鑄造合金及其熔煉復習總結(jié)

1、鑄鐵1 為什么有雙重相圖的存在？雙重相圖的存在對鑄鐵件生產(chǎn)有何實際意義？硅對雙重相圖的影響又有何實際意義？答：1>從熱力學觀點看，在一定條件下，按Fe-Fe3C相圖轉(zhuǎn)變亦是有可能的，因此就出現(xiàn)了二重性2>通過雙重相同，可以明顯的看出穩(wěn)定平衡在發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變及共析轉(zhuǎn)變時，其溫度要比介穩(wěn)定平衡發(fā)生時的溫度高，而發(fā)生共晶、共析轉(zhuǎn)變時所需含C量，以及轉(zhuǎn)變后的r中的含碳量，穩(wěn)定平衡要比介穩(wěn)定平衡低。依此規(guī)律，就可以通過控制溫度成分來控制凝固后的鑄鐵組織。3>硅元素的作用：a：共晶點和共析點含碳量隨硅量的增加而減少b：硅的加入使相圖上出現(xiàn)了共晶和共析轉(zhuǎn)變的三重共存區(qū)c：共晶和共析溫度范圍改

2、變了，含硅量越高，穩(wěn)定系的共晶溫度高出介穩(wěn)定系的共晶溫度越多d：硅量的增加，縮小了相圖上的奧氏體區(qū)2.鑄鐵中Si的含量范圍以及其對Fe-G相圖的影響A共晶點和共析點的含碳量隨硅量的增加而減小E*點的含碳量也隨硅的增高而減少B硅的加入使相圖上出現(xiàn)了共晶和共析轉(zhuǎn)變的三相共存區(qū)共晶區(qū)：l.r.G共析區(qū)r.F.G說明鐵-碳-硅三元合金的共析和共晶轉(zhuǎn)變，是在一個溫度范圍內(nèi)進行，并且共析轉(zhuǎn)變溫度范圍隨硅量增大而擴大C隨含硅量的增加，穩(wěn)定系與介穩(wěn)定系的共晶溫度差別擴大即含硅量越高。r+G的共晶溫度高出r+Fe3C的共晶溫度越多，Si越高，共析轉(zhuǎn)變溫度提高更多，有利于鐵素體基體的獲得D硅的增加，縮小了相圖的奧

3、氏體區(qū)，硅的含量超過10%，r區(qū)趨于消失3.鑄鐵中，石墨的六種形態(tài)及其形成機理六種石墨分布分類1、片狀：形成條件：石墨成核能力強，冷卻速度慢，過冷度小2、菊花狀：實際上中心是D形外圍是A形，開始時過冷大，成核條件差、先出D型，后期放出凝固潛熱，過冷減小而析出A型3、塊片狀：過共晶時在冷速較小時形成4、枝晶點狀：冷速打過冷大導致G強烈分枝5、枝晶片狀冷速小初生枝晶 6、星狀：過共晶冷速較大。4.鑄鐵結(jié)晶過程（1）灰口鑄鐵是鐵液以奧氏體-石墨共晶方式結(jié)晶而生成的組織，當鑄鐵的成分為亞共晶時，在發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變之前先結(jié)晶出初生奧氏體，而當成分為過共晶時，則在發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變之前先結(jié)晶出初生石墨。5.孕育處理

4、的目的孕育處理：鐵液澆注以前，在一定條件下，向鐵液中加入一定量的物質(zhì)以改變鐵液的凝固過程，改善鑄態(tài)組織，從而達到提高性能為目的的處理方法。目的：a.促進石墨化，降低白口傾向； b.降低斷面敏感性； c.控制石墨形態(tài)，消除過冷石墨； d.適當增高共晶團數(shù)和促進細片狀珠光體的形成，從而達到改善鑄鐵的強度性能及其它性能（如致密性、耐磨性及切削性能）。用的最多的孕育劑是75%Si-Fe6. 石墨漂?。涸阼T件上表面或型芯的下表面呈密集的黑斑分布，漂浮層和正常端口組織上有明顯的分界線，黑白分明。碳當量定義：將合金元素對共晶點碳量的影響折算成鑄鐵碳量的增減，折算后的值稱之為碳當量，以CE表示。碳當量：CE=

5、C+1/3(Si+p)共晶度：鐵液實際含碳量和共晶點的實際碳量的比值為共晶度，以sc表示。共晶度：Sc=C/4.26%-(Si+p)l/3l 7. 可鍛鑄鐵：將一定成分的白口鑄鐵毛坯經(jīng)退火處理，使白口鑄鐵中的滲碳體分解成為團絮狀石墨，從而得到由團絮狀石墨和不同基體組織組成的鑄鐵。減摩鑄鐵的定義：兩個接觸表面作相對運動時就會產(chǎn)生摩擦和磨損，摩擦系數(shù)小，磨損少及抗咬合性能好，在摩擦磨損條件下具備上述性能的鑄鐵。鑄鐵的耐熱性是指它在高溫下抗氧化和抗生長的能力。8. 提高灰鑄鐵力學性能的途徑為了提高灰鑄鐵的性能，常采取下列各種措施：合理選定化學成分、孕育處理、微量或低合金化，根據(jù)要求，各種措施還可同時

6、采用。(1)合理選定化學成分提高Si/C比。(05提高至0. 75)，組織中共析奧氏體量增加，有加固基體的作用：由于總碳量的降低，石墨量相應減少，減少了石墨的縮減及切割作用：溶于鐵索體中的硅含量增高，強化了鐵索體·提高了共析轉(zhuǎn)變溫度，珠光體稍有糨化，對強度性能不利·由于硅的增高，使鐵液的白口傾向有所降低。(2)孕育處理孕育目的在于，促進石墨化，降低白口傾向：降低斷面敏感性：控制石墨形態(tài)，消除過冷石墨：適當增高共晶團數(shù)和促進細片狀珠光體的形成，從而改善鑄鐵的強度性能及其他性能如：致密性、耐磨性及切削性能等，(3)低臺金化在常規(guī)化學成分的基礎上添加一種或幾種合金元素，使鑄鐵的顯

7、微組織得到改善，力學性能及物理、化學性能得到提高9. 復合蠕化劑處理鐵液的優(yōu)點缺點？1)復合蠕化劑處理鐵液的優(yōu)點是：這樣既利用球化元素使石墨球化的作用，又使鐵液中有足夠的反球化元素，使石墨不能變?yōu)榍驙?。允許有較寬的蠕化元素殘留量，便于生產(chǎn)控制：2)缺點是用此法生產(chǎn)的蠕墨鑄鐵中舍有鈦等反球化元素，這種鐵的回爐料不能作為生產(chǎn)其他種類鑄鐵（特別是球墨鑄鐵）使用，因而給爐料管理帶來了麻煩。10. 沖天爐強化熔煉的主要措施(1)預熱送風為了提高出鐵溫度及進一步提高沖天爐的熱效率，預熱送風是人們最早想到和應用的技術，目前熱風溫度最高可達到 9 0 0左右。作用：1）可提高鐵液溫度，減少焦耗 2)縮短氧化區(qū)

8、增大還原區(qū)，減少C、Si、Mn的燒損 3)減小風口冷風區(qū)(2) 除濕送風空氣中的水分被帶人爐內(nèi)，不僅給燃燒過程帶來不利影響，而且使鐵水含氣量（主要是H2和O2大為增加，導致鑄件因氣孔、縮松、硬度不均勻等缺陷而報廢。影響：1）吸熱、降溫， 2)氧化消耗C、Si、Mn， 3)增加氫，惡化鐵液質(zhì)量(3)富氧送風 富氧送風是在沖天爐的送風系統(tǒng)內(nèi)，附加送氧裝置，增加空氣的氧含量，有助于改善燃燒條件，提高出鐵溫度和熔化率。作用：1）提高容化率 2)提高鐵水溫度 3)降低焦鐵比鑄鋼1. 高錳鋼的水韌處理沿奧氏體晶界析出的碳化物降低鋼的韌性，為消除碳化物，將鋼加熱至奧氏體區(qū)溫度，并保溫一段時間，使鑄態(tài)組織中的

9、碳化物基本上都固溶到奧氏體中，然后在水中進行淬火，從而得到單一的奧氏體組織。2. 鑄造碳鋼的結(jié)晶過程？碳鋼的結(jié)晶過程分為兩個階段：第一階段由鋼液開始結(jié)晶至完全凝固形成奧氏體為止，即一次結(jié)晶過程；第二階段由奧氏體開始再結(jié)晶，析出先共析鐵素體至共析轉(zhuǎn)變終了為止，即二次結(jié)晶過程。實際上，在兩次結(jié)晶過程之問，還發(fā)生奧氏體的粒化過程。3. 碳鋼的鑄造性能怎樣？為什么？答：與鑄鐵相比，鋼的鑄造性能是較差的。由于鋼的熔點較高，結(jié)晶溫度間隔較寬，收縮量較大，故鋼液的流動性較低，縮孔及縮松傾向較大，鑄件容易形成熱裂和冷裂等缺陷4. 水韌處理：將鋼加熱至奧氏體區(qū)溫度，并保溫一段時間，使鑄態(tài)組織中的碳化物基本上都固

10、溶于奧氏體中，然后在水中進行淬火。5. 鑄造低合金鋼是在鑄造碳鋼的化學成分基礎上加入為量不多的一種或幾種合金元素所構(gòu)成的鋼種，其合金元素的總含量一般不超過5。6. 電弧爐煉鋼的特點電弧爐煉鋼是利用電弧產(chǎn)生的高溫來熔化爐料和提高鋼液過熱溫度的。不用燃料燃燒后的方法加熱，容易控制爐氣的性質(zhì)。爐料熔化以后的煉鋼過程是在爐渣的發(fā)改下進行的。由于電弧爐渣的溫度很高具有較高的化學活潑性，因而有利于煉鋼過程中冶金反應的進行。7. 爐外精煉的作用1）提高鋼的純凈度2)減少合金元素的燒損3）為冶煉超低碳鋼開辟了途徑。8. 在氧化熔煉中，脫碳是手段而不是目的為什么？脫碳反應使煉鋼生產(chǎn)最重要的反應，在脫碳過程中，產(chǎn)

11、生大量的一氧化碳氣泡，使熔池受到強烈攪動，使鋼液濕度和化學成分均勻，并能有效地清除鋼液中氣體及非金屬夾雜物，由于脫碳反應能夠起到這樣的作用，所以在煉鋼時，總是使爐料的平均含碳量超過鋼的規(guī)格含碳量，以便在揚花期中將這部分多余的碳分氧化掉，因此脫碳是手段而不是目的。9. 沉淀脫氧：將脫氧劑加在鋼液中，使脫氧元素直接與鋼液中的氧化亞鐵起作用而進行脫氧 集膚效應：在爐料（鋼液）內(nèi)部，磁通的分布并不是均勻的，而是越靠近外層（坩堝壁），磁通密度越大，越靠近坩堝的中心線，磁通密度越小。因此在外層中產(chǎn)生的感應電動勢和電流比內(nèi)來的大。這就是所謂的“集膚效應”采用的電流頻率越高，集膚效應越顯著，則發(fā)熱越是集中于外

12、層爐料的遺傳性：鑄鐵組織與爐料之間的關系有色金屬1.鑄造鋁合金分幾類？各類合金的特點鑄造鋁合金的分類有：鋁硅類合金、鋁銅類合金、鋁鎂類合金、鋁鋅類合金。鋁硅合金特點：具有優(yōu)良的鑄造性能，如流動性好、氣密性好、收縮率小、熱裂傾向小，經(jīng)過變質(zhì)和熱處理后，具有優(yōu)良的力學性能、物理性能、耐腐蝕性能和中等的機加工性能，是鑄造鋁合金中品種最多，用途最廣的一類合金鋁銅合金特點：優(yōu)點是室溫、高溫力學性能都高，切削性能好，加工表面光潔，富銅相耐熱，熔鑄工藝較簡單；缺點是固熔體型合金的鑄造性能差，富銅相與（Al）基體之間的電子電位差值大，抗腐蝕性能低，密度較大鋁鎂合金特點：優(yōu)點是密度小，具有較好的力學性能，優(yōu)異的

13、耐腐蝕性能，優(yōu)良的切削加工性能，加工表面光亮美觀；缺點是鑄造性能差，特別是熔煉時容易氧化和形成氧化夾渣，需要用特殊的熔煉工藝。鋁鋅類合金：優(yōu)點是Al中加入Zn的質(zhì)量分數(shù)大于10%時，能顯著提高合金的強度，該類合金的自然失效傾向大，不需要熱處理便可獲得較高的強度，缺點是高溫性能，鑄造性能和耐腐蝕性能差，密度大，鑄造時容易熱裂。2. 銅液有哪幾種脫氧方法？各自的優(yōu)缺點是什么？沉淀脫氧法 優(yōu)點是脫氧速度快，脫氧徹底比如磷銅脫氧。缺點是脫氧產(chǎn)物不已易清除，比如鋁 鎂脫氧。 擴散脫氧法 缺點是脫氧速度較低，受Cu2O的擴散速度控制。但對銅液成分無影響，不會污染合金。沸騰脫氧法 缺點 水和二氧化碳不溶于銅液中，如不能從銅液