鑄造合金講稿灰鐵及球貼

1、鐵碳相圖1，鑄鐵的化學(xué)成分一般在C: 2.23.8%、 Si: 1. 22.6%、Mn: 0.20.8%、 S: 0.30.001%、P: 0.30.03%2、主要化學(xué)成分作用 C, 提供石墨形成的碳，C越高，成分越接近共晶。 Si: 促進(jìn)碳轉(zhuǎn)變成石墨。但是不能太高，否則使鑄鐵產(chǎn)生低溫脆性。 碳當(dāng)量， 共晶度 Mn: 提高鑄鐵組織中珠光體含量。但是在薄壁鑄件條件下，易使鑄件產(chǎn)生白口組織。 3 凝固溫度液相線溫度、共晶凝固溫度4 凝固特點 凝固區(qū)間的概念，與鑄造性能的關(guān)系-縮松、縮孔傾向。流動性好壞。5奧氏體化溫度 熱處理加熱保溫溫度一、鑄鐵 一、鑄鐵分類 以高碳相結(jié)構(gòu)分類（一）高碳相是石墨 稱

2、為石墨鑄鐵，包括：1 片狀灰鑄鐵 -石墨為片狀2 球狀石墨鑄鐵 -石墨為球狀3 蠕蟲狀鑄鐵-石墨為蠕蟲狀4 團(tuán)絮狀石墨鑄鐵-石墨為團(tuán)絮狀（二）高碳相是碳化物稱為白口鑄鐵 普通白口鑄鐵-碳化鐵為Fe3C, 為魚骨狀。合金白口鑄鐵-碳化鐵為(Fe, M)7C3, 為團(tuán)塊狀。1、片狀灰鑄鐵 1）顯微組織結(jié)構(gòu) （金相組織結(jié)構(gòu)） （1）石墨相片狀石墨球狀石墨蠕蟲狀石墨團(tuán)絮狀石墨含F(xiàn)e3C的普通白口鑄鐵含(Fe、M)7C3的合金白口鑄鐵鑄鐵基體組織鐵素體 珠光體奧氏體貝氏體馬氏體灰鑄鐵 組織特點 機(jī)械性能特點 鑄造性能特點 灰鑄鐵牌號 灰鑄鐵制造工藝特點灰鑄鐵組織特點石墨為片狀石墨。類型 A、B、D、E、

3、C、E尺寸：1、2、3、4、5、6、7、8 級片狀石墨類型灰鑄鐵的基體1 珠光體基體。硬。細(xì)化珠光體2 鐵素體。 軟3 磷共晶組織 分別為二元磷共晶和三元磷共晶4 硫共晶組織 分為二元硫共晶和三元硫共晶5 共晶碳化物組織灰鑄鐵基體磷共晶機(jī)械性能特點1 抗拉強(qiáng)度機(jī)械性能隨含碳量變化牌號顯示灰鑄鐵的機(jī)械性能2延伸率延伸率低，小于1%3沖擊韌性沖擊韌性低，小于3焦、cm24 硬度與鋼相仿，略高于45號鋼。 正常在BH170220延伸率低，呈脆性材料特點。石墨形態(tài)對機(jī)械性能影響很大其它性能特點導(dǎo)熱性能好耐腐蝕性能好加工性能好鑄造性能好鑄造性能特點 流動性流動性好。隨碳當(dāng)量增加而增加；含磷量增加，流動性

4、增加。澆注溫度增加，流動性增加。 縮松縮孔傾向鑄鐵收縮：液態(tài)收縮，凝固收縮，固態(tài)收縮分散性縮孔，集中性縮孔。與鑄鋼比較，縮松縮孔傾向小。碳當(dāng)量增加，縮松縮孔傾向減小。 熱裂傾向什么是熱裂，與鑄鐵結(jié)晶區(qū)間有何關(guān)系，與含磷量，含硫量關(guān)系？ 線收縮傾向小。作用是什么？鑄造性能決定了鑄件的工藝設(shè)計方案影響鑄鐵機(jī)械性能和組織的因素 冷卻速度化學(xué)成分合金元素對共晶轉(zhuǎn)變影響各元素在組織中的存在形態(tài)固溶于基體,Mn、Ni、Co全溶于奧氏體組成碳化物強(qiáng)碳化物形成元素，V、Zr、Nb、Ti中強(qiáng)碳化物形成元素，Cr、Mo、W弱碳化物形成元素，Mn形成硫化物MnS、FeS純金屬相Cu, Pb化學(xué)成分對石墨形態(tài)的影響1

5、、C、Si增加，石墨粗化2、在一定條件下，C,Si稍降，可以細(xì)化石墨3、C, Si很低，易形成D 型石墨4、Cu, Ni, Mn, Cr, Mo, Sn, Sb 可以細(xì)化石墨5、O, S高，石墨呈片狀；含量極低，石墨呈球狀或蠕狀6化學(xué)成分對基體影響1、C,Si,Al,促進(jìn)鐵素體形成2、Mn,Cr,Cu,Ni,Sn,Sb促進(jìn)珠光體形成和細(xì)化珠光體3、Mo細(xì)化珠光體4、Cu,Ni,Mo高時（25%）促進(jìn)形成貝氏體5、Mn （57%）促形成馬氏體6、Mn,Ni （高）促形成奧氏體鐵水過熱和高溫靜置臨界溫度：在此溫度下保溫，有利細(xì)化石墨，細(xì)化基體，提高抗拉強(qiáng)度。高于此溫度保溫，則使性能惡化，甚至導(dǎo)致出

6、現(xiàn)自由滲碳體?；诣T鐵的臨界溫度：1500度1550度。影響臨界溫度因素：化學(xué)成分、鑄件冷卻速度，成核條件過熱效果的可逆性。孕育的影響氣體的影響爐料的影響灰鑄鐵生產(chǎn)灰鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)： 牌號 HT150、HT200、HT250、HT300、HT350不同壁厚灰鑄鐵的成分衡量灰鑄鐵冶金質(zhì)量的指標(biāo)成熟度及相對強(qiáng)度：RG=b/(1000-800Se) RZ=b/(2.27HBS-227)硬化度及相對硬度: HG=HBS/170.5+0.793(Tl-Ts) RH=HBS/(100+0.44b)品質(zhì)系數(shù) : Q=RG/HG提高灰鑄鐵性能途徑合理選定化學(xué)成分可以調(diào)整碳、硅相對含量提高熔煉水平高溫熔煉，低溫澆注，減

7、少夾渣，脫硫脫氧處理進(jìn)行孕育處理調(diào)整成分，使之適于孕育，即根據(jù)鑄件壁厚，調(diào)整碳當(dāng)量。確定孕育劑型號確定孕育劑加入量確定孕育劑加入方法: 隨流孕育，型內(nèi)孕育，沖入法孕育孕育效果特征：共晶團(tuán)數(shù)，共晶過冷度，白口傾向組織細(xì)密，斷面敏感性小低合金化加入Cu,Cr, Ni, Mo, Ti, Sn, Sb, Re1.2 球墨鑄鐵球鐵分類珠光體球墨鑄鐵、鐵素體球墨鑄鐵，混合型球墨鑄鐵，貝氏體球墨鑄鐵，奧氏體球墨鑄鐵球墨鑄鐵性能，及應(yīng)用機(jī)械性能珠光體球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度： 600Mpa800Mpa屈服強(qiáng)度： 450Mpa640Mpa延伸率 ： 26%沖擊韌性： 10J/CM2疲勞強(qiáng)度： 300Mpa硬度： HB

8、S220260應(yīng)用： 中小功率柴油發(fā)動機(jī)曲軸，齒輪，機(jī)床及其它機(jī)械的耐磨件?；旌匣w球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度： 450Mpa550Mpa屈服強(qiáng)度： 350Mpa440Mpa延伸率 ： 510%沖擊韌性： 20J/CM2疲勞強(qiáng)度： 200Mpa硬度： HBS180220用途適用于柴油機(jī)、農(nóng)用機(jī)械、化工機(jī)械、冶金設(shè)備上一些部件。貝氏體球墨鑄鐵 抗拉強(qiáng)度： 900Mpa 屈服強(qiáng)度： 700Mpa 延伸率 ： 26% 沖擊韌性： 6J/CM2 硬度： HBS300 應(yīng)用：鐵素體球墨鑄鐵鐵素體球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度： 400Mpa500Mpa屈服強(qiáng)度： 300Mpa400Mpa延伸率 ： 1020%沖擊韌性： 4

9、0J/CM2硬度： HBS220260應(yīng)用：輸油管道，風(fēng)力發(fā)電機(jī)基座，汽車剎車臂，汽車輪 轂奧氏體球墨鑄鐵球墨鑄鐵制造工藝1 流程： 化學(xué)成分要求-熔煉-球化處理-孕育處理- 澆注成分要求：C,3.6-3.8%，Si,2.23.0%.CE=4.34.5%Mn0.20.5%, S0.01%,P0.06%熔煉：熔煉設(shè)備：沖天爐，中頻感應(yīng)爐熔煉要求：爐料。原鐵水要求，低硫，低磷，高溫，增碳劑。球化劑：類型，Mg系球化劑，稀土系球化劑，Mg系球化劑稀土系球化劑Mg脫硫=0.76x(S原鐵水-S脫硫后）Mg吸收率=A=（Mg殘+Mg脫硫）/Mg加球化處理：球化劑，球化處理工藝孕育處理：孕育劑，孕育工藝爐前檢驗：化學(xué)成分分析-原子吸收光譜，熱分析法，超聲波分析法，三角式樣分析法。球鐵化學(xué)成分要求：S 0.004%, Mg 0.040.08%, Re0.020.04%沖天爐熔煉球化處理中頻感應(yīng)熔煉爐球化處理：壓力加鎂沖入法球化，型內(nèi)球化法孕育工藝：球鐵灰鐵孕育效果比較浮硅法孕育球化效果檢驗 三角試樣法 熱分析法 金相法 超聲檢測球鐵熱分析曲線超聲波法球墨鑄鐵鑄造性能1凝固特點2流動性3收縮特性3裂紋特性球鐵凝固特點： 1 共晶凝固溫度