机械制造基础项目5其他常用工程材料选用培训资料.pptxVIP

机械制造基础 主讲人： 目 录 目 录 05 认识非合金钢 知识目标 能力目标 掌握铸铁材料的性能、牌号及用途。 熟悉非铁金属及其合金的性能、牌号和用途。 了解高分子材料、陶瓷和复合材料等非金属材料的性能及用途。 掌握铸铁材料、非铁金属材料、高分子材料、陶瓷和复合材料的组织结构、性能特点及其分类。 能够辨识常用工程材料。 在机械设计和选用时，能够根据零件的工作环境、承受载荷情况，结合工程材料的性能，具有合理选材的初步能力。 任务浏览 任务5.3非金属材料的选用 任务5.1 铸铁材料的选用 铸铁是指由铁、碳和硅元素为主，组成的合金的总称。 1.铸铁的分类 根据碳在铸铁中存在的形式以及断口颜色的不同，铸铁分为三大类： (1)白口铸铁 碳除少量溶于铁素体外，主要的碳以渗碳体的形式存在于铸铁中，其断口呈银白色，故称白口铸铁。 （2）麻口铸铁 麻口铸铁指碳一部分以游离状态的石墨析出，另一部分以渗碳体形式析出，断口呈黑白相间的麻点。 (3) 灰口铸铁 灰口铸铁指碳全部或大部分以石墨形态存在于铸铁中，断口呈暗灰色。 2.灰口铸铁的分类 根据灰口铸铁中石墨的存在形式不同，分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁四类。 (1) 灰铸铁 碳主要以片状石墨形态存在于铸铁中，断口呈灰色。 (2) 球墨铸铁 碳主要以球状石墨的形态存在于铸铁中。 (3) 蠕墨铸铁 碳主要以介于片状与球状之间形似蠕虫状的石墨存在于铸铁中。 (4) 可锻铸铁 碳主要以团絮状石墨的形态存在于铸铁中。 5.1.1铸铁的概述 任务5.1 铸铁材料的选用 3.球墨铸铁的热处理 (1) 退火 ①去应力退火。目的：去除铸造内应力，消除其有害影响。 ②石墨化退火。目的：为了获得高韧性的铁素体组织，并改善切削加工性和消除应力，消除渗碳体和珠光体。 (2) 正火 目的：增加基体组织中珠光体的数量和分散度，从而提高铸件的强度和耐磨性。 (3)淬火与回火 根据回火温度的不同，球墨铸铁可采用低温(140～250 ℃)回火、中温(350～450 ℃)回火和高温(550～600 ℃)回火。铸件加热到上述回火温度，保温2～4 h后空冷，分别获得回火马氏体、回火托氏体及回火索氏体的基体组织。 等温淬火：将铸件加热至860～900 ℃，保温后放入280～320 ℃的盐浴中进行0.5～1.5 h的等温处理，获得下贝氏体的基体组织。 5.1.3球墨铸铁的选用 任务5.1 铸铁材料的选用 可锻铸铁是由一定化学成分的铁水浇注成白口坯件，然后通过高温石墨化退火，使渗碳体分解得到具有团絮状石墨的铸铁。 方法：将白口坯件加热至900～980 ℃，进行长时间的保温和缓慢冷却 (通常需30 h以上) ，使组织中的渗碳体分解，得到不同的基体组织和团絮状石墨。 1.可锻铸铁的成分、组织和性能 可锻铸铁的化学成分应保证浇注后能获得完全白口的坯件，因此，其碳、硅含量一般较低。 其中，ωc=2.2％～2.8％；ωSi=1.0％～1.8％；ωMn=0.4％～1.2％；一般要求ωp0.2％，ωs0.18％； 根据石墨化退火工艺不同，可分别获得铁素体基体可锻铸铁和珠光体基体可锻铸铁。 铁素体基体可锻铸铁具有较好的塑性和韧性，珠光体基体可锻铸铁具有较高的强度。 2.可锻铸铁的牌号和用途 牌号中 “KT” 是“可铁”二字汉语拼音的第一个字母，其后面的“H” 表示黑心可锻铸铁；“Z” 表示珠光体可锻铸铁。符号后面的两组数字分别表示其最小的抗拉强度和伸长率。 可锻铸铁主要用于薄壁、复杂小型零件的生产，这样铸造时容易获得全白口的铸件。如水管接头、汽车后桥壳体、轮毂、减速器壳、散热器进水管等。 5.1.4可锻铸铁的选用 任务5.1 铸铁材料的选用 蠕墨铸铁是指一定成分的铁水在浇注前，经蠕化处理和孕育处理，获得具有蠕虫状石墨的铸铁。 1.蠕墨铸铁的成分、组织和性能 蠕墨铸铁的化学成分与球墨铸铁相似，即高碳、高硅、低硫、低磷，并含有一定量的稀土和镁。 蠕墨铸铁组织中石墨的形态介于片状与球状之间，石墨呈蠕虫状，与灰铸铁的片状石墨不同，蠕虫状石墨片短而厚，端部圆钝。 蠕墨铸铁的铸造性能、减振性和导热性都优于球墨铸铁，并接近于灰铸铁。 2.蠕墨铸铁的牌号和用途 蠕墨铸铁的牌号由 “RuT＋数字”组成。其中“RuT”是“蠕铁”二字汉语拼音的第一个字母，数字表示最小抗拉强度值（MPa）。 蠕墨铸铁可用来制造复杂的大型铸件，如大型柴油机的机体、大型机床的零件等；制造那些在热交换以及有较大温差下工作的零件，如气缸盖、钢锭模等。蠕墨铸铁还用来代替高强度的灰铸铁，不仅可减少铸件壁厚，而