第二章常用鑄造合金及其熔煉

第二章常用鑄造合金及其熔煉1第一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四本章主要內(nèi)容與目的：了解鑄鋼、鑄鐵的生產(chǎn)過程。了解鑄鐵的分類。理解鑄鐵石墨化及影響因素。掌握普通灰口鐵、孕育鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕蟲鑄鐵的生產(chǎn)特點、牌號、性能。鋼鐵的生產(chǎn)過程影片第二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)鋼鐵的生產(chǎn)過程鋼鐵的生產(chǎn)過程是一個由鐵礦石練成生鐵、由生鐵練成鋼液并澆注成鋼錠的過程。一、煉鐵鐵礦石、焦炭、石灰石→生鐵→鋼水→鋼錠在高爐中進行:鐵礦石+焦碳+石灰石爐料→高爐預熱900～1200℃→焦碳燃燒，產(chǎn)生CO→加熱爐料，發(fā)生反應第三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四①還原反應:②造渣反應:③滲碳反應:C、CO將FeO中氧分離→還原FeCaO+SiO2=CaSiO3（爐渣）Fe吸收焦碳中C→含C高，熔點低的生鐵水煉鋼生鐵——用于煉鋼（大多數(shù)）鑄造生鐵——熔煉鑄鋼（少量）第四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四平爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼電爐鋼按爐別分二、煉鋼1.鋼的熔煉方法鋼與生鐵在化學成分上主要區(qū)別：鋼含C量低（<1.4%）Si,MnS,P雜質(zhì)低煉鋼主要任務——生鐵多余的C、雜質(zhì)→氧化物沸騰鋼鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼按脫氧程度分第五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四轉(zhuǎn)爐煉鋼——冶煉普通低碳鋼平爐煉鋼——普通優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼電爐煉鋼——優(yōu)質(zhì)鋼（成本高）（感應電爐或電弧爐）煉鋼設(shè)備不同，分為煉鋼第六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四沸騰鋼：在冶煉時脫氧不充分，澆注時C與O反應發(fā)生沸騰。鎮(zhèn)靜鋼：脫氧充分，組織致密，成材率低。優(yōu)質(zhì)鋼，合金鋼的鋼錠

半鎮(zhèn)靜鋼：介于前兩者之間。特殊鎮(zhèn)靜鋼用途：這類鋼一般為低碳鋼，主要用于制造用量大的冷沖壓零件，如汽車外殼、儀器儀表外殼等。特點：其塑性好、成本低、成材率高，但不致密，第七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四鎮(zhèn)靜鋼：澆注時鋼液鎮(zhèn)靜不沸騰。由于錠模上部有保溫帽（在鋼液凝固時作補充鋼液用），這節(jié)帽頭在軋制開坯后需切除，故鋼的收縮率低，但組織致密，偏析小，質(zhì)量均勻。鎮(zhèn)靜鋼的缺點是有集中縮孔，成材率低，價格較高。鎮(zhèn)靜鋼材主要用于低溫下承受沖擊的構(gòu)件、焊接結(jié)構(gòu)及其他要求強度較高的構(gòu)件。

第八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四半鎮(zhèn)靜鋼：為脫氧較完全的鋼。脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，澆注時有沸騰現(xiàn)象，但較沸騰鋼弱。半鎮(zhèn)靜鋼鋼錠的結(jié)構(gòu)與沸騰鋼鋼錠相似，而性能卻與鎮(zhèn)靜鋼鋼錠相近，成分偏析小，綜合機械性能好。第九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四同鋼一樣，鑄鐵也是以Fe、C元素為主的鐵基材料，其含碳量Wc>2.11%。鑄鐵成形只能用鑄造方法，不能用鍛或軋制方法。與鋼相比，鑄鐵的強度低、塑性、韌性差，但具有優(yōu)良的鑄造和切削加工性能。按碳元素在鑄鐵中存在的方式不同，可將鑄鐵分為白口鑄鐵、麻口鑄鐵和灰口鑄鐵。根據(jù)石墨形狀的不同，灰口鑄鐵又可分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵。第二節(jié)工業(yè)中常用的鑄造合金及其熔煉第十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)工業(yè)中常用的鑄造合金及其熔煉一、鑄鐵及其熔煉鑄鐵：含碳量大于2.11%的鐵碳合金，鑄造合金中應用最廣。鑄鐵是以鐵、碳和硅為主要元素的多元合金。常用成分范圍見下表。組元wCwSiwMnwPwSwFe成分（%）2.4~4.00.6~3.00.4~1.2≤0.3≤0.15其余鑄鐵的常用成分范圍

第十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四鑄鐵的分類根據(jù)C鑄鐵中存在形式的不同：白口鑄鐵：Fe3C麻口鑄鐵：Fe3C+G灰口鑄鐵：G鑄鐵由于白口鑄鐵具有良好的耐磨性，所以有時也用來制造一些耐磨件，如軋輥、粉碎機錘頭、襯板、球磨機磨球和犁鏵等。白口鑄鐵：碳全部以Fe3C的形式存在，斷口呈銀色。第十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四灰鑄鐵：片狀球墨鑄鐵：球狀可鍛鑄鐵：團絮狀蠕墨鑄鐵：蠕蟲狀灰口鑄鐵：（根據(jù)G形態(tài)）—碳大部或全部以石墨形式存在，斷口呈暗灰色。灰口鑄鐵：根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)的不同，灰口鑄鐵又可分為：第十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四4．蠕墨鑄鐵：

其石墨呈蠕蟲狀。如圖d所示。abcd1．普通灰鑄鐵：簡稱灰鑄鐵，其石墨呈片狀。2．可鍛鑄鐵：

其石墨呈團絮狀。如圖b所示。3．球墨鑄鐵：

其石墨呈球狀。如圖c所示。第十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四第十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四組織中既存在石墨、又有萊氏體，是白口和灰口之間的過渡組織，因斷口處有黑白相間的麻點，故而得名。麻口鑄鐵：普通鑄鐵合金鑄鐵——含Si>4%、Mn>2%，或Ti，V，Mo，Cr,Cu等根據(jù)鑄鐵的化學成分，鑄鐵分為：第十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四鑄鐵中的石墨化過程石墨組織的形成，稱為鑄鐵的石墨化過程。鐵碳合金中，C的存在方式有兩種：

Fe3C

和

G（graphite）

Fe3C是一種亞穩(wěn)定相，G是一種穩(wěn)定的相。

Fe3C→3Fe+C（高溫）

由于條件的不同，鐵碳合金存在兩種相圖：Fe-Fe3C亞穩(wěn)系狀態(tài)圖，F(xiàn)e-G穩(wěn)定系狀態(tài)圖第十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四鐵－碳雙重相圖為了便于比較，習慣上把兩個相圖畫在一起。此種合二為一的相圖稱鐵－碳雙重相圖0.682.081154℃738℃L+GA+GF+GE’C’4.26S’ABCDFGHJNKPPSQLEL+++L++Fe3C

+Fe3CL+Fe3CI第十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四0.682.081154℃738℃L+GA+GF+GE’C’4.26S’ABCDFGHJNKPPSQLEL+第一階段石墨化第二階段石墨化第三階段石墨化第十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四第一階段(液態(tài)階段)

：LC’AE'+G第二階段：

AG第三階段：

AS‘FP'+G鑄鐵的石墨化過程738℃1154～738℃共晶石墨二次石墨1154℃共析石墨第二十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四石墨化后得到的組織石墨化程度顯微組織第一階段第二階段第三階段充分進行充分進行充分進行充分進行充分進行充分進行充分進行部分進行不進行F+GF+P+GP+G灰口鑄鐵第二十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四白口鑄鐵石墨化程度顯微組織第一階段第二階段第三階段不進行不進行不進行L’d+P+Fe3CL’dL’d+Fe3C共晶合金的石墨化過程第二十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四麻口鑄鐵石墨化程度顯微組織第一階段第二階段第三階段部分進行部分進行不進行P+L’d+G+Fe3C第二十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四各類鑄鐵經(jīng)不同程度石墨化后得到的組織鑄鐵類型石墨化程度顯微組織第一階段第二階段第三階段灰口鑄鐵充分進行充分進行充分進行充分進行充分進行充分進行充分進行部分進行不進行F+GF+P+GP+G麻口鑄鐵部分進行部分進行不進行L’d+P+G+Fe3C亞共晶白口共晶白口過共晶白口不進行不進行不進行L’d+P+Fe3CL’dL’d+Fe3C第二十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四Fe-C合金結(jié)晶過程中為什么一般形成Fe-Fe3C而不是Fe-G？從熱力學上，G比Fe3C要穩(wěn)定；從動力學上，滲碳體的成分與鐵液更接近，F(xiàn)e的排列與A也有相似之處。因而，A中析出滲碳體較易形核，而G的晶體結(jié)構(gòu)與A相差較大，不易從A中形核和長大。鐵碳合金中，C以何種形式存在取決于化學成分和冷卻速度。第二十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四成分促進石墨化元素（C、Si、Al、Cu、Ni、Co等）阻礙石墨化元素（Cr、W、Mo、V、Mn、S等）工藝

(1)冷卻速度：快速冷卻——按Fe-Fe3C相圖轉(zhuǎn)變

緩慢冷卻——按Fe－G相圖轉(zhuǎn)變，石墨化充分

(2)溫度：高溫長時間保溫有利于石墨化影響石墨化的主要因素：第二十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四影響石墨化程度的主要因素(1)、化學成分

碳是形成石墨的元素，也是促進石墨化的元素。含碳愈高，析出的石墨愈多、石墨片愈粗大。硅是強烈促進石墨化的元素，隨著含硅量的增加，石墨顯著增多。所以：當鑄鐵中碳、硅含量均高

時，析出的石墨就愈多、愈粗大，而金屬基體中鐵素體增多，珠光體減少。碳以石墨形式析出的現(xiàn)象稱為石墨化。1）碳和硅第二十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四3）錳所以：硫含量限制在0.1-0.15%以下，高強度鑄鐵則應更低。

使鑄鐵鑄造性能惡化（如降低流動性，增大收率）。錳是弱阻礙石墨化元素，具有穩(wěn)定珠光體，提高鑄鐵強度和硬度的作用。MnS一般控制在0.6~1.2%之間4）磷磷對鑄鐵的石墨化影響不顯著。含磷過高將增加鑄鐵的冷脆性。限制在0.5%以下，高強度鑄鐵則限制在0.2~0.3%以下。2）硫硫是強烈阻礙石墨化元素。硫量高易促使碳以Fe3C

白口組織；硫量高

熱脆性；↑

第二十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四滲碳體的成分（碳含量）更接近于液態(tài)鑄鐵，與G相比，結(jié)構(gòu)亦更近于A，在快冷時易得到滲碳體；而G是一種更穩(wěn)定的相，在緩冷時易得到G。(2)．冷卻速度鑄鐵壁厚（mm）102030405060704.05.06.07.0（wC+wSi）%白口鑄鐵麻口鑄鐵灰口鑄鐵白口鑄鐵：灰口鑄鐵：麻口鑄鐵：珠光體灰口鑄鐵珠光體+鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵P+Fe3C+LeP+Fe3C+G+Le冷卻速度珠光體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：珠光體+鐵素體灰口鑄鐵：P+G片P+F+G片F(xiàn)+G片第二十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四(2)．冷卻速度在實際生產(chǎn)中，一般是根據(jù)鑄件的壁厚（主要部位的壁厚），選擇適當?shù)幕瘜W成分（主要指碳、硅），以獲得所需要的組織。由此可知：隨著壁厚的增加，石墨片的數(shù)量和尺寸都增大，鑄鐵強度、硬度反而下降。這一現(xiàn)象稱為壁厚（對力學性能的）敏感性。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。第三十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四石墨的結(jié)晶特點0.340nm0.142nm在簡單六方晶體中,碳原子是分層排列同一層上的原子間距小(0.142nm),結(jié)合力強層間原子間距大(0.340nm)結(jié)合力弱容易形成片狀石墨石墨的晶體結(jié)構(gòu)（1）石墨對灰鑄鐵性能的影響1.灰鑄鐵第三十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四力學性能Fe3C

硬而脆,硬度800HB，能輕易劃破玻璃，塑性幾乎為零。G抗拉強度約為20MPa、伸長率和韌性幾乎為零，硬度僅為3HB。鑄鐵的力學性能主要取決于基體組織及石墨的數(shù)量、形狀、大小和分布。分布于基體上的石墨可視為空洞或裂紋.第三十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四⑸切削性能好。⑴力學性能低。鑄鐵的性能特點G→分布于基體中→空洞、裂紋→有效承載面積降低、受力時石墨尖端處產(chǎn)生應力集中→力學性比碳鋼↓石墨有良好的潤滑作用，并能儲存潤滑油。石墨可以吸收振動能量，對振動的傳遞起削弱作用。鑄鐵的成分接近共晶成分，因此鑄鐵的熔點低（約為1200℃左右），液態(tài)流動性好石墨強度、硬度、塑性低。⑵耐磨性能好。⑶消振性能好。⑷鑄造性能好。第三十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四灰鑄鐵的成分、組織：成分：

2.5—4.0%C；1.0—2.5%Si；少量Mn、S、P等。組織：F+G（片）；F+P+G(片)；P+G(片)；普通灰鑄鐵的成分靠近共晶點，熔點低，具有良好的流動性，且收縮率小，不易產(chǎn)生縮孔的缺陷。鑄造性好第三十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四灰鑄鐵的顯微組織對比F+GP+GF+P+G第三十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四灰鑄鐵性能特征：①機械性能——抗拉強度、彈性模量較低MPa塑性、韌性近于零→脆性材料但抗壓強度與鋼相近（600～800MPa）石墨愈多、愈粗大——機械性能愈差②工藝性能——脆性材料，不能鍛造和沖壓，可焊性較差，但鑄造性能優(yōu)良，切削加工性能好（崩碎切屑）③減震性——減震能力為鋼的5～10倍→機床床身、機座④耐磨性——石墨潤滑作用，比鋼好→導軌、襯套，活塞環(huán)等⑤缺口敏感性——低，疲勞強度影響小。第三十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四普通灰鑄鐵的主要缺點不僅僅是石墨片粗大，力學性能低，更重要的是鑄件組織對冷卻速度很敏感。同一鑄件薄截面上可能出現(xiàn)白口或麻口組織，而厚截面上則可能出現(xiàn)大量的石墨片或過量的F，結(jié)果力學性能不均勻。為了解決麻口問題，生產(chǎn)上采用孕育處理或稱變質(zhì)處理（2）灰鑄鐵的孕育處理第三十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四孕育處理—熔煉出相當于白口或麻口組織的低碳（2.7%～3.3%）、低硅（1.0～2.0）的高溫鐵水，向鐵水中沖入細顆粒的孕育劑，孕育劑在鐵水中形成大量彌散的石墨結(jié)晶核心，使石墨化作用驟然提高，從而得到在細晶粒珠光體上均勻的分布著細片狀石墨的組織。

孕育鑄鐵（變質(zhì)鑄鐵）第三十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四常用的孕育劑為:Si-Fe合金或Si-Ca合金含硅75%的硅鐵(或硅鈣）合金，加入量為鐵水重量的0.25-0.6%。第三十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四孕育鑄鐵的組織孕育鑄鐵的組織為細P基體上加細小均勻分布的片狀石墨。并使鑄件各部位得到均勻一致的組織。孕育鑄鐵組織：P細+G細片性能：σb=250-400Mpa，HB=170-270，δ≈0第四十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四05015050100100150150表面表面中心160140170180硬度HB冷卻速度對其組織和性能的影響很小。普通灰鑄鐵孕育鑄鐵第四十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四靜載荷下，要求較高強度、硬度、耐磨性或氣密性的鑄件，特別是厚大截面鑄件。如重型機床床身，汽缸體、缸套及液壓件等。必須指出：①孕育鑄鐵原鐵水的碳、硅含量不能太高；②原鐵水出爐溫度不應低于1400℃；③經(jīng)孕育處理后的鐵水必須盡快澆注，以防止孕育作用衰退。孕育鑄鐵適用于:第四十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四②灰鑄鐵的牌號選用灰鑄鐵的牌號用漢語拼音“HT”和一組數(shù)字表示，數(shù)字表示其最低抗拉強度σb（Mpa）。①灰鑄鐵件的生產(chǎn)特點1）灰鑄鐵一般在沖天爐中熔煉，成本低廉；2）具有良好的鑄造性能。3）灰口鑄鐵一般不通過熱處理來提高其性能。（3）灰鑄鐵生產(chǎn)特點及牌號選用灰鐵第四十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四按照GB/T9439-1988規(guī)定，灰鑄鐵的牌號用牌號HT

×××最低抗拉強度MPa灰鑄鐵如：HT150灰口鑄鐵，最低抗拉強度為150MPa第四十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四

牌號組織用途舉例HT100F+G片蓋、外罩、油盤、手輪、支架、底板、鑲導軌的機床底座等對強度無要求的零件HT150F+P+G片底座、床身、與HT200相配的溜板、工作臺；泵殼、容器、法蘭盤;工作壓力不太大的管件HT200F+P+G片要求高的強度和一定耐蝕能力的泵殼、容器、塔器、法蘭、硝化塔機床床身、立柱、平尺、劃線平板、汽缸、齒輪、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器盤、水平儀框架壓力為80Mpa以下的油缸、泵體、閥門HT250P+G片HT300P細+G細片床身導軌、車床、沖床等受力較大的床身、機座、主軸箱、卡盤、齒輪、高壓油缸、水缸、泵體、閥門、襯套、凸輪、大型發(fā)動機曲軸、氣缸體、氣缸蓋；冷鐓模、冷沖模HT350P細+G細片第四十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四

制造承受壓力和震動的零件,如機床床身、各種箱體、殼體、泵體、缸體。大型船用柴油機汽缸體(HT-300)重型機床床身(HT-250)變速箱體用途第四十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四2、可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是先將鐵水澆鑄成白口鑄鐵，然后經(jīng)石墨化退火，使?jié)B碳體發(fā)生分解形成團絮狀石墨的一種韌性鑄鐵?？慑戣T鐵的延伸率可達δ=12%可鍛鑄鐵的生產(chǎn)分為兩步：澆注成純白口鑄鐵

石墨化退火第四十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四（1）可鍛鑄鐵的生產(chǎn)特點

澆注成純白口鑄鐵

1）碳、硅含量要低。通常為2.4~2.8%C，1.4~1.8%Si。2）冷卻速度要快。壁厚不得太厚、鑄件尺寸不能太大。石墨化退火920℃-980℃720℃650℃Fe3C

A+G團PF+G團P+G團F+G團℃t石墨化退火的總周期一般為40~70小時高溫階段的石墨化退火時間需10-20小時第四十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四生產(chǎn)特點：碳，硅含量低，凝固溫度范圍大→流動性↓→冷隔、澆不足等缺陷。→↑澆注溫度沒有石墨化膨脹階段→收縮大→產(chǎn)生縮孔、縮松、變形與裂紋。

→定向凝固、設(shè)置冒口、冷鐵和提高鑄型、型心的退讓性。生產(chǎn)過程復雜，周期長，能耗大，鑄件成本高。第四十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四（2）可鍛鑄鐵的組織、性能、牌號及選用可鍛鑄鐵的組織根據(jù)基體組織的不同，可分為鐵素體（黑心）可鍛鑄鐵和珠光體可鍛鑄鐵。第五十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四性能及用途其強度、硬度、耐磨性優(yōu)良，并可通過淬火、調(diào)質(zhì)等熱處理強化。可取代鍛鋼制造小型連桿、曲軸等重要件。2）珠光體（P+G團）：具有良好的塑性和韌性，耐蝕性較高，適于制造承受振動和沖擊、形狀復雜的薄壁小件，如汽車拖拉機的底盤類零件、各種水管接頭、農(nóng)機件等。1）鐵素體（黑心）可鍛鑄鐵（F+G團）：第五十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四可鍛鑄鐵的牌號可鍛鑄鐵的牌號用漢語拼音和兩組數(shù)字表示，第一組數(shù)字表示其最低抗拉強度σb

（Mpa），第二組數(shù)字表示其最低伸長率δ。KTH300—06

KTZ450—06

可鐵黑可鐵珠σbδσbδ主要用于生產(chǎn)形狀復雜、承受沖擊載荷的薄壁小件。

第五十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四可鍛鑄鐵管件第五十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四牌號組織用途舉例KTH300—06F+G團三通、管件、中壓閥門KTH330—08F+G團輸電線路件、汽車、拖拉機的前后輪殼、差速器殼、轉(zhuǎn)向節(jié)殼、制動器；農(nóng)機件及冷暖器接頭等。KTH350—10F+G團KTH370—12F+G團KTZ450—06P+G團曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、犁片、耙片、閘、萬向接頭、棘輪、扳手、傳動鏈條、礦車輪KTZ550—04P+G團KTZ650—02P+G團KTZ700—02P+G團第五十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四球墨鑄鐵(ductilecostiron)

——是向高溫的鐵液中加入一定量的球化劑和孕育劑，直接得到球狀石墨而得到的鑄鐵.3、球墨鑄鐵(1)．球墨鑄鐵的生產(chǎn)①控制原鐵水化學成分

②較高的鐵水溫度出爐溫度應高于1400℃。a）應嚴格控制S≤0.07%、P≤0.1%。b）適當提高含碳量（3.6～4.0%C，2.0—2.8%Si），以改善鑄造性能。第五十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四③球化處理和孕育處理稀土鎂合金球化劑加入量一般為鐵水重量的1.0～1.6%。促使石墨在結(jié)晶時呈球狀析出。

a）球化處理3球墨鑄鐵球化劑的作用：b）孕育處理常用的孕育劑為含硅75%的硅鐵，加入量為鐵水重量的0.4～1.0%。促進鑄鐵石墨化，防止球化元素所造成的白口傾向。孕育劑的作用：第五十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四球化處理工藝有沖入法和型內(nèi)球化法。鐵水合金球化劑硅鐵粉鐵水包出鐵槽草木灰反應室鑄件冒口積渣包第五十七頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四2．球墨鑄鐵的組織、性能、牌號及用途1）珠光體球墨鑄鐵（P+F少+G球）正火其性能特點是：a）強度高。特別是屈服強度高，屈、強比（σ0.2/σb≈0.7～0.8）高于45號鋼（σ0.2/σb≈0.6)。b）疲勞強度較高c）硬度和耐磨性遠比高強度灰鑄鐵高因此，珠光體球墨鑄鐵可代替碳鋼制造某些受較大交變負荷的重要件，如曲軸、連桿、凸輪、蝸桿等。σb=600~800MPa;δ=2%④球墨鑄鐵的熱處理退火、正火及其它熱處理（淬火、回火等）。第五十八頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四我國主要用于代替可鍛鑄鐵制造汽車、拖拉機底盤類零件，如后橋殼等。國外則大量用于鑄管，如上、下水管道及輸氣管道等。2）鐵素體球墨鑄鐵（F+P少+G球）退火其性能特點：σb=450~500MPa;δ=17%球墨鑄鐵的牌號用漢語拼音“QT”和兩組數(shù)字表示，兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強度和伸長率。球鐵第五十九頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四牌號組織用途舉例QT400—17F+G球汽車、拖拉機底盤類零件，輪轂、驅(qū)動橋殼、差速器殼、撥叉、中低壓閥門、管道。QT420—10F+G球QT500—05F+P+G球機座、傳動軸、機車護瓦等。QT600—02P+G球曲軸、凸輪軸、連桿、齒輪、搖臂、活塞環(huán)、軸套、汽缸套、機床蝸輪、蝸桿等QT700—02P+G球QT800—02P+G球QT1200—01B下+G球汽車后橋螺旋錐齒輪、大減速器齒輪、曲軸、凸輪等第六十頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四它是介于球狀石墨和片狀石墨之間的一種石墨形態(tài)。4、蠕墨鑄鐵—是向高溫、低硅、低磷的鐵液中加入蠕化劑進行蠕化處理，再加入孕育劑進行孕育處理，凝固后石墨的形態(tài)不再呈片狀，而是呈蠕蟲狀。向鐵水中加入的能使石墨改變形狀為蠕蟲狀的變質(zhì)元素稱為蠕化劑。蠕化元素主要是鎂和稀土元素等。稀土元素和鎂加入到鐵水中后，能與鐵水中的S、O發(fā)生作用，反應產(chǎn)物進入渣中，使鐵水凈化；殘余稀土和殘余鎂對石墨產(chǎn)生變質(zhì)作用。第六十一頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四蠕墨鑄鐵的性能特點：（1）力學性能（強度和韌性）比灰鑄鐵高，與鐵素體球墨鑄鐵相近。（2）壁厚敏感性比灰鑄鐵小得多。（3）導熱性和耐疲勞性比球墨鑄鐵高得多，與灰口鑄鐵相近。（4）耐磨性比灰口鑄鐵好，為HT300的2.2倍以上。（6）工藝性能良好，鑄造性能近于灰口鑄鐵，切削加工性能近于球墨鑄鐵。（5）減振性比球墨鑄鐵高，但比灰口鑄鐵低。保持了球墨鑄鐵塑、韌性好的特點。又具有灰鑄鐵良好的鑄造性能及耐熱性。第六十二頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四蠕墨鑄鐵主要用來代替高強度灰鑄鐵、合金鑄鐵、鐵素體球墨鑄鐵和鐵素體可鍛鑄鐵生產(chǎn)復雜的大型鑄件。如大型柴油機機體、大型機床立柱等，更適合制造在熱循環(huán)作用下工作的零件，如大型柴油機汽缸蓋、排汽管、制動盤、鋼錠模及金屬型等牌號：“RuT”是“蠕鐵”二字漢語拼音的大寫字頭，為蠕墨鑄鐵代號；在“RuT”后面的數(shù)字表示最低抗拉強度。第六十三頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四牌號組織用途舉例RuT260F+G蠕汽車、拖拉機底盤類零件、驅(qū)動橋殼、閥體等RuT300F+P+G蠕排氣管、變速箱體、汽缸蓋、紡織零件、液壓件等RuT340F+P+G蠕重型機床件、大型齒輪箱體、蓋、剎車鼓、玻璃模具、飛輪等RuT380P+G蠕活塞環(huán)、氣缸套、制動盤、玻璃模具、剎車鼓、鋼珠研磨盤吸泥泵體等RuT420P+G蠕第六十四頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四二、鑄鋼及其熔煉1、鑄鋼的分類、性能、牌號及應用碳素鋼合金鋼1）低碳鋼2）中碳鋼3）高碳鋼C<0.25%C=0.25~0.45%C=0.50~0.601）低合金鋼2）高合金鋼Me<5%Me>5%ZGMn13鑄造性能差、較少用。常用于機電零件（軟磁特性）鑄造性能較好、應用廣泛。鑄造性能差；塑性、韌性差，僅用于少量耐磨件。加入少量合金元素后，鑄鋼的強度、耐磨性、耐熱性都明顯提高。第六十五頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四性能

碳素鑄鋼的強度與球鐵相當。但塑性、韌性、疲勞強度比球鐵高。因此，承受較復雜的交變應力和較大沖擊載荷的鑄件。鑄鋼比球鐵好。ZG200-400鑄鋼漢語拼音第一字母屈服強度值(MPa)抗拉強度值(MPa)牌號及應用第六十六頁，共七十四頁，編輯于2023年，星期四鋼號舊鋼號化學成分的質(zhì)量分數(shù)（%）用途舉例CSiMnP、S≤ZG200~40