合金熔煉知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、合金熔煉知識(shí)點(diǎn)總結(jié)合金熔煉知識(shí)點(diǎn)總結(jié)1. 鑄造性能：流動(dòng)性，充型能力，收縮性，偏析。氣體及夾雜物等2. 合金的流動(dòng)性與充型能力的區(qū)別1）充型能力是液態(tài)金屬充滿型腔獲得形狀完整， 輪廓清晰鑄件的能力流動(dòng)性是指液態(tài)鑄造合金本身的流動(dòng)能力。2 ）流動(dòng)性好的合金，其充型能力強(qiáng)3）流動(dòng)性影響因素：合金的種類，化學(xué)成分及 結(jié)晶特點(diǎn)3. 收縮性：鑄造合金從液態(tài)冷卻到室溫的過程中，其體積和尺寸縮減的現(xiàn)象稱為收縮性。1）收縮的三個(gè)階段；液態(tài)收縮階段，凝固收縮階 段，固態(tài)收縮階段。2）收縮方法：體收縮，線收縮3）影響收縮的因素：化學(xué)成分，澆注溫度，鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件4）收縮對(duì)鑄件質(zhì)量的影響：產(chǎn)生縮松和縮孔主 要原

2、因是液態(tài)收縮和凝固收縮防治措施：調(diào)整化學(xué)成分，降低澆注 溫度和減少澆注速度，增加補(bǔ)縮能力，增加鑄型 激冷能力。6. 鑄造應(yīng)力：鑄件在凝固冷卻的過程中因溫度的下 降而產(chǎn)生收縮使鑄件和長度發(fā)生變化，若這些變 化受到阻礙便會(huì)在鑄件中產(chǎn)生應(yīng)力稱為鑄造應(yīng) 力。1 ）鑄造應(yīng)力按其產(chǎn)生的原因可分為三種：熱應(yīng)力，固態(tài)相變應(yīng)力，收縮應(yīng)力2）鑄造應(yīng)力的防止和消除措施：采用同時(shí)凝固的原則提高鑄型溫度改善鑄型和型芯的退讓性進(jìn)行去應(yīng)力退火7. 鑄鐵：鑄鐵是一系列主要由鐵、碳和硅組成的合 金的總稱鐵，碳，硅，錳，磷，硫及其其他合 金元素1 )鑄鐵中的碳以化合態(tài)滲碳體和游離態(tài)石墨形 式存在2).影響鑄鐵組織和性能的因素：a

3、. 碳和硅鑄鐵中碳、硅含量均高時(shí)，析出的石 墨就愈多、愈粗大b. 硫強(qiáng)烈阻礙石墨化，增加熱脆性，惡化鑄鐵鑄 造性能 硫含量限制在0.1-0.15%以下c. 錳弱阻礙石墨化，具有提高鑄鐵強(qiáng)度和硬度的作用錳含量控制在0.61.2% 之間d. 磷對(duì)鑄鐵的石墨化影響不顯著。含磷過高將 增加鑄鐵的冷脆性磷含量限制在0.5%以下8.鑄鐵分類：1 ）按碳存在形式分：白口鑄鐵，灰口鑄鐵，麻 口鑄鐵2）按石墨存在形式分：灰鑄鐵，可鍛鑄鐵，球墨鑄鐵，蠕墨鑄鐵3）按化學(xué)成分分：普通鑄鐵，合金鑄鐵4）按性能分：耐熱鑄鐵，耐磨鑄鐵，耐腐蝕鑄鐵9.灰鑄鐵 （HT）:指碳主要以片狀石墨形式出現(xiàn)的 鑄鐵，斷口呈灰色。它是工業(yè)

4、中應(yīng)用最廣的鑄鐵。1 ）灰口鑄鐵的組織：鐵素體+片狀石墨 鐵素 體.珠光體+片狀石墨 珠光體+片狀石墨2）灰鑄鐵的性能特點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度，塑性韌性均不 如鋼屬于脆性材料；鑄造性能較好；具有良好的 減振性；耐磨性好 缺口敏感性低.3）灰鑄鐵的孕育處理目的：消除白口、細(xì)化組 織，改善石墨形態(tài)，提高組織均勻性4 ）灰鑄鐵孕育處理工藝過程：在澆注前往鐵水 中加入硅鐵（FeSi75 ）和硅鈣合金。等孕育劑， 使鐵水產(chǎn)生大量均勻分布晶核，使石墨片及基體 組織得到細(xì)化5）灰鑄鐵孕育劑：硅鐵（FeSi75）和硅鈣合金。6）孕育鑄鐵特點(diǎn)：強(qiáng)度和韌性優(yōu)于普通灰鑄鐵 組織較均勻，性能基本一致9）灰鑄鐵爐前檢驗(yàn)方法：試樣

5、冷卻至暗紅色（600-700 度）淬水打斷測量試樣白口寬度，觀察截面組織。白口寬度大，碳當(dāng)量低，斷口 發(fā)暗，硅量低，發(fā)亮則硅量合適，發(fā)黑，則碳高, 色淡中心細(xì)粒則碳低 7）灰鑄鐵牌號(hào)：HT ” +數(shù)字?jǐn)?shù)字表示其最 低抗拉強(qiáng)度b b （MPa ） 8）提高灰鑄鐵性能的途徑： 合理選擇化學(xué)成分 （提高Si/C）；孕育處理（孕育鑄鐵；低合金化（Ni, Cu, Mn, Cr, Mo, V）；合成鑄鐵，改進(jìn)爐料質(zhì) 量；對(duì)鑄件進(jìn)行熱處理9. 灰鑄鐵熱處理特點(diǎn)：去應(yīng)力處理，石墨化退火10. 碳當(dāng)量：是表示鑄鐵中貴和磷對(duì)鐵碳共晶綜 合影響指標(biāo)11. 共晶度：普通灰鑄鐵中含碳量與共晶點(diǎn)含碳 量的比值12. 鑄件

6、的冷卻速度大小與那些有關(guān)：a. 鑄件壁厚（鑄件壁愈厚，冷卻速度愈慢，則石墨 化傾向愈大，愈易得到粗大的石墨片和鐵素體基 體），b. 澆注溫度（澆注溫度高，冷卻速度慢，石墨化傾向愈大)C.鑄型散熱條件13. 球墨鑄鐵：球墨鑄鐵是鐵液經(jīng)過球化處理后使石墨大部分或全部呈球狀，有時(shí)少量為團(tuán)絮狀 的鑄鐵。1).球墨鑄鐵化學(xué)成分：一般碳當(dāng)量質(zhì)量分?jǐn)?shù)選在共晶點(diǎn)附近(4.64.7%)，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為3.53.9% ；硅：珠光體球鐵1.72.6%Si ，鐵素體球鐵2.53.2%Si ;錳、硫、磷：適當(dāng)控制；鎂和稀土：適當(dāng)控制.2 )球墨鑄鐵組織：鐵素體(F)+球狀石墨(G)，鐵索體(F)-珠光體(P)+球狀

7、石墨(G)，珠光體(P)+球狀石墨(G)，下貝氏體(B下)+球狀 石墨(G)。3) 球墨鑄鐵的性能：a. 有高的強(qiáng)度和良好的塑性與韌性；b. 良好的鑄造性能、減摩性、切削加工性及低的 缺口敏感性4) .球墨鑄鐵的牌號(hào)：QT500-07抗拉強(qiáng)度最低值為500MPa，伸長率最低值為7%5) 球墨鑄鐵的生產(chǎn)工藝過程：a控制原鐵水化學(xué)成分S和P。Mn含量要低C含量要高(3.64.0%C )b.較高的鐵水溫度出爐溫度應(yīng)高于1400 C 注【鐵水孕育處理-球化處理】6) .球墨鑄鐵球化處理a) .球化劑的作用是使石墨呈球狀析出。b) .球化劑：稀土鎂合金。8）.鎂球化劑在鐵水中的作用：化學(xué)性質(zhì)活潑，脫硫，

8、去氧能力強(qiáng)。鎂對(duì)石墨起球化作用，能夠促進(jìn)石墨呈球狀。9）.球化處理工藝有：沖入法和型內(nèi)球化法。沖入法：a）.H /D > 1.5常用堤壩式包底b）先將處理包預(yù)熱600 800度（暗紅色）c）.再將碎成一定粒度的球化劑（15-30mm）裝 入堤壩內(nèi)緊實(shí)，上面覆蓋硅鐵粒（粒度v或等于 球化劑，然后再覆蓋草木灰，珍珠巖等集渣劑。d）出鐵液時(shí)不能正對(duì)球化劑，沖入 2/3 1 /2 包鐵液是停止出鐵讓鐵液沸騰1-3mim后扒渣, 再補(bǔ)入其他的1 /3 1 /2鐵液同時(shí)在鐵曹內(nèi) 進(jìn)行孕育，再補(bǔ)加鐵液時(shí)若液面逸出鎂光及白黃 火焰表示球化正常10) 球墨鑄鐵孕育處理：a) 孕育劑的主要作用是促進(jìn)石墨化，

9、 防止球化元 素所造成的白口傾向，細(xì)化共晶團(tuán)，提高力學(xué)性 能b) .孕育劑：FeSi750合金C)孕育處理方法：爐前一次孕育法，倒包孕育法， 瞬時(shí)孕育法11 )球墨鑄鐵的爐前檢測A).爐前三角試片檢驗(yàn)法：a) .先取樣，將鐵液澆入爐前三角試片砂型中，待 試樣冷至暗紅色時(shí)，淬入水中冷卻，b) .打斷試樣，觀察斷口來判斷球化是否良好c) .判斷標(biāo)準(zhǔn)：斷口呈銀白色光澤，尖角白口清晰， 側(cè)面有明顯的縮陷，組織較細(xì)，遇水有電石臭味。12 )球墨鑄鐵常見鑄造缺陷：球化不良，球化衰退，石墨漂浮，縮孔縮松，皮 下氣孔，夾渣。13 )球墨鑄鐵的熱處理工藝：a) .石墨退火目的：得到塑性韌性高的鐵素體，球墨鑄鐵。

10、b) .正火與回火，使晶粒細(xì)化，組織均勻，強(qiáng)度 和硬度提高。目的：獲得以珠光體為主的基體組織c) .淬火與回火淬火目的：將組織轉(zhuǎn)變?yōu)楹嫉偷募?xì)小馬氏體 回火目的：降低鑄件中殘余應(yīng)力和脆性，保持鑄 件的高硬度和耐磨性。問答題1、在球墨鑄鐵生產(chǎn)中對(duì)原鐵液有什么要求？鐵 液化學(xué)成分確定依據(jù)什么原則?要求：鐵水溫度要高，1450度，對(duì)原材料要 求高， 原則：高碳，低硅，錳，硫，磷，強(qiáng)化孕育,2、球化處理后為什么還必須進(jìn)行孕育處理?目的；促進(jìn)石墨化，防止球化元素所造成的白口傾向，細(xì)化共晶團(tuán)，提高力學(xué)性能14）鑄鋼種類按化學(xué)成分分 a） 碳素鋼1）低碳鋼 CvO.25%鑄造性能差、應(yīng)用較少2）中碳鋼 C=

11、0.250.45%鑄造性能較好、應(yīng)用廣泛3）高碳鋼 C=0.500.60鑄造性能差、 應(yīng)用較少b) .合金鋼 【耐蝕.耐磨.耐熱等特殊性能】 1)低合金鋼 2)高合金鋼 按鋼的用途分：碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素工具鋼，合金 結(jié)構(gòu)鋼，合金工具鋼，不銹鋼，耐熱鋼， 15 )碳鋼a) 碳鋼的主要元素是鐵和碳 b)鑄造鋼分為：亞共析鋼，(wc V 0.77 %)共析 鋼(wc = 0.77 %)過共析鋼(wc > 0.77 %)鑄造低碳鋼(wc V 0.25 %)中碳鋼(wc = 0.25 % 0.5 %)高碳鋼(wc > 0.5 % 16 )牌號(hào)表示方法: (1)強(qiáng)度法一一ZG(后面加兩組數(shù)字，第

12、一組200400*八F示例；ZG表示屈服強(qiáng)度，第二組表示抗拉強(qiáng)度。之間用恥)JE服強(qiáng)度(MPa)“一”隔開，例如:鑄鋼優(yōu)號(hào)帆的元購符號(hào)"其屯叉 質(zhì)量井軟小于0.聊 娼的啓叉質(zhì)豎分?jǐn)?shù) 鉗的元賽符號(hào)講的名真質(zhì)H分?jǐn)?shù) 鉆的元 攥符號(hào)鑄鋼優(yōu)號(hào)2）以化學(xué)成分表示的鑄鋼牌號(hào)18）鑄態(tài)組織其特征a）晶粒粗大，有些情況還存在魏氏（或網(wǎng)狀） 組織（先共析鐵素體形態(tài)）。b）具有粒狀鐵素體和珠光體相互交錯(cuò)分布的組織c）使鋼具有良好的強(qiáng)度和韌性。通過適當(dāng)?shù)臒崽?理（退火或正火），魏氏體或網(wǎng)狀組織即令轉(zhuǎn)變 為粒狀組織。注：I細(xì)化晶粒方法：增大冷卻速度，降低澆注溫度， 加強(qiáng)鋼液在凝固期間運(yùn)動(dòng)，變質(zhì)處理，表面層晶

13、 粒細(xì)化 H魏氏組織：是先共析的鐵素體或滲碳體結(jié)晶時(shí) 沿著奧氏體晶面呈針片狀析出，并由晶界插入晶 粒內(nèi)部，冷卻后在亞共析鋼中。魏氏組織危害：是碳鋼鑄件常見缺陷， 能夠使鑄 件的力學(xué)性能降低，脆性增加，沖擊韌度急劇下 降，消除魏氏組織的方法：進(jìn)行退火或正火處理，使 鋼的晶粒細(xì)化19 ）鑄造碳鋼的化學(xué)成分a）主要是：碳，硅，錳，磷，硫五大元素，碳是 主要元素，硫磷是雜質(zhì)元素。b）碳，碳量增加，強(qiáng)度增加，塑性韌性降低，c）硅，具有脫氧作用，是有益元素d）硫，有害元素，能夠降低鋼的力學(xué)性能，產(chǎn)生 熱脆現(xiàn)象e）錳的作用：具有固溶強(qiáng)化作用，脫氧作用，減 少硫的危害作用f）磷，有害元素，降低鋼的塑性韌性，引

14、起冷脆 現(xiàn)象20）碳鋼的熱處理a）處理的目的 是細(xì)化晶粒，消除魏氏體（或網(wǎng) 狀組織）和消除鑄造應(yīng)力。b）處理方法：退火、正火或正火加回火。由于碳鋼的淬造性較差，不采用淬火處理。注：I ,正火的力學(xué)性能比退火高，且生產(chǎn)率高、成 本低、應(yīng)盡量采用正火代替退火n,正火比退火的內(nèi)應(yīng)力大，易產(chǎn)生裂紋、硬化的鑄鋼件，則需退火。m，對(duì)于小型中碳鋼鑄件，則常用調(diào)質(zhì)處理，以提高其綜合力學(xué)性能21）碳鋼的鑄造性能a）流動(dòng)性差，縮孔傾向較大，b）易形成熱裂和冷裂等缺陷。22）鑄造工藝特點(diǎn)a）鋼水的澆注溫度高b），收縮大，流動(dòng)性差，易氧化、吸氣，因此鑄 造困難，c）易產(chǎn)生澆不到、氣孔、縮孔、縮松、熱裂、粘 砂等缺陷。

15、23）獲得健全鑄鋼件應(yīng)采用的工藝措施：a）鑄鋼用砂具有高耐火性，良好的透氣性和退讓 性，低的發(fā)氣性等。b）鑄鋼件要安置冒口和冷鐵，以實(shí)現(xiàn)定向凝固。防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松c）鑄鋼件的熱處理：是生產(chǎn)鑄鋼件的必要工序d）鑄件的壁不能太薄；24 ）鑄造合金鋼注：低合金鋼的主要作用是提高力學(xué)性能，高合金鋼的主要作用是改善物理化學(xué)性能25 ）鑄造高錳鋼a）性能特點(diǎn)：加工硬化，高韌性b）化學(xué)成分對(duì)高錳鋼的影響：碳，錳【碳高，硬 度高，韌性差。錳小，不能形成單一奧氏體，過 大不易加工硬化】磷，降低鋼的韌性，硫，作用 小c）組織：奧氏體+碳化物+磷（少量）d）水韌處理：將鑄件重新加熱到奧氏體區(qū)保溫， 使碳化物全

16、部溶于奧氏體中，然后迅速淬入水中 得到單一的奧氏體組織，這種熱處理叫水韌處理 f ）高錳鋼進(jìn)行水韌處理目的：為了消除碳化物， 獲得單一奧氏體組織e）工藝性能：流動(dòng)性好，收縮性大，內(nèi)應(yīng)力大，加工性能差，易產(chǎn)生裂紋，易粘砂26）鉻元素性能作用：a）提高淬透性，b）縮小奧氏體區(qū) c）形成致 密氧化膜26 ）鉻不銹鋼耐蝕原理a）鉻不銹鋼具有耐腐蝕性的合金元素。b）Cr達(dá)到13%時(shí)在鋼的晶粒表面會(huì)形成一層致密的含氧化鉻C"03鈍化保護(hù)膜。c）能提高它的電極電位27）鉻不銹鋼組織a）平衡狀態(tài)：鐵素體+碳化物b）鑄造態(tài)：鐵素體+馬氏體+碳化物28）熱處理工藝a）退火目的：消除應(yīng)力，b）淬火目的：固

17、溶處理c）回火目的：消除鉆火應(yīng)力。提高沖擊能力29）鉻鎳不銹鋼組織a）平衡態(tài)：A + F+碳化物b）鑄造態(tài)：A +碳化物30 ）鉻鎳不銹鋼工藝：通過固溶處理得到單一的 奧氏體組織31 ）鉻鎳不銹鋼的鑄造性：流動(dòng)性差，體收縮大，易產(chǎn)生縮孔，易產(chǎn)生熱裂，易產(chǎn)生粘砂具有良好的塑性，韌性32 ）鉻鎳不銹鋼的缺陷：晶界貧鉻，降低耐蝕性 33）問答題 高錳鋼為什么必須進(jìn)行水韌處理后才能使用？ 處理工藝如何，處理后得到什么金相組織？a）原因：高錳鋼鑄件外表耐磨，內(nèi)部有韌性，結(jié) 晶過程不能全部按照平衡狀態(tài)下進(jìn)行，共析轉(zhuǎn)變 來不及發(fā)生，實(shí)際得到的組織是奧氏體加入少量 的碳化物，而這些的碳化物的存在鑄件性能不利，

18、所以為了消除碳化物獲得單一奧氏體組織， 進(jìn)仃。°。°。b）工藝：溫度加熱到1050 1400度，保溫一 段時(shí)間，一般為35小時(shí)為保證淬火過程中有 足夠冷卻能力，水溫不應(yīng)高于50度c）金相組織：單一奧氏體組織34）堿性電弧爐氧化法煉鋼a）煉鋼步驟：扒渣補(bǔ)爐，配料與裝料，熔化期， 氧化期，還原期，出鋼b）扒補(bǔ)爐原則：快扒扒凈，高溫快補(bǔ)薄補(bǔ)c）熔化期主要任務(wù)：將爐料熔成鋼液，進(jìn) 行部分脫磷 ，防止吸氣和金屬發(fā)揮，把鋼液加熱到下一階段冶煉所需溫度d）熔化期過程：低壓初熔階段（起弧階段）， 高壓初熔階段（穿井），高壓熔化階段（電極回升）， 低壓未熔階段f）熔化期元素變化：堿性爐，硅燒

19、損，基本燒完。 錳燒 50 % 100 %e）氧化期主要任務(wù)： 脫P(yáng)，除氣，去除夾雜物，在還原期加 碳，提咼鋼液溫度注：氧化方法v氧氣氧化，礦石氧化，礦石，氧氣綜合氧化法f) 還原期主要任務(wù)： 脫氧脫硫，調(diào)整鋼液溫度及化學(xué)成分。補(bǔ)充：固溶處理(solution treatment)指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使過剩相 充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過飽和 固溶體的熱處理工藝。目的主要是改善鋼和合金的塑性和韌性，為沉淀硬 化處理作好準(zhǔn)備等。使合金中各種相充分溶解，強(qiáng)化固溶體，并提高韌性及抗蝕性能，消除應(yīng)力與軟化，以便繼 續(xù)加工或成型。適用多種特殊鋼，高溫合金，特殊性能合金，有色金屬。尤其適用：熱處理后須要再加工的零件