G,片短；,片端钝而圆,，类似蠕虫（俗：,毛豆虫,）,1.,蠕墨铸铁的性能,优于灰铁，不如球铁；厚大截面性能均匀；导热性优于球铁。,2.,蠕铁牌号,以,“,R,u,T,”,表示；后面三位数为,Rm,值。,3.,蠕铁制取与应用,造蠕铁同造球铁；用于制造形状复杂的大件，如：重型机床、大型内燃机机体可以代钢。,2,铸钢件生产,一、,铸钢的类别和性能,按化学成分分,：,1.,铸造碳钢,应用最多 （占铸钢产量,80,）,；,牌号,例,：,ZG200,400,;,ZG”,读作,：,铸钢,；,两组数字,2.,铸造合金钢,适用耐磨、耐热、耐蚀等特殊要求，如：,ZGM,n,13,为铸造耐磨钢，坦克履带板、破碎机颚板；,ZG1C,r,18N,i,9,为,铸造镍铬不锈钢,，可耐强酸强碱。,二、铸造件的生产特点,按序为：,R,e,、,R,m,值。,(,见教材,P51,表,2,6,）,1.,钢的熔炼,要求用电弧炉、感应电炉,。（,为什么？,）,2.,铸造工艺,由于钢的熔点高、流动性差，钢水易氧化和吸气，而且其体积收缩为钢的,2,3,倍。,因此铸钢用砂耐火、透气性要高；冒口（个头大）与冷铁配合要好；,3.,热处理,为消除铸态晶粒粗大、组织不匀及内应力，铸钢件铸后必须热处理，主为：正火或退火。,3,铜铝合金铸件生产,有色合金熔融性质：,熔点低；流动性好；收缩大；易吸气、易氧化。,一、铸造特点,：,容易铸造、注重熔炼、防止氧化。,二、铸造铜合金,纯铜,紫铜，玫瑰红色，表面氧化膜后呈紫色,。,白铜,CuNi,合金；精密件，仪表；如,B19,等,青铜,Cu,Sn,合金,常称锡青铜,。,如,Z C,u,S,n,10P,b,1,(,俗称：,10-1,锡青铜,),黄铜,CuZn,合金,颜色随,Zn,，,由黄红色淡黄色；如：,ZC,u,Z,n,38(,含,38,的锌，余为铜,),三、铸造铝合金,1.,纯铝,Al,aluminium,银白色，熔点,660,，面心立方晶格，没有同素异构转变。,2.,铝合金的分类：,变形,铝合金 ；,铸造,铝合金,(1),变形,铝合金,厂家直接按加工成各种规格的型材、板材、带材、管材、线材等。,防锈铝合金,L F,硬铝铝合金,L Y,超硬铝合金,L C,锻铝铝合金,L D,牌号采用国际四位数字符表示；新牌号：,5A05 LF5,（,代号）；,2A11,对应 代号,LY11,；,7A04 LC4,等。,（,2,）铸造铝合金,GB/T117395,代号：,Z L ,合金顺序号,合金类别,铸造铝合金,如,ZL101,，,ZL104,，,ZL202,，,ZL301,，,ZL401,等,1-Al-Si,2-Al-Cu 3-Al-Mg,4-Al-Zn,作业：,P54,：,2,、,3,、,6,（,应列表填写）、,9,小结,：,本章讨论了常用合金的生产，重点是铸铁件生产，要熟知生产工艺特点，并会简单应用；铸钢生产、铜铝合金生产要熟记常用牌号。,牌号,:,ZAlSi7Mg,ZL101,仪表、壳体等；,ZAlSi9Mg,ZL104,汽缸体零件；,ZAlZn6Mg-ZL401,压力铸造零件，形状复杂零件,。,课后练习的讨论,(P54-9),下列铸件适宜选用哪类铸造合金？请阐述理由。,火车轮,：按,GB8061,88,规定：,“铁路用辗（,nian,）钢,整体车轮”有专门钢号：,CL60 (,Wc,=0.550.65),CL45MnSiV,另外：,GB8062,88,规定：,“铁路用粗制轮箍”用钢，钢号：,LG60 LG65,等,摩托车气缸体：宜选用铝硅合金（,ZL1,），,理由：铝硅合金轻而且散热效果好，强度足够。,减速器蜗轮：选用铸造青铜（,ZCuZn10Pb1).,理由：减摩为主，散热作用好，强度不重要。,