強(qiáng)韌鑄鐵MicrosoftPowerPoint演示文稿PPT課件

1、 未侵蝕 (50)第1頁(yè)/共57頁(yè) F + G (50)第2頁(yè)/共57頁(yè) F + G (100)第3頁(yè)/共57頁(yè) P + G (100)第4頁(yè)/共57頁(yè) P + G (400)第5頁(yè)/共57頁(yè) F + P + G (100)第6頁(yè)/共57頁(yè) F + P + G (200)第7頁(yè)/共57頁(yè)1. 珠光體球墨鑄鐵的性能及應(yīng)用 珠光體球墨鑄鐵以珠光體基體為主余量為鐵素體的球鐵 QT600-3 QT7000-2 QT800-2（1）強(qiáng)度高、硬度高，有一定韌性；（2）屈/強(qiáng)比高鋼；（3）缺口敏感性低；（4）耐磨性優(yōu)良應(yīng)用：重載荷及摩檫磨損的零件。典型應(yīng)用：中小功率內(nèi)燃機(jī)曲軸、齒輪等。第8頁(yè)/共57頁(yè)2.

2、鐵素體球鐵的性能及應(yīng)用鐵素鐵球鐵指基體以鐵素體為主其余為珠光體的球鐵。典型牌號(hào)：QT400-18 QT400-15 QT450-10性能特點(diǎn)：塑韌性高，強(qiáng)度低。應(yīng)用：受力較大而又承受震動(dòng)和沖擊的零件。典型應(yīng)用：汽車、農(nóng)機(jī)部件，鑄管等。3.混合基體型球墨鑄鐵的性能及應(yīng)用混合基體型球墨鑄鐵基體以F+P的球鐵典型牌號(hào)：QT500-7第9頁(yè)/共57頁(yè)性能特點(diǎn)：具有較好的綜合性能。應(yīng)用：汽車、農(nóng)機(jī)、冶金設(shè)備。4.奧氏體-貝氏體球鐵的性能及應(yīng)用奧-貝球鐵以A+B為基體的球鐵發(fā)展：70年代后期興起，b=9001400MaP性能特點(diǎn)（1）塑強(qiáng)性都較高；（2）高的沖擊韌性；（3）高的抗點(diǎn)蝕疲勞能力；（4）高彎曲

3、疲勞性能及耐磨性。第10頁(yè)/共57頁(yè)應(yīng)用：適用于承受高載荷的齒輪、曲軸、連桿等。二二.球鐵的生產(chǎn)球鐵的生產(chǎn)球鐵的生產(chǎn)過程：a.熔煉合格的鐵水；b.球化處理；c.孕育處理；d.爐前檢驗(yàn)；e.澆注鑄件；f.清理及熱處理；g.質(zhì)量檢驗(yàn)。第11頁(yè)/共57頁(yè)1. 化學(xué)成分的選定（1）五大元素 a.C、Si C、Si含量盡量在共晶成分左右，但由于球化劑Mg使共晶點(diǎn)右移，共晶點(diǎn)C量為4.6-4.7%C易出現(xiàn)白口、縮松、縮孔C易出現(xiàn)G漂浮C=3.23.8Si促進(jìn)G化，孕育作用強(qiáng)，G球數(shù)多、圓整度好；Si，脆性轉(zhuǎn)變溫度提高Si=2.42.8%第12頁(yè)/共57頁(yè)b.Mn鑄態(tài)：F球鐵 Mn=0.30.4 P球鐵 M

4、n=0.40.8熱處理態(tài)：F球鐵 Mn0.5。c. P 形成P共晶，引起冷裂，增大縮松傾向，因此，嚴(yán)格限制P含量，一般P=0.040.06d.S消耗球化劑；硫化夾雜物增多；使球化衰退速度加快。S0.02第13頁(yè)/共57頁(yè)（2）合金元素a. Mo提高淬透性；降低韌性；價(jià)格較貴0.5b. Cu促進(jìn)P生成，生產(chǎn)P球鐵時(shí)加Cu。c. Ni提高淬透性，穩(wěn)定A，不產(chǎn)生副作用，價(jià)格高。d. Cr不利于C石墨化，提高淬透性，改善基體。第14頁(yè)/共57頁(yè)e. Sb穩(wěn)定P作用，Sb=0.0060.08（3）微量元素 Ti、As、Pb、Al、Sn等干擾球化，形成晶間脆性化合物，嚴(yán)格控制2.熔煉及爐前處理球鐵力學(xué)性能

5、球化率石墨球徑石墨球圓整度 球化率在鑄鐵微觀組織的有代表性的視場(chǎng)中，在單位面積上，球狀石墨數(shù)目與全部石墨數(shù)目的比值。第15頁(yè)/共57頁(yè) 石墨球徑在放大100倍條件下測(cè)量的有代表性的球狀石墨的直徑。圓整度對(duì)石墨球圓整情況的一種定量的概念。（1）對(duì)熔煉的要求a. 高溫；b. 原鐵水低硅；c. 低S；d. 低氧化程度。生產(chǎn)中常用雙聯(lián)法，沖天爐感應(yīng)電爐調(diào)整成分提高溫度第16頁(yè)/共57頁(yè)（2）球化劑及特點(diǎn). 純鎂a. 脫S去O能力強(qiáng)；b. 球化作用好；c. 白口傾向大；d. 密度??；e. 形成的硫化物、氧化物浮在鐵水表面；f. 抗干擾元素能力低。g. 反應(yīng)劇烈，操作困難。稀土a. 脫S去O能力高，產(chǎn)物比

6、重大，不易上?。坏?7頁(yè)/共57頁(yè)b. 球化作用比鎂差，過量惡化球形；c. 白口傾向大；d. 抗干擾元素能力高e. 反應(yīng)平穩(wěn)。. 稀土鎂合金要求：Mg殘=0.030.05；RE殘=0.020.04（3）球化處理方法a. 自建壓力加壓法優(yōu)點(diǎn)：不產(chǎn)生沸騰，吸收率高，球化質(zhì)量穩(wěn)定。缺點(diǎn)：對(duì)設(shè)備要求高，不太安全。第18頁(yè)/共57頁(yè)鎂的沸騰溫度與壓力關(guān)系壓力加鎂裝置第19頁(yè)/共57頁(yè)b. 轉(zhuǎn)包法第20頁(yè)/共57頁(yè)c. 沖入法第21頁(yè)/共57頁(yè)d. 型內(nèi)球化法球化元素吸收率高；避免孕育衰退和球化衰退；難度大。第22頁(yè)/共57頁(yè)（4）孕育處理目的：a. 消除白口傾向；b. 促進(jìn)球化；c. 細(xì)化共晶團(tuán)；d.

7、減少P、Mn晶間偏析。孕育劑：a. 75%Si-Fe，價(jià)格便宜，有效時(shí)間短；b. 以Si為基加入Sr、Ba、Ca、Zr等延長(zhǎng)有效期。方法：a. 爐前一次或多次孕育；第23頁(yè)/共57頁(yè)b. 瞬時(shí)孕育法；c. 型內(nèi)孕育。3. 爐前檢驗(yàn)（1）三角試樣法；（2）熱分析法；（3）爐前快速金相法；（4）火苗法。三三. 球鐵鑄造性能及常見缺陷球鐵鑄造性能及常見缺陷球鐵的鑄造性能與球鐵鐵液的凝固特點(diǎn)密切相關(guān)第24頁(yè)/共57頁(yè)1. 球鐵的凝固特點(diǎn)（1）凝固范圍寬（2）糊狀凝固第25頁(yè)/共57頁(yè)（3）共晶膨脹大a. 碳當(dāng)量高b. 糊狀凝固引起堅(jiān)硬外殼形成時(shí)間晚2. 鑄造性能(1)流動(dòng)性凈化鐵水流動(dòng)性處理降溫流動(dòng)性

8、生產(chǎn)中,流動(dòng)性要求出鐵溫度高(2)收縮性第26頁(yè)/共57頁(yè)a. 線收縮收縮前膨脹線收縮第27頁(yè)/共57頁(yè)b. 體收縮體收縮縮松、縮孔傾向原因：糊狀凝固，補(bǔ)縮差；糊狀凝固，補(bǔ)縮差；鑄型剛度小，膨脹量大；共晶團(tuán)間隙小，補(bǔ)縮難；必須加冒口第28頁(yè)/共57頁(yè)（3）內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)熱能力彈性摸量?jī)?nèi)應(yīng)力3. 常見缺陷及防止（1）縮孔、縮松原因：a. 液固界面寬；b. 糊狀凝固； c. 白口傾向大；d.鑄型剛度小。第29頁(yè)/共57頁(yè)措施：a. 加大鑄型剛度；b. 增加石墨膨脹的體積；c. 降低溫度：d. 加冒口、冷鐵。（2）夾渣原因：硫化物、氧化物、雜質(zhì)。措施：a. 加強(qiáng)覆蓋；b. SO；c. Mg殘RE殘；d.

9、澆注溫度。第30頁(yè)/共57頁(yè)（3）皮下氣孔原因：Mg + H2O MgO + H2 Mg S+ H2O MgO + H2S措施： Mg殘，S，H2O （4）石墨漂浮原因： C，Si。措施： a. 嚴(yán)格控制CE； b. 降低原鐵水含Si量。第31頁(yè)/共57頁(yè)（5）球化衰退原因： a. 球化劑燒損嚴(yán)重； b. 回硫；MgS + O2 MgO + S c. 孕育衰退。措施：a. Mg殘，RE殘； b. 原鐵水S； c. 加強(qiáng)覆蓋，防止氧化； d. 加強(qiáng)孕育，減少停留時(shí)間； e. 及時(shí)扒渣，防止回硫。第32頁(yè)/共57頁(yè)四. 球鐵的熱處理1. 鑄鐵熱處理特點(diǎn)(1)有三相區(qū)不同溫度對(duì)應(yīng)不同的相平衡含量 T

10、,A;T,F可控制溫度和保溫時(shí)間來調(diào)節(jié)F、P相對(duì)含量。（2）具有高碳相（G）隨T，石墨溶解，A中C，不同溫度可得到不同含C量的A，高碳A穩(wěn)定性高，淬透性高，有助于獲得不同基體組織。第33頁(yè)/共57頁(yè)（3）Si、Mn、P比鋼高，偏析程度高2. 球鐵的退火處理目的獲得F基體；消除自由Fe3C；（1）高溫石墨化退火（消除自由Fe3C）工藝：加熱到Ac3以上50100（900950 ），保溫24小時(shí)，全部A化。（2）低溫石墨化退火工藝：a. 在zcA1以上，全部A化，保溫，緩冷F b. 在Ac1以下，保溫，PF +G第34頁(yè)/共57頁(yè)3. 正火處理目的：獲得分散度高的P，增加P含量（1）高溫完全A化正

11、火（2）部分A化正火4. 淬火+回火（調(diào)質(zhì)）目的：獲得高強(qiáng)度加一定韌性的索氏體5. 等溫淬火目的：獲得下貝氏體或奧氏體-貝氏體基體五五. 球鐵生產(chǎn)中的幾個(gè)特殊問題球鐵生產(chǎn)中的幾個(gè)特殊問題第35頁(yè)/共57頁(yè)第二節(jié)第二節(jié) 蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵 蠕墨鑄鐵(未侵蝕X50)第36頁(yè)/共57頁(yè) 蠕墨鑄鐵(未侵蝕X50)第37頁(yè)/共57頁(yè)一. 蠕墨鑄鐵的組織及性能1. 石墨的結(jié)構(gòu)及金相組織特點(diǎn)(1)石墨結(jié)構(gòu)第38頁(yè)/共57頁(yè)石墨形狀介于片狀與球狀之間,頭似球狀身似片狀.第39頁(yè)/共57頁(yè)(2)金相組織特點(diǎn)組織基體（P+4050%F）蠕蟲狀石墨（主要）蠕化率= 蠕蟲狀石墨數(shù)量蠕蟲狀石墨數(shù)量+球狀石墨數(shù)量100%形

12、狀系數(shù)（K）= 4A/L2A單個(gè)石墨的實(shí)際面積 L單個(gè)石墨周長(zhǎng)K0.15 片狀 K0.8 球狀 K=0.150.8 蠕蟲狀第40頁(yè)/共57頁(yè)2. 蠕鐵的牌號(hào)及力學(xué)性能（1）牌號(hào)（2）強(qiáng)度性能 a. 抗拉強(qiáng)度對(duì)CE變化的敏感性低； b. 斷面敏感性低； c.屈強(qiáng)比高。（3）韌性與伸長(zhǎng)率 沖擊韌性與伸長(zhǎng)率介于 QT與HT之間（4）導(dǎo)熱性 介于QT與HT之間二二. 蠕鐵的生產(chǎn)及控制蠕鐵的生產(chǎn)及控制第41頁(yè)/共57頁(yè) 生產(chǎn)過程：熔煉合格鐵水爐前處理爐前檢驗(yàn)澆注1. 成分的選擇及對(duì)熔煉的要求 （1）C、Si 低C、低Si（2）Mn 影響不大（3）P P對(duì)蠕化無(wú)影響（4）S a. 硫與蠕化元素反應(yīng)，消耗蠕

13、化劑； b. 硫在一定范圍內(nèi)可擴(kuò)大蠕化劑合適加入量范圍； S，穩(wěn)定的含S量。（5）合金元素第42頁(yè)/共57頁(yè)珠光體蠕鐵生產(chǎn)中加入一定量合金元素（穩(wěn)定P）提高P含量。2. 爐前處理及其控制（1）蠕化劑及蠕化處理球化元素+反球化元素復(fù)合蠕化劑復(fù)合蠕化劑優(yōu)點(diǎn)：允許有較寬的蠕化元素殘留量，便于生產(chǎn)控制復(fù)合蠕化劑缺點(diǎn)：回爐料中含有反球化元素，不能用于其它鑄鐵。 a. 蠕化劑第43頁(yè)/共57頁(yè) b. 蠕化處理（2）孕育處理 作用：a. 消除過冷傾向；b. 提供足夠的石墨晶核； c. 延緩蠕化衰退。3. 蠕鐵的鑄造性能及常見缺陷（1）鑄造性能a. 流動(dòng)性 CE接近共晶點(diǎn)，鐵液凈化，因此，流動(dòng)性好b. 收縮

14、介于QT與HT之間（2）常見缺陷第44頁(yè)/共57頁(yè)a. 蠕化不足或蠕化過量；b. 孕育不足，白口傾向大；c. 夾渣。措施：a. 嚴(yán)格控制蠕化元素殘留量；b. 加強(qiáng)孕育；c. 嚴(yán)格控制S量；d. 提高澆注溫度。4. 蠕鐵生產(chǎn)的質(zhì)量控制5. 蠕鐵的應(yīng)用第45頁(yè)/共57頁(yè)第三節(jié)第三節(jié) 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵未侵蝕 50第46頁(yè)/共57頁(yè)未侵蝕 10第47頁(yè)/共57頁(yè)白口毛坯高溫退火團(tuán)絮狀GF基體（黑心可鐵）P基體（P可鐵）脫C（無(wú)G）P（白心可鐵）一. 可鐵的分類、牌號(hào)及用途1. 分類及用途（1）分類：F可鐵、P可鐵（2）用途第48頁(yè)/共57頁(yè)2. 牌號(hào)二. 可鐵制造方法1. 白口毛坯的獲得（全白口）（1

15、）化學(xué)成分原則：保證全白口；保證G化過程要快；有利于提高力學(xué)性能；具有較好的鑄造性能。第49頁(yè)/共57頁(yè)a. Cb. Sic. Mnd. Se. Pf.強(qiáng)碳化物元素Cr、Ti、W等要嚴(yán)格控制。2. 熔煉要求（低C、高溫）（1）爐缸淺（2）大風(fēng)量3. 工藝特點(diǎn)第50頁(yè)/共57頁(yè)（1）澆注系統(tǒng)（2）收縮大（3）流動(dòng)性差（4）皮下氣孔三三. 石墨化退火石墨化退火1. KTH退火（1）升溫階段（0-1）（2）第一階段退火（1-2）（3）中間冷卻階段（2-3）（4）第二階段退火（3-4）（5）冷卻（4-室溫）第51頁(yè)/共57頁(yè)2. KTZ退火第一階段G化后，隨爐冷卻至820880后出爐空冷。3. 白心可鐵退火4. 退火爐四四. 固態(tài)石墨化原理固態(tài)石墨化原理1. 石墨核心的形成及長(zhǎng)大（1）形核（2）長(zhǎng)大2. 石墨析出的形狀碳原子在石墨晶核各個(gè)方向上擴(kuò)散速度相同石墨晶核在各個(gè)方向上長(zhǎng)大速度相等團(tuán)絮狀第52頁(yè)/共57頁(yè)3. 影響石墨化過程的主要因素五五. 加速可鐵石墨化措施加速可鐵石墨化措施1. 一般措施（1）正確選定鐵液成分；（2）提高退火溫度；（3）提高鑄件凝固時(shí)的冷卻速度；（4）合適的退火爐。2. 孕育處理目