工程材料第三章-鑄鐵與鋼鐵

1、3.3 3.3 鑄鋼與鑄鐵鑄鋼與鑄鐵3.3.1 鑄鐵鑄鐵1）鑄鐵的石墨化過程）鑄鐵的石墨化過程1、鑄鐵的特點鑄鐵的特點Fe-C復線相圖復線相圖+Fe3C+G+Fe3C+G根據(jù)根據(jù)Fe-G相圖析出相圖析出根據(jù)根據(jù)Fe-Fe3C相圖析出相圖析出第一階段石墨化第一階段石墨化第二階段石墨化第二階段石墨化第三階段石墨化第三階段石墨化高溫慢冷易按高溫慢冷易按Fe-G相圖變化相圖變化3.3 3.3 鑄鋼與鑄鐵鑄鋼與鑄鐵3.3.1 鑄鐵鑄鐵1、鑄鐵的特點鑄鐵的特點2 2）鑄鐵的組織特征和分類）鑄鐵的組織特征和分類 名稱石墨化程度顯微組織第一階段第二階段第三階段灰鑄鐵充分進行充分進行充分進行F+G充分進行充分進

2、行部分進行F+P+G充分進行充分進行不進行P+G麻鑄鐵部分進行部分進行不進行Le+P+G白口鑄鐵不進行不進行不進行Le+P+Fe3CFe-C相圖相圖+Fe3C+G+Fe3C+G3.3 3.3 鑄鋼與鑄鐵鑄鋼與鑄鐵3.3.1 鑄鐵鑄鐵1、鑄鐵的特點鑄鐵的特點3）鑄鐵的性能特點）鑄鐵的性能特點G形態(tài)對性能影響大形態(tài)對性能影響大抗拉強度、塑性、韌性低抗拉強度、塑性、韌性低抗壓強度、硬度、耐磨性高抗壓強度、硬度、耐磨性高具有特殊性能：具有特殊性能：切削加工性能優(yōu)異切削加工性能優(yōu)異鑄造性能良好鑄造性能良好石墨潤滑性能良好石墨潤滑性能良好抗振性能很好抗振性能很好對缺口不敏感對缺口不敏感3.3 3.3 鑄鋼

3、與鑄鐵鑄鋼與鑄鐵3.3.1 鑄鐵鑄鐵2、常用、常用鑄鐵鑄鐵1 1）灰口鑄鐵）灰口鑄鐵 鑄鐵鑄鐵種類種類灰口灰口鑄鐵鑄鐵球墨球墨鑄鐵鑄鐵蠕墨蠕墨鑄鐵鑄鐵可鍛可鍛鑄鐵鑄鐵石墨石墨形狀形狀片狀片狀球狀球狀蟲狀蟲狀絮狀絮狀牌號牌號影響組織和性能的因素影響組織和性能的因素 孕育處理孕育處理 熱處理熱處理 成分：成分：C、Si、P冷卻速度：影響基體冷卻速度：影響基體HT100，HT400獲得均勻細小的石獲得均勻細小的石墨片，細化基體墨片，細化基體去應力退火去應力退火降硬度退火降硬度退火表面淬火表面淬火灰口鑄鐵的應用灰口鑄鐵的應用1）普通灰口鑄鐵：灰口鑄鐵：HT150， HT200應用于：一般機床底座、床身

4、，軸承座，工作臺，支架等，2）孕育灰口鑄鐵：灰口鑄鐵：HT250， HT400應用于：自動車床、重載車床、壓力機、剪床等的床身，以及油缸、氣缸等灰口鑄鐵灰口鑄鐵熱處理熱處理：去應力退火去應力退火 3.3 3.3 鑄鋼與鑄鐵鑄鋼與鑄鐵3.3.1 鑄鐵鑄鐵2、常用、常用鑄鐵鑄鐵2 2）球墨鑄鐵）球墨鑄鐵 牌號牌號成分成分 球化處理球化處理 熱處理熱處理 對對C、Si、P、Mn的控制嚴格的控制嚴格碳當量較高，為過共晶成分碳當量較高，為過共晶成分QT400-17QT400-17， QT1200-1QT1200-1獲得球狀石墨，常伴隨孕育處理獲得球狀石墨，常伴隨孕育處理退火退火調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)正火正火等溫淬火等

5、溫淬火球墨鑄鐵球墨鑄鐵的應用的應用1）鐵素體球墨鑄鐵球墨鑄鐵 QT400-17, QT500-52）珠光體球墨鑄鐵球墨鑄鐵 QT600-2, QT800-2應用于：汽車、拖拉機的零件及不重要的齒輪等，應用于：柴油機、汽油機的曲軸，機床的主軸等，3.3 3.3 鑄鋼與鑄鐵鑄鋼與鑄鐵3.3.1 鑄鐵鑄鐵2、常用、常用鑄鐵鑄鐵3 3）蠕墨鑄鐵）蠕墨鑄鐵 牌號牌號蠕化劑蠕化劑4 4）可鍛鑄鐵）可鍛鑄鐵 牌號牌號生產(chǎn)生產(chǎn)RuT420RuT420， RuT260RuT260獲得蠕蟲狀石墨獲得蠕蟲狀石墨KT360-6KT360-6， KTZ700-2KTZ700-2白口鑄鐵退火得到白口鑄鐵退火得到5 5）合

6、金鑄鐵）合金鑄鐵 激激冷冷加加P加加AlSi加加SiCr耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵耐熱鑄鐵耐熱鑄鐵耐蝕鑄鐵耐蝕鑄鐵可鍛鑄鐵與蠕墨鑄鐵可鍛鑄鐵與蠕墨鑄鐵1）可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 牌號：牌號：KT360-6KT360-6， KTZ700-2KTZ700-2生產(chǎn)：先得到白口鑄鐵白口鑄鐵 再石墨化退火再石墨化退火應用：薄壁件，小件，管接頭（彎頭，三通）應用：薄壁件，小件，管接頭（彎頭，三通） 暖氣裝置暖氣裝置2 2）蠕墨鑄鐵（加）蠕墨鑄鐵（加蠕化劑蠕化劑） 牌號：牌號：RuT420RuT420， RuT260RuT260 1 2 3 4 5 6 6.69 1538Fe DFK E C SGQ11481227A L

7、L+ L+Fe 3C 912 +Fe 3CFe 3C727 P3.3.2 3.3.2 鑄鋼鑄鋼3.3 3.3 鑄鋼與鑄鐵鑄鋼與鑄鐵3.3.2 鑄鋼鑄鋼老老鋼號鋼號化學成分化學成分熱處熱處理理性能性能應用應用CMnSibsZG15退火退火或或正火正火40020025機座、變速箱殼體機座、變速箱殼體ZG2545024020機座、錘輪、箱體機座、錘輪、箱體ZG3550028016飛輪、蒸汽錘飛輪、蒸汽錘ZG4558032012聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器、齒輪ZG5565035010聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器、齒輪鋼號鋼號化學成分化學成分熱處熱處理理性能性能應用應用CMnSibsQ235A0.18不不需需要要2352

8、6橋梁、建筑橋梁、建筑Q255A0.2325524軋制成軋制成型鋼、鋼板型鋼、鋼板作構(gòu)件作構(gòu)件用用Q2750.33275203.3.2 3.3.2 鑄鑄 鋼鋼z鑄鋼主要用于制造形狀復雜的，要求有一定強度、鑄鋼主要用于制造形狀復雜的，要求有一定強度、塑性和韌性的零件，塑性和韌性的零件，如：重型機械的齒輪、軸、機座、缸體、閥門等如：重型機械的齒輪、軸、機座、缸體、閥門等 新牌號： ZG200-400,（屈服強度屈服強度200200，抗拉強度，抗拉強度400400）（對應老牌號（對應老牌號 ZG15）ZG15 ZG270-500 ，（對應（對應 ZG35）ZG310-570，（對應（對應 ZG45）

9、3.3.2 3.3.2 鑄鑄 鋼鋼由于澆注溫度很高，冷卻較慢，容易晶粒粗大， 而且應力很大，不能直接使用，熱處理： 進行退火或正火處理 3.4 3.4 有色金屬及其合金有色金屬及其合金除了鋼鐵（碳鋼、合金鋼、鑄鋼，鑄鐵）以外的金屬材料通稱為有色金屬有色金屬鋁、銅、鈦、錫、鉛等等鋁、銅、鈦、錫、鉛等等3.4 3.4 有色金屬及其合金（了解）有色金屬及其合金（了解）3.4.1 鋁及鋁合金鋁及鋁合金1、純鋁、純鋁1 1）高純鋁）高純鋁 2 2）工業(yè)高純鋁）工業(yè)高純鋁 3 3）工業(yè)純鋁）工業(yè)純鋁 L01L04四種四種L0L00多種多種L1L5五種五種2、鋁合金、鋁合金Al-MeLL+1 1）變形鋁合金

10、）變形鋁合金 防繡鋁合金防繡鋁合金硬鋁合金硬鋁合金 超硬鋁合金超硬鋁合金鍛鋁合金鍛鋁合金 固溶處理固溶處理時效硬化時效硬化變形鋁合金熱處理變形鋁合金熱處理 LF11LF11等，等，MnMn、MgMgLY11LY11等，等，A1-Cu-MgA1-Cu-MgLC6LC6等，等，Al-Mg-Zn-CuAl-Mg-Zn-CuLD5LD5等，等，A1-Mg-Si-CuA1-Mg-Si-Cu3.4 3.4 有色金屬及其合金（了解）有色金屬及其合金（了解）種種類類代號代號成分成分鑄造方法鑄造方法熱處理熱處理應用應用SiCuMgZn鋁鋁硅硅合合金金ZL1016.57.5金屬模鑄金屬模鑄造造砂模鑄造砂模鑄造變質(zhì)

11、處理變質(zhì)處理退火，退火，淬火與淬火與自然時效、自然時效、不完全時效、不完全時效、人工時效、人工時效、穩(wěn)定回火、穩(wěn)定回火、軟化回火的軟化回火的組合組合鑄造性能很好，適于制造形狀鑄造性能很好，適于制造形狀復雜但強度要求不高的鑄件，復雜但強度要求不高的鑄件，用于制造儀表、水泵及電動機用于制造儀表、水泵及電動機殼體、氣缸體、活塞等殼體、氣缸體、活塞等ZL104810.5ZL1054.55.5ZL1076.57.5ZL1091113ZL1104.06.0鋁鋁銅銅合合金金ZL2014.55.3強度高，耐熱，鑄造性差，有強度高，耐熱，鑄造性差，有熱裂和疏松傾向，耐蝕性較差。熱裂和疏松傾向，耐蝕性較差。用于制

12、造內(nèi)燃機氣缸頭、活塞用于制造內(nèi)燃機氣缸頭、活塞等零件等零件ZL201A4.85.3ZL2034.05.0鋁鋁鎂鎂ZL3019.511強度高，密度小，耐蝕性好，強度高，密度小，耐蝕性好，鑄造性差，耐熱性低，用于制鑄造性差，耐熱性低，用于制造艦船配件、氨用泵體等造艦船配件、氨用泵體等ZL3034.55.5鋁鋁鋅鋅ZL401913鑄造性好，強度高，抗蝕性差，鑄造性好，強度高，抗蝕性差，熱裂傾向大，用于制造車輛發(fā)熱裂傾向大，用于制造車輛發(fā)動機零件及儀器元件和日用品動機零件及儀器元件和日用品ZL40256.52 2）鑄造鋁合金）鑄造鋁合金 3.4 3.4 有色金屬及其合金（了解）有色金屬及其合金（了解）

13、3.4.2 銅及銅合金銅及銅合金1、純銅（紫銅）、純銅（紫銅）1 1）工業(yè)純銅）工業(yè)純銅 2 2）無氧銅）無氧銅 T1T4四種四種TU1、TU22、銅合金、銅合金1 1）黃銅）黃銅 種種類類組別組別代號代號成分成分用途用途CuZnPbSnAlSiMnFeNi普普通通鋅黃銅鋅黃銅H9696冷凝管、熱交換器、機械零件、冷凝管、熱交換器、機械零件、電器零件、螺帽、沖壓件電器零件、螺帽、沖壓件H5959ZH6262熱交換器熱交換器復復雜雜黃黃銅銅鉛黃銅鉛黃銅HPb63-3鐘表零件、一般機器零件鐘表零件、一般機器零件錫黃銅錫黃銅HSn90-1車輛彈性套管車輛彈性套管鋁黃銅鋁黃銅HAl77-2船舶冷凝器管

14、、耐蝕零件船舶冷凝器管、耐蝕零件硅黃銅硅黃銅HSi80-3耐磨零件、船舶及化工零件耐磨零件、船舶及化工零件錳黃銅錳黃銅HMn58-2船舶零件、軸承、耐蝕零件船舶零件、軸承、耐蝕零件鐵黃銅鐵黃銅HFe59-1-1海水腐蝕工況下的零件海水腐蝕工況下的零件鎳黃銅鎳黃銅HNi65-5船舶冷凝器管、電機零件船舶冷凝器管、電機零件3.4 3.4 有色金屬及其合金（了解）有色金屬及其合金（了解）3.4.2 銅及銅合金銅及銅合金2 2）青銅）青銅 3 3）白銅）白銅 T1T4四種四種TU1、TU22、銅合金、銅合金銅合金銅合金組別組別代號代號成分成分應用應用CuSnAlBeSiPbNi青銅青銅錫青銅錫青銅QS

15、n4-34彈簧、抗磁零件彈簧、抗磁零件ZQSn1010水管附件、軸承水管附件、軸承鋁青銅鋁青銅QAl77重要的彈性元件重要的彈性元件ZQAl9-49壓下螺母、軸套壓下螺母、軸套鈹青銅鈹青銅QBe22重要的彈性元件、高壓高速軸承重要的彈性元件、高壓高速軸承硅青銅硅青銅QSi3-13彈簧、渦輪、渦桿彈簧、渦輪、渦桿鉛青銅鉛青銅ZQPb3030高速發(fā)動機的軸承高速發(fā)動機的軸承白銅白銅普通白銅普通白銅B2525船舶、化工儀器零件船舶、化工儀器零件鋅白銅鋅白銅BZn15-2015抗腐蝕儀表零件抗腐蝕儀表零件錳白銅錳白銅BMn3-123彈簧彈簧3.4 3.4 有色金屬及其合金（了解）有色金屬及其合金（了解

16、）3.4.3 鈦及鈦合金鈦及鈦合金1、純鈦、純鈦2、鈦合金、鈦合金組別組別代號代號成分成分室溫機械性能室溫機械性能應用應用熱處理熱處理b工業(yè)純鈦工業(yè)純鈦TA1Ti（雜質(zhì)極微）（雜質(zhì)極微）退火退火3005003040在在350C以下工作，強度以下工作，強度要求不高的零件要求不高的零件TA2Ti（雜質(zhì)微）（雜質(zhì)微）退火退火4506002530TA3Ti（雜質(zhì)微）（雜質(zhì)微）退火退火5507002025鈦合金鈦合金TA4Ti-3Al退火退火70012在在500C以下工作的零件以下工作的零件TA5Ti-4Al-0.005B退火退火70015TA6Ti-5Al退火退火7001220鈦合金鈦合金TB2Ti-

17、5Mo-5V-8Cr-3Al淬火淬火100020在在350C以下工作的零件以下工作的零件（+ ）鈦合金鈦合金TC1Ti-2Al-1.5Mn退火退火6008002025在在400C以下工作的零件以下工作的零件TC2Ti-3Al-1.5Mn退火退火7001215TC3Ti-5Al-4V退火退火900810TC4Ti-6Al-4V退火退火950103.4 3.4 有色金屬及其合金（了解）有色金屬及其合金（了解）3.4.4 軸承軸承合金合金1、性能性能 足夠的強度和硬度足夠的強度和硬度足夠的塑性和韌性，高的疲勞強度足夠的塑性和韌性，高的疲勞強度良好的磨合能力、耐蝕性良好的磨合能力、耐蝕性高的耐磨性，與

18、軸的摩擦系數(shù)小高的耐磨性，與軸的摩擦系數(shù)小良好的導熱性，較小的膨脹系數(shù)良好的導熱性，較小的膨脹系數(shù)2、代號代號 ZCh+ZCh+基本元素符號基本元素符號+ +主加元素符號主加元素符號+ +主加元素含量主加元素含量+ +輔加元素含量輔加元素含量3、種類種類 錫基軸承合金錫基軸承合金( (錫基巴氏合金錫基巴氏合金) )鉛基軸承合金鉛基軸承合金( (鉛基巴氏合金鉛基巴氏合金) )銅基軸承合金銅基軸承合金鋁基軸承合金鋁基軸承合金 3.4 3.4 有色金屬及其合金（了解）有色金屬及其合金（了解）種類種類名稱名稱代號代號成分成分應用應用SnSnSbSbCuCuPbPb其他其他基體基體質(zhì)點質(zhì)點錫基錫基軸承軸承合金合金錫基錫基巴氏巴氏合金合金ZChSnSb11-6ZChSnSb11-6余量余量11116 6軟軟硬硬汽輪機、發(fā)動汽輪機、發(fā)動機的高速軸瓦機的高速軸瓦ZChSnSb8-3ZChSnSb8-3余量余量8 83 3ZChSnSb4.5-4.5ZChSnSb4.5-4.5余量余量4.54.54.54.5鉛基鉛基軸承軸承合金合金鉛基鉛基巴氏巴氏合金合金ZChPb16-16-2ZChPb16-16-2161616162 2余量余量軟軟硬硬汽車、拖拉機汽車、拖拉機曲軸的軸承曲軸的軸承ZChPb6-6ZChP