武汉理工大学,金属工艺学第6章 常用合金铸件的生产.ppt

铸钢件的铸造工艺: 铸钢的熔点高，钢液易氧化，吸气，流动性差，收缩大。因此，铸造困难，易产生浇不足、气孔、缩松缩孔、夹渣和粘砂等缺陷。 要求型砂的耐火度高，有良好的透气性和退让性。 应严格控制浇注温度，防止过高或过低。 铸钢件须热处理。 小 结 铸铁件生产 碳在铁碳合金中的存在形式有：渗碳体和石墨 白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁 铸铁的优点 石墨形态对铸铁性能的影响 铸铁的石墨化：影响石墨化因素 灰口铸铁件的生产：灰铸铁的孕育处理；球墨铸铁件的生产；可锻铸铁件的生产； 铸钢件的生产 铸造有色合金件的生产 * 上次课内容的回顾 缩孔与缩松的形成 纯金属、共晶成分和凝固温度范围窄的合金 逐层凝固 缩孔 凝固区域较宽的合金 糊状凝固 缩松 消除缩孔和缩松的方法 顺序凝固原则、同时凝固 原则 合理布置内浇道及确定浇铸工艺。 方法 合理应用冒口、冷铁等工艺措施。 内应力、变形与裂纹 内应力 热应力 机械应力 铸件的壁厚不均匀，导致不同部位不均衡的收缩而引起的应力。 铸件在固态收缩时受阻 变形与裂纹 热应力的形成过程分析 热应力的消除方法 铸件的结构：铸件各部分能自由收缩 工艺方面：采用同时凝固原则 时效处理：人工时效；自然时效 铸件的结构尽可能对称 铸件的壁厚尽可能均匀 铸件变形的判定 厚部、心部受拉应力，出现内凹变形。薄部、表面受压应力，出现外凸变形。 铸件包括：铸铁、铸钢、铸铜、铸铝……,由于铸铁材料(包括灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁)具有优良的铸造性能，且资源丰富，冶炼方便，价格低廉，铸铁件占液态成形件中相当大的份额。 根据碳在铁碳合金中的存在形式，铸铁可以分为： 第六章 常用合金铸件的生产 6.1 铸铁件生产 铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。工业上常用的铸铁一般含碳量在2.4%～4.0%的范围内 。 碳在铁碳合金中的存在形式有：渗碳体和石墨。 1、白口铸铁 在白口铸铁中的碳，除极少量溶入铁素体中外，其余的都以化合碳——Fe3C存在，因其断口呈银白色，故称为白口铸铁。 2、麻口铸铁 在麻口铸铁中的碳一部分以Fe3C形式存在，另一部分以石墨形式存在，断口为灰白色相间。性能介于白口铸铁和灰口铸铁之间，既难加工，又无特殊优点，故一般很少应用。 3、灰口铸铁 在灰口铸铁中的碳主要以石墨形态出现，其断口呈暗灰色。由于石墨的形 态及结晶生长过程的不同，又可分为： (1)普通灰口铸铁 普通灰口铸铁的石墨呈片状，强度低，塑性差，但铸造性能好，在铸铁材料中应用最广泛。 (2)可锻铸铁 可锻铸铁中的碳主要以团絮状石墨形态出现，因有较高的塑性和韧性而得名，其实是不可锻的。主要用于受冲击和振动的薄壁小件。 （3）球墨铸铁 球墨铸铁中的碳大部分或全部呈球状石墨出现。其强度、塑性均比可锻铸铁高，抗拉强度甚至高于碳钢，是一种高性能的铸铁材料。主要用于受力复杂的重要零件，可代替可锻铸铁和部分碳钢件。 （4）蠕墨铸铁 蠕墨铸铁中的碳大部分呈蠕虫状石墨出现，这种石墨形态介于片状石墨和球状石墨之间。因而蠕墨铸铁同时具有片状灰口铸铁及球墨铸铁的性能特点，主要应用于经受热循环载荷的铸件及结构复杂、强度要求较高的铸件。 6.1.1 灰铸铁 一、灰铸铁的性能 灰铸铁的显微组织由金属基体（铁素体和珠光体）和片状石墨所组成，相当于在纯铁或钢的基体上嵌入了大量石墨片。 铸铁之所以用得如此广泛,是因为石墨的存在，石墨的存在，使铸铁具有铸钢所不具备的性能。 铸铁的优点 良好的铸造性能，如流动性好、收缩小 良好的切削加工性能； 高的耐磨性； 良好的吸振缓冲性能； 低的缺口敏感性能。 石墨片越圆整、越细小、分布越均匀对基体割裂作用越小。 二、影响铸铁组织和性能的因素 铸铁的石墨化： 碳以石墨的形式析出的过程。 通常视石墨化过程充分与否，会得到不同基体的铸铁组织。 铁素体灰铸铁 铁素体—珠光体灰铸铁 珠光体灰铸铁 灰铸铁中的碳由化合碳（Fe3C）和石墨碳所组成。根据化合碳的含量不一样把它分为以下三种： 因此，想要控制铸铁的组织和性能，必须控制石墨化的程度。 (全部石墨) (化合碳0.8%) (化合碳小于0.8%) 影响铸铁石墨化的主要因素有化学成分和冷却速度。 1、化学成分 铸铁成分中碳、硅为主要元素，对石墨化起决定性作用，其它元素也有一定影响。 （1）碳——既是形成石墨的元素，又是促进石墨化的元素。 含碳愈高，析出的石墨数量愈多、愈粗大，而基体中铁素体增加、珠光体减少；反之，含碳