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文檔簡介
第四章
常用合金鑄件的生產(chǎn)
鑄鐵件的生產(chǎn)鑄鋼件的生產(chǎn)鋁、銅合金鑄件的生產(chǎn)第一節(jié)
鑄鐵件的生產(chǎn)鑄鐵的分類鑄鐵的結(jié)晶過程和石墨化灰口鑄鐵的組織與性能特點(diǎn)常用鑄鐵的性能及生產(chǎn)一、鑄鐵的分類鐵–碳合金中碳的存在形式滲碳體石墨鋼白口生(鑄)鐵灰口鑄鐵普通灰口鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵麻口鑄鐵碳在鑄鐵中存在的形態(tài)示意圖二、鑄鐵的結(jié)晶過程和石墨化Fe–Fe3CFe–G1、一次結(jié)晶過程和共晶石墨化2、二次結(jié)晶過程和共析石墨化二次結(jié)晶:鑄鐵凝固后在繼續(xù)冷卻過程中發(fā)生的組織轉(zhuǎn)變。在二次結(jié)晶過程中(奧氏體中固溶碳的析出、共析轉(zhuǎn)變),析出的石墨沉積于原有石墨上(共晶石墨)。
3、影響鑄鐵石墨化的因素
化學(xué)成分冷卻速度1)化學(xué)成分碳和硅:碳和硅是強(qiáng)石墨化元素。Ⅰ-白口鑄鐵區(qū)Ⅱa-麻口鑄鐵區(qū)Ⅱ-珠光體灰口鑄鐵區(qū)Ⅱb-珠光體、鐵素體灰口鑄鐵區(qū)Ⅲ-鐵素體灰口鑄鐵區(qū)錳:是有益元素,微弱阻止石墨化,
可消除硫的有害作用。磷:是有害元素,可促進(jìn)石墨化。硫:是有害元素,強(qiáng)烈阻止石墨化。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:P+Fe3C+Le灰口鑄鐵:麻口鑄鐵:P+Fe3C+G+Le珠光體灰口鑄鐵珠光體+鐵素體灰口鑄鐵鐵素體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵:P+G片鐵素體灰口鑄鐵:F+G片珠光體+鐵素體灰口鑄鐵:P+F+G片2、冷卻速度三角試棒斷口組織三、灰口鑄鐵的組織與性能特點(diǎn)1、灰口鑄鐵的組織特征:
金屬基體
+石墨
金屬基體
–鐵素體、珠光體、鐵素體+珠光體
石墨
–片狀、團(tuán)絮狀、球狀、蠕蟲狀2、灰口鑄鐵的性能特點(diǎn)1)機(jī)械性能較差灰口鑄鐵組織=鋼的組織+大量石墨石墨的硬度低(3HBS);抗拉強(qiáng)度低(σb20Mpa);塑性差(0%)?;铱阼T鐵基體組織=鋼的組織+大量裂紋和孔洞2、灰口鑄鐵的性能特點(diǎn)2)耐磨性好
石墨本身的摩擦系數(shù)小;脫落
石墨處的凹坑,可以儲存潤滑油。
灰口鑄鐵的耐磨性比碳鋼好2、灰口鑄鐵的性能特點(diǎn)3)減震性好石墨在金屬基體中能很好的阻止振動的傳播。2、灰口鑄鐵的性能特點(diǎn)4)缺口敏感性小材料抗拉強(qiáng)度σb(Mpa)彎曲疲勞強(qiáng)度Mpa缺口作用系數(shù)
β=σw/σ’w無缺口σw有缺口σ’w灰口鑄鐵2701151151.0鑄鋼4402301551.52、灰口鑄鐵的性能特點(diǎn)5)鑄造性能和切削加工性能好。6)其他工藝性差
焊接性差;熱處理性能差;不能鍛造和沖壓。四、常用鑄鐵的性能及生產(chǎn)
普通灰口鑄鐵孕育鑄鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵1、普通灰口鑄鐵1)牌號HT
100Φ30mm試棒的最低抗拉強(qiáng)度值(Mpa)灰口鑄鐵1、普通灰口鑄鐵2)性能特點(diǎn)
鐵水不經(jīng)過任何處理,石墨呈粗大的片狀,強(qiáng)度低。3)典型牌號
牌號HT100HT150HT200組織F+粗大片狀GF+P+較粗片狀GP+小片狀G2、孕育鑄鐵–高強(qiáng)度灰口鑄鐵1)工藝特點(diǎn):
鐵水需經(jīng)過孕育處理。2)孕育處理:
澆注前向鐵水內(nèi)加入少量促進(jìn)石墨化元素(稱為孕育劑,75%Si–Fe)。3)組織特點(diǎn):P細(xì)小+均勻分布G細(xì)小2、孕育鑄鐵–高強(qiáng)度灰口鑄鐵4)性能特點(diǎn):
強(qiáng)度和硬度明顯提高,
耐磨性好,壁厚敏感性小,同一截面上機(jī)械性能的齊一性較好。2、孕育鑄鐵–高強(qiáng)度灰口鑄鐵5)典型牌號:HT250;HT300;HT350;3、可鍛鑄鐵(韌性鑄鐵、瑪鋼)1)工藝特點(diǎn)鑄出白口坯件在950℃,保溫30小時。在730℃,保溫20小時。珠光體可鍛鑄鐵鐵素體可鍛鑄鐵3、可鍛鑄鐵(韌性鑄鐵、瑪鋼)2)組織特點(diǎn)
P(或F)+團(tuán)絮狀G3)性能特點(diǎn)
強(qiáng)度、硬度高,耐磨性好,
有一定的韌性。3、可鍛鑄鐵(韌性鑄鐵、瑪鋼)4)牌號KT
300–06延伸率δ6%抗拉強(qiáng)度σb
300Mpa可鍛鑄鐵4、球墨鑄鐵1)工藝特點(diǎn):鐵水需經(jīng)過球化處理和孕育處理。2)球化處理:
往鐵水中加入球化劑,球化劑是稀土鎂合金。4、球墨鑄鐵3)球化處理方法4、球墨鑄鐵4)組織特點(diǎn):P(或F)+球狀G5)性能特點(diǎn):
抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度很高;疲勞強(qiáng)度較高;硬度和耐磨性比其他鑄鐵都高。珠光體球墨鑄鐵和45號鍛綱的機(jī)械性能比較表性能45號鍛鋼(正火)P球鐵(正火)抗拉強(qiáng)度
σb(Mpa)690815屈服強(qiáng)度
σ0.2(Mpa)410640屈強(qiáng)比
σ0.2/σb0.590.785延伸率
δ(%)263疲勞強(qiáng)度(帶缺口試樣)
σ-1(Mpa)150155硬度
HBS<229229~3214、球墨鑄鐵正火:
使具有F+P+Fe3C的鑄態(tài)基體組織,為高強(qiáng)度的珠光體基體組織。6)熱處理特點(diǎn)退火:
使鑄態(tài)組織中的Fe3C或P
中的Fe3C分解,以獲得高塑性的鐵素體基體組織。4、球墨鑄鐵6)熱處理特點(diǎn)調(diào)質(zhì)處理:為獲得綜合機(jī)械性能較高的組織。
S回火
+G球狀
等溫淬火:為獲得既有高強(qiáng)度和韌性,又有高硬度和耐磨性的組織。
B下
+G球狀4、球墨鑄鐵7)牌號QT
400–18延伸率δ18%抗拉強(qiáng)度σb
400Mpa球墨鑄鐵5、蠕墨鑄鐵
組織特征:金屬基體+蠕蟲狀G。2)性能特點(diǎn):機(jī)械性能比灰口鑄鐵高。壁厚敏感性比灰口鑄鐵小。導(dǎo)熱性、減震性和耐熱疲勞性比球墨鑄鐵高。工藝性能良好。兩種鑄鐵抗拉強(qiáng)度對壁厚的敏感性比較5、蠕墨鑄鐵3)工藝特點(diǎn):
鐵水需蠕化處理。4)蠕化劑:稀土硅鐵或稀土硅鈣合金。5)牌號RuT
260抗拉強(qiáng)度σb
260Mpa蠕墨鑄鐵第二節(jié)
鑄鋼件的生產(chǎn)
鑄鋼的分類鑄鋼的鑄造工藝特點(diǎn)一、鑄鋼的分類1.碳素鑄鋼:ZG15~ZG55等。2.低合金鑄鋼:ZG40Mn、ZG40Cr、
ZG30CrMnSi等。3.高合金鑄鋼:ZGMn13、ZG1Cr13、
ZG1Cr18Ni9等。二、鑄鋼的鑄造工藝特點(diǎn)
鑄鋼的鑄造性能生產(chǎn)鑄鋼件的工藝措施鑄鋼件的熱處理鑄鋼的熔煉1、鑄鋼的鑄造性能鑄鋼的鑄造性能差:
熔點(diǎn)高,鋼液易氧化;
流動性差;
收縮量大;
易產(chǎn)生鑄造缺陷;2、生產(chǎn)鑄鋼件的工藝措施
提高對型砂性能的要求。合理使用耐火涂料。合理運(yùn)用鑄造工藝。鑄鋼齒輪的鑄型工藝3、鑄鋼件的熱處理
由于鑄鋼件存在許多鑄造缺陷,機(jī)械性能差,特別是塑性低。此外還存在較大的鑄造應(yīng)力。
常用的熱處理工藝有:退火和正火。鑄鋼件不宜淬火,易開裂。
4、鑄鋼的熔煉電弧爐煉鋼4、鑄鋼的熔煉感應(yīng)電爐煉鋼第三節(jié)
鋁、銅合金鑄件的生產(chǎn)
鋁合金鑄件的生產(chǎn)銅合金鑄件的生產(chǎn)一、鋁合金鑄件的生產(chǎn)1、鋁合金鑄造工藝特點(diǎn)鋁合金熔點(diǎn)低,流動性好,可鑄形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。鋁合金導(dǎo)熱快、易氧化和易吸氣(H2),須采用熔劑覆蓋保護(hù)和在熔煉后期去氣精煉等工藝。常用的鋁合金熔煉設(shè)備3、鋁合金鑄件的澆注系統(tǒng)二、銅合金鑄件的生產(chǎn)1、銅合金鑄造工藝特點(diǎn)
由于各種成分的銅合金的結(jié)晶特征不同,鑄造性能不同,所以鑄造工藝特點(diǎn)也不同。2、錫青銅合金鑄造工藝特點(diǎn)
錫青銅的結(jié)晶溫度范圍很大,同時凝固區(qū)域很寬,流動性較差,易產(chǎn)生
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