合金熔煉知識點總結(jié)

合金熔煉知識點總結(jié)鑄造性能：流動性，充型能力，收縮性，偏析。氣體及夾雜物等合金的流動性與充型能力的區(qū)別1）充型能力是液態(tài)金屬充滿型腔獲得形狀完整，輪廓清晰鑄件的能力流動性是指液態(tài)鑄造合金本身的流動能力。流動性好的合金，其充型能力強流動性影響因素：合金的種類，化學成分及結(jié)晶特點收縮性：鑄造合金從液態(tài)冷卻到室溫的過程中，其體積和尺寸縮減的現(xiàn)象稱為收縮性。1）收縮的三個階段;液態(tài)收縮階段，凝固收縮階段，固態(tài)收縮階段。2）收縮方法：體收縮，線收縮3）影響收縮的因素：化學成分，澆注溫度，鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件4）收縮對鑄件質(zhì)量的影響：產(chǎn)生縮松和縮孔[主要原因是液態(tài)收縮和凝固收縮]防治措施：調(diào)整化學成分，降低澆注溫度和減少澆注速度，增加補縮能力，增加鑄型激冷能力。6.鑄造應力：鑄件在凝固冷卻的過程中因溫度的下降而產(chǎn)生收縮使鑄件和長度發(fā)生變化，若這些變化受到阻礙便會在鑄件中產(chǎn)生應力稱為鑄造應力。1）鑄造應力按其產(chǎn)生的原因可分為三種：熱應力，固態(tài)相變應力，收縮應力2））鑄造應力的防止和消除措施：采用同時凝固的原則提高鑄型溫度改善鑄型和型芯的退讓性進行去應力退火7.鑄鐵：鑄鐵是一系列主要由鐵、碳和硅組成的合金的總稱[鐵，碳，硅，錳，磷，硫及其其他合金元素]1）鑄鐵中的碳以化合態(tài)滲碳體和游離態(tài)石墨形式存在2）.影響鑄鐵組織和性能的因素：a.碳和硅[鑄鐵中碳、硅含量均高時，析出的石墨就愈多、愈粗大]b.硫[強烈阻礙石墨化,增加熱脆性，惡化鑄鐵鑄造性能硫含量限制在0.1-0.15%以下]c.錳[弱阻礙石墨化，具有提高鑄鐵強度和硬度的作用錳含量控制在0.6~1.2%之間]d.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磷含量限制在0.5%以下]8.鑄鐵分類：1）按碳存在形式分：白口鑄鐵，灰口鑄鐵，麻口鑄鐵2）按石墨存在形式分：灰鑄鐵，可鍛鑄鐵，球墨鑄鐵，蠕墨鑄鐵3）按化學成分分：普通鑄鐵，合金鑄鐵4）按性能分：耐熱鑄鐵，耐磨鑄鐵，耐腐蝕鑄鐵9.灰鑄鐵（HT)：指碳主要以片狀石墨形式出現(xiàn)的鑄鐵，斷口呈灰色。它是工業(yè)中應用最廣的鑄鐵。1）灰口鑄鐵的組織：鐵素體+片狀石墨鐵素體．珠光體+片狀石墨珠光體+片狀石墨2)灰鑄鐵的性能特點：抗拉強度，塑性韌性均不如鋼屬于脆性材料;鑄造性能較好;具有良好的減振性;耐磨性好缺口敏感性低.3）灰鑄鐵的孕育處理目的：消除白口、細化組織，改善石墨形態(tài)，提高組織均勻性4）灰鑄鐵孕育處理工藝過程：在澆注前往鐵水中加入硅鐵（FeSi75）和硅鈣合金。等孕育劑，使鐵水產(chǎn)生大量均勻分布晶核，使石墨片及基體組織得到細化5）灰鑄鐵孕育劑：硅鐵（FeSi75）和硅鈣合金。6）孕育鑄鐵特點：強度和韌性優(yōu)于普通灰鑄鐵組織較均勻，性能基本一致9）灰鑄鐵爐前檢驗方法：試樣冷卻至暗紅色（600-700度）淬水打斷測量試樣白口寬度，觀察截面組織。[白口寬度大，碳當量低，斷口發(fā)暗，硅量低，發(fā)亮則硅量合適，發(fā)黑，則原則：高碳，低硅，錳，硫，磷，強化孕育。2、球化處理后為什么還必須進行孕育處理？目的;促進石墨化，防止球化元素所造成的白口傾向,細化共晶團，，提高力學性能鑄鋼種類按化學成分分a)．碳素鋼1）低碳鋼C<0.25%鑄造性能差、應用較少2）中碳鋼C=0.25~0.45%鑄造性能較好、應用廣泛3）高碳鋼C=0.50~0.60鑄造性能差、應用較少。b).合金鋼【耐蝕.耐磨.耐熱等特殊性能】1)低合金鋼2)高合金鋼按鋼的用途分：碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素工具鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼，合金工具鋼，不銹鋼，耐熱鋼，15）碳鋼a)碳鋼的主要元素是鐵和碳b)鑄造鋼分為：亞共析鋼，(wc＜0.77％﹚共析鋼(wc＝0.77％﹚過共析鋼(wc＞0.77％﹚鑄造低碳鋼(wc＜0.25％﹚中碳鋼(wc＝0.25％－0.5％﹚高碳鋼(wc＞0.5％牌號表示方法:(1)強度法——ZG(后面加兩組數(shù)字，第一組表示屈服強度，第二組表示抗拉強度。之間用“—”隔開，例如：2）以化學成分表示的鑄鋼牌號18)鑄態(tài)組織其特征a）晶粒粗大，有些情況還存在魏氏（或網(wǎng)狀）組織（先共析鐵素體形態(tài)）。b)具有粒狀鐵素體和珠光體相互交錯分布的組織c)使鋼具有良好的強度和韌性。通過適當?shù)臒崽幚恚ㄍ嘶鸹蛘穑菏象w或網(wǎng)狀組織即令轉(zhuǎn)變?yōu)榱罱M織。注：Ⅰ細化晶粒方法:增大冷卻速度，降低澆注溫度，加強鋼液在凝固期間運動，變質(zhì)處理，表面層晶粒細化Ⅱ魏氏組織：是先共析的鐵素體或滲碳體結(jié)晶時沿著奧氏體晶面呈針片狀析出，并由晶界插入晶粒內(nèi)部，冷卻后在亞共析鋼中。魏氏組織危害：是碳鋼鑄件常見缺陷，能夠使鑄件的力學性能降低，脆性增加，沖擊韌度急劇下降，消除魏氏組織的方法：進行退火或正火處理，使鋼的晶粒細化鑄造碳鋼的化學成分主要是：碳，硅，錳，磷，硫五大元素，碳是主要元素，硫磷是雜質(zhì)元素。碳，碳量增加，強度增加，塑性韌性降低，硅，具有脫氧作用，是有益元素硫，有害元素，能夠降低鋼的力學性能，產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象錳的作用：具有固溶強化作用，脫氧作用，減少硫的危害作用磷，有害元素，降低鋼的塑性韌性，引起冷脆現(xiàn)象碳鋼的熱處理處理的目的是細化晶粒，消除魏氏體（或網(wǎng)狀組織）和消除鑄造應力。處理方法：退火、正火或正火加回火。由于碳鋼的淬造性較差，不采用淬火處理。注：Ⅰ,正火的力學性能比退火高，且生產(chǎn)率高、成本低、應盡量采用正火代替退火Ⅱ,正火比退火的內(nèi)應力大，易產(chǎn)生裂紋、硬化的鑄鋼件，則需退火。Ⅲ,對于小型中碳鋼鑄件，則常用調(diào)質(zhì)處理，以提高其綜合力學性能。碳鋼的鑄造性能流動性差，縮孔傾向較大，易形成熱裂和冷裂等缺陷。鑄造工藝特點鋼水的澆注溫度高，收縮大，流動性差，易氧化、吸氣，因此鑄造困難，易產(chǎn)生澆不到、氣孔、縮孔、縮松、熱裂、粘砂等缺陷。23)獲得健全鑄鋼件應采用的工藝措施：a)鑄鋼用砂具有高耐火性，良好的透氣性和退讓性，低的發(fā)氣性等。b)鑄鋼件要安置冒口和冷鐵，以實現(xiàn)定向凝固。防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松。c)鑄鋼件的熱處理：是生產(chǎn)鑄鋼件的必要工序d)鑄件的壁不能太??；鑄造合金鋼注：低合金鋼的主要作用是提高力學性能，高合金鋼的主要作用是改善物理化學性能鑄造高錳鋼a)性能特點﹕加工硬化，高韌性b)化學成分對高錳鋼的影響：碳，錳【碳高，硬度高，韌性差。錳小，不能形成單一奧氏體，過大不易加工硬化】磷，降低鋼的韌性，硫，作用小c)組織：奧氏體＋碳化物＋磷﹙少量﹚d)水韌處理：將鑄件重新加熱到奧氏體區(qū)保溫，使碳化物全部溶于奧氏體中，然后迅速淬入水中得到單一的奧氏體組織，這種熱處理叫水韌處理f﹚高錳鋼進行水韌處理目的：為了消除碳化物，獲得單一奧氏體組織e)工藝性能：流動性好，收縮性大，內(nèi)應力大，加工性能差，易產(chǎn)生裂紋，易粘砂26﹚鉻元素性能作用：a﹚提高淬透性，b﹚縮小奧氏體區(qū)c﹚形成致密氧化膜鉻不銹鋼耐蝕原理a)鉻不銹鋼具有耐腐蝕性的合金元素。b)Cr達到13%時在鋼的晶粒表面會形成一層致密的含氧化鉻Cr2O3鈍化保護膜。c)能提高它的電極電位鉻不銹鋼組織平衡狀態(tài)：鐵素體＋碳化物鑄造態(tài)：鐵素體＋馬氏體＋碳化物28﹚熱處理工藝a﹚退火目的：消除應力，b﹚淬火目的：固溶處理c﹚回火目的：消除鉆火應力。提高沖擊能力29﹚鉻鎳不銹鋼組織a﹚平衡態(tài)：A＋F＋碳化物b﹚鑄造態(tài)：A＋碳化物鉻鎳不銹鋼工藝：通過固溶處理得到單一的奧氏體組織鉻鎳不銹鋼的鑄造性：流動性差，體收縮大，易產(chǎn)生縮孔，易產(chǎn)生熱裂，易產(chǎn)生粘砂具有良好的塑性，韌性鉻鎳不銹鋼的缺陷：晶界貧鉻，降低耐蝕性問答題高錳鋼為什么必須進行水韌處理后才能使用？處理工藝如何，處理后得到什么金相組織？原因：高錳鋼鑄件外表耐磨，內(nèi)部有韌性，結(jié)晶過程不能全部按照平衡狀態(tài)下進行，共析轉(zhuǎn)變來不及發(fā)生，實際得到的組織是奧氏體加入少量的碳化物，而這些的碳化物的存在鑄件性能不利，所以為了消除碳化物獲得單一奧氏體組織，進行。。。。。。。工藝：溫度加熱到1050—1400度，保溫一段時間，一般為3—5小時為保證淬火過程中有足夠冷卻能力，水溫不應高于50度金相組織：單一奧氏體組織堿性電弧爐氧化法煉鋼煉鋼步驟：扒渣補爐，配料與裝料，熔化期，氧化期，還原期，出鋼扒補爐原則：快扒扒凈，高溫快補薄補熔化期主要任務：①將爐料熔成鋼液，②進行部分脫磷，③防止吸氣和金屬發(fā)揮，④把鋼液加熱到下一階段冶煉所需溫度熔化期過程：①低壓初熔階段(起弧階段），②高壓初熔階段(穿井)，③高壓熔化階段(電極回升)，④低壓未熔階段f)熔化期元素變化：堿性爐，硅燒損，基本燒完。錳燒50％—100％e)氧化期主要任務：①脫P，②除氣，③去除夾雜物，④在還原期加碳，⑤提高鋼液溫度注：氧化方法＜氧氣氧化，礦石氧化，礦石，氧氣綜合氧化法＞f)還原期主要任務：①脫氧、②脫硫，③調(diào)整鋼液溫度及化學成分。補充：固溶處理（solutiontreatment）指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。目的主要是改善鋼和合金的塑性和韌性，為沉淀硬化處理作好準備等。使合金中各種相充分溶解，強化固溶體，并提高韌性及抗蝕性能，消除應力與軟化，以便繼續(xù)加工或成型。適用多種特殊鋼，高溫合金，特殊性能合金，有色金屬。尤其適用：①熱處理后須要再加工的零件。②消除成形工序間的冷作硬化。③焊接后工件。原理固溶處理是為了得到均勻的過飽和固溶體，消除由于冷熱加工產(chǎn)生的應力，使合金發(fā)生再結(jié)晶。固溶處理是為了獲得適宜的晶粒度，以保證合金高溫抗蠕變性能。固溶處理的溫度范圍大約在980~1250℃之間，淬火①鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3或Ac1以上某一溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下進行馬氏體轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。②淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等，③淬火能使鋼強化的根本原因是相變，即奧氏體組織通過相變而成為馬氏體組織。B.孕育處理：鑄鐵鐵液在澆注前，在一定的溫度和成分下，加入一定量的孕育劑如硅鐵等，改變鐵液的凝固過程，改善鑄態(tài)組織，從而達到提高鑄件性能為目的的處理方法，謂