材料及熱加工工藝第八章

1、常用鑄造合金：常用鑄造合金：鑄鐵、鑄鋼鑄鐵、鑄鋼和非鐵合金中的和非鐵合金中的鋁、銅合金鋁、銅合金。鑄鐵鑄鐵：是以鐵、碳和硅為主要元：是以鐵、碳和硅為主要元素的多元合金。常用成分如下表：素的多元合金。常用成分如下表：鑄鐵曲軸鑄鐵曲軸內(nèi)燃機汽缸內(nèi)燃機汽缸l 力學(xué)性能低。力學(xué)性能低。由于由于石墨相當于鋼基體中石墨相當于鋼基體中的裂紋或空洞，破壞的裂紋或空洞，破壞了基體的連續(xù)性，且了基體的連續(xù)性，且易導(dǎo)致應(yīng)力集中。易導(dǎo)致應(yīng)力集中。鑄鐵與鑄鋼的強度比較鑄鐵與鑄鋼的強度比較分析三種灰鑄鐵：分析三種灰鑄鐵： C化合化合=0時時,為為F灰鑄鐵?；诣T鐵。強度硬度最差，很少用。強度硬度最差，很少用。C化合化合=0

2、.8%時，為時，為P灰鐵，石墨片細小，分布均勻，灰鐵，石墨片細小，分布均勻，強、硬度高，可制造床身、機體等重要件。強、硬度高，可制造床身、機體等重要件。 C化合化合 0.8%時時,為（為（P+F）灰鑄鐵，石墨片較粗大）灰鑄鐵，石墨片較粗大，強度低，適于一般機件。其鑄造性能和減振性均優(yōu)于強度低，適于一般機件。其鑄造性能和減振性均優(yōu)于前者，應(yīng)用最廣。前者，應(yīng)用最廣。結(jié)論：結(jié)論：必須控制石必須控制石墨化程度來控制鑄墨化程度來控制鑄鐵的組織和性能。鐵的組織和性能。 C化合化合=0時時,為為F灰鑄鐵?；诣T鐵。強度硬度最差，很少用。強度硬度最差，很少用。C化合化合=0.8%時，為時，為P灰鐵，石墨片細小，

3、分布均勻，灰鐵，石墨片細小，分布均勻，強、硬度高，可制造床身、機體等重要件。強、硬度高，可制造床身、機體等重要件。碳和硅碳和硅 對鑄鐵的組織和對鑄鐵的組織和性能起著決定性的影響性能起著決定性的影響碳是形成石墨的元素，碳是形成石墨的元素，也是促進石墨化的元素。也是促進石墨化的元素。硅是強烈促進石墨化的硅是強烈促進石墨化的元素。含硅量過少，即使元素。含硅量過少，即使高含碳量石墨也不宜析出，高含碳量石墨也不宜析出，容易形成白口組織。容易形成白口組織?；诣T鐵中：灰鑄鐵中：2.5-4.0%C，1.0-3.0%Si。S：硫是強烈阻礙石墨化的元素硫是強烈阻礙石墨化的元素，能促進鑄鐵白口化，能促進鑄鐵白口化，

4、形成熱脆性，并降低流動性，增大收縮，產(chǎn)生熱裂。形成熱脆性，并降低流動性，增大收縮，產(chǎn)生熱裂。有害元素，應(yīng)嚴格限制其含量在有害元素，應(yīng)嚴格限制其含量在0.1%以下。以下。Mn: 錳與硫作用生成錳與硫作用生成MnS，削弱硫的有害作用，提，削弱硫的有害作用，提高鑄鐵的強度。高鑄鐵的強度。錳是阻礙石墨化的元素錳是阻礙石墨化的元素，增加白口傾，增加白口傾向。生產(chǎn)中常加入向。生產(chǎn)中常加入0.61.2%錳鐵，控制鑄鐵組織。錳鐵，控制鑄鐵組織。P: 磷對石墨化影響不顯著磷對石墨化影響不顯著，磷含量大于，磷含量大于0.3%時會形時會形成硬而脆的磷共晶，能提高鑄鐵的耐磨性，但又會形成硬而脆的磷共晶，能提高鑄鐵的耐

5、磨性，但又會形成冷脆性，對于灰鑄鐵含磷量應(yīng)限制在成冷脆性，對于灰鑄鐵含磷量應(yīng)限制在0.15%以下。以下。 在高溫緩慢冷卻的條件下，由于原子具有較高的擴在高溫緩慢冷卻的條件下，由于原子具有較高的擴散能力，鑄鐵中的碳以游離態(tài)（石墨相）析出。散能力，鑄鐵中的碳以游離態(tài)（石墨相）析出。u對于薄壁件容易得到對于薄壁件容易得到白口組織，要獲得灰口白口組織，要獲得灰口組織就應(yīng)增加碳、硅含組織就應(yīng)增加碳、硅含量；反之亦然。量；反之亦然。冷卻速度對鑄鐵組織的影響冷卻速度對鑄鐵組織的影響冷卻速度主要取決于鑄冷卻速度主要取決于鑄型材料和鑄件壁厚型材料和鑄件壁厚 鑄鐵成分（鑄鐵成分（C+Si）和鑄件壁厚（冷速）對鑄鐵

6、組織的影響）和鑄件壁厚（冷速）對鑄鐵組織的影響4)灰灰鑄鑄鐵鐵的的牌牌號號及及應(yīng)應(yīng)用用刨床床身 汽缸套汽缸套活塞環(huán)活塞環(huán)大型船用柴油機汽缸體大型船用柴油機汽缸體(HT-300)重型機床床身重型機床床身(HT-250)變速箱體變速箱體黑心可鍛鑄鐵黑心可鍛鑄鐵 珠光體可鍛鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵 可鍛鑄鐵的石墨化退火可鍛鑄鐵的石墨化退火可鍛鑄鐵管件可鍛鑄鐵管件黑心可鍛鑄鐵件黑心可鍛鑄鐵件 第一：鑄出白口鑄鐵坯；第一：鑄出白口鑄鐵坯；毛坯不能有石墨存在，毛坯不能有石墨存在，否則將導(dǎo)致廢品。否則將導(dǎo)致廢品。第二：石墨化退火。第二：石墨化退火。 C：2.42.8%；Si：1.4% 白口白口鐵鐵可鍛鑄鐵的石墨化

7、退火工藝可鍛鑄鐵的石墨化退火工藝1)、定義：在澆注前向鐵水中、定義：在澆注前向鐵水中加入球化劑和孕育劑加入球化劑和孕育劑進行球化處理和孕育處理，獲得石墨呈球狀分布的進行球化處理和孕育處理，獲得石墨呈球狀分布的鑄鐵，稱為球墨鑄鐵，簡稱鑄鐵，稱為球墨鑄鐵，簡稱“球鐵球鐵”?；铱阼T鐵經(jīng)灰口鑄鐵經(jīng)孕育處理孕育處理后雖然細化了石墨片，但后雖然細化了石墨片，但球狀球狀石墨則是最為理想的一種石墨形態(tài)。石墨則是最為理想的一種石墨形態(tài)。2)、球墨鑄鐵的組織、球墨鑄鐵的組織 對基體割裂作用進一步減輕對基體割裂作用進一步減輕 鑄件的外殼強度很低，球鑄件的外殼強度很低，球狀石墨析出引起的膨脹力狀石墨析出引起的膨脹力很

8、大。若鑄型的剛度不足，很大。若鑄型的剛度不足，鑄件外殼將向外脹大，造鑄件外殼將向外脹大，造成鑄件內(nèi)部的鐵水不足，成鑄件內(nèi)部的鐵水不足，在鑄件最后凝固的部位產(chǎn)在鑄件最后凝固的部位產(chǎn)生縮孔和縮松。生縮孔和縮松。球墨鑄鐵中的牛眼狀球墨鑄鐵中的牛眼狀鐵素體組織鐵素體組織 珠光體基球墨鑄鐵珠光體基球墨鑄鐵制品制品(軋輥與輥環(huán)軋輥與輥環(huán))貝氏體基球墨鑄鐵貝氏體基球墨鑄鐵鑄鐵曲軸鑄鐵曲軸1)蠕墨鑄鐵的組織特征蠕墨鑄鐵的組織特征石墨形態(tài)介于片狀和球狀石墨之間石墨形態(tài)介于片狀和球狀石墨之間，呈短片狀，片，呈短片狀，片端鈍而圓，類似蠕蟲。端鈍而圓，類似蠕蟲?；铱阼T鐵灰口鑄鐵中石墨片的特征是片長、較薄、端部較尖；中

9、石墨片的特征是片長、較薄、端部較尖；球墨鑄鐵球墨鑄鐵中的石墨大部分呈球狀；中的石墨大部分呈球狀；蠕墨鑄鐵的顯微組織蠕墨鑄鐵的顯微組織 是近年來發(fā)展起來的一種新型工程材料是近年來發(fā)展起來的一種新型工程材料2)蠕墨鑄鐵的性能蠕墨鑄鐵的性能力學(xué)性能介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間，其力學(xué)性能介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵之間，其鑄造性鑄造性能、減振性和導(dǎo)熱性能、減振性和導(dǎo)熱性都優(yōu)于球墨鑄鐵，與灰鑄鐵都優(yōu)于球墨鑄鐵，與灰鑄鐵相近；相近；強韌性不如球鐵強韌性不如球鐵。3)蠕墨鑄鐵的牌號、性能特點及用途蠕墨鑄鐵的牌號、性能特點及用途斷面敏感性教灰鑄鐵小，厚達截面上性能較均勻。斷面敏感性教灰鑄鐵小，厚達截面上性能較均勻。 灰

10、鑄鐵灰鑄鐵灰鑄鐵灰鑄鐵蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵灰鑄鐵灰鑄鐵蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵球墨鑄鐵球墨鑄鐵玻璃模具玻璃模具制動鼓制動鼓工業(yè)鑄鐵的成分范圍與組織工業(yè)鑄鐵的成分范圍工業(yè)鑄鐵的成分范圍溫度溫度快冷中速冷卻中速冷卻緩冷緩冷緩冷快冷白口鑄鐵珠光體灰鑄鐵鐵素體灰鑄鐵鐵素體球墨鑄鐵珠光體球墨鑄鐵珠光體可鍛鑄鐵鐵素體可鍛鑄鐵石墨化退火中速冷卻緩冷珠光體蠕墨鑄鐵鐵素體蠕墨鑄鐵Si/Mg/Ceu鑄鋼特點：鑄鋼特點： 力學(xué)性能高，特別是塑性和韌性比鑄鐵高，焊接性力學(xué)性能高，特別是塑性和韌性比鑄鐵高，焊接性能優(yōu)良，適于采用鑄、焊聯(lián)合工藝制造重型機械。能優(yōu)良，適于采用鑄、焊聯(lián)合工藝制造重型機械。但鑄造性能、減震性和缺口敏感性都比鑄鐵差。但鑄造性能、減震性和缺口敏感性都比鑄鐵差。 u鑄鋼用途：鑄鋼用途： 承受重載荷及沖擊載荷的承受重載荷及沖擊