《鑄造行業(yè)常用合金》課件

《鑄造行業(yè)常用合金》課程介紹目標了解鑄造行業(yè)中常用的合金種類、特性和應用，并掌握選擇合適合金材料的方法。內(nèi)容1.鑄鐵合金1定義鑄鐵合金是以鐵為基體，加入碳、硅等元素，并根據(jù)性能要求添加其他合金元素制成的合金。2特點強度高、硬度高、耐磨性好、價格低廉，廣泛應用于機械制造、建筑等領域。分類碳鐵成分主要成分為鐵和碳，碳含量通常在2.5%到4.5%之間。特點硬度高，耐磨性好，但韌性差，易脆裂。應用主要用于制造耐磨零件，如軋輥、研磨球等。白鐵特點碳以滲碳體的形式存在，組織結構呈白色，硬度高、耐磨性好。缺點韌性差，易脆裂，加工困難。應用主要用于制造刀具、軸承等耐磨零件。灰鐵1成分主要成分為鐵、碳、硅，碳含量在2%到4%之間，硅含量在1%到3%之間。2特點碳以石墨的形式存在，組織結構呈灰色，強度、硬度、耐磨性適中，可加工性好。3應用廣泛應用于發(fā)動機、機床、水泵等機械零件。可鍛鑄鐵特點將白口鑄鐵經(jīng)高溫固態(tài)熱處理后，使碳析出形成球狀石墨，提高了韌性和可加工性。性能兼具灰鐵的強度和白鐵的耐磨性，韌性好，可加工性優(yōu)良。應用廣泛應用于汽車、拖拉機、工程機械等領域。球墨鑄鐵特點在灰鐵中加入鎂或鈰等元素，使碳以球狀石墨形式析出，強度和韌性大幅提高。1性能強度高，韌性好，耐磨性高，可加工性良好，接近于鋼的性能。2應用廣泛應用于汽車、飛機、船舶、機械等領域。3溫度在鑄鐵合金中的作用1熔點鑄鐵合金的熔點較高，一般在1100℃到1500℃之間。2冷卻速度冷卻速度過快會導致鑄件產(chǎn)生白口組織，冷卻速度過慢會導致鑄件產(chǎn)生大量石墨。3熱處理通過熱處理可以改變鑄鐵合金的組織結構，進而改變其性能。2.有色金屬合金1定義除鐵以外的金屬作為基體，加入其他金屬或非金屬元素制成的合金。2特點輕質(zhì)、耐腐蝕、導電性好、導熱性好等，廣泛應用于航空航天、電子、建筑等領域。3分類主要包括銅基合金、鋁基合金、鎂基合金、鋅基合金等。銅基合金黃銅青銅白銅鈹青銅其他銅基合金是應用最廣泛的有色金屬合金，其性能優(yōu)良，應用范圍廣泛。鋁基合金特點密度小，強度高，耐腐蝕性好，加工性能良好，價格便宜。應用廣泛應用于航空航天、汽車、建筑、電子等領域。鎂基合金1輕質(zhì)鎂基合金是目前最輕的金屬結構材料，密度僅為鋁的2/3。2高強度鎂基合金的強度接近于鋁合金，在相同重量下強度更高。3優(yōu)異的電磁屏蔽性能鎂基合金對電磁波具有良好的屏蔽效果，在電子領域具有廣闊的應用前景。鋅基合金鋅基合金具有低成本、高強度、耐腐蝕等優(yōu)點，廣泛應用于汽車、電子、建筑等領域。3.特殊合金耐熱合金在高溫下仍能保持良好的強度和韌性，主要用于制造高溫部件，如航空發(fā)動機葉片、燃氣輪機部件等。耐腐蝕合金具有良好的抗腐蝕性能，主要用于制造化工設備、海水淡化設備、醫(yī)療器械等。耐磨合金具有良好的抗磨損性能，主要用于制造刀具、軸承、磨損部件等。高強度合金具有很高的強度，主要用于制造飛機、火箭、導彈等。耐熱合金成分性能特點應用領域鎳基合金高溫強度高，抗氧化性好航空發(fā)動機葉片鈷基合金高溫強度高，耐磨損燃氣輪機部件鐵基合金價格低廉，耐高溫石油化工設備耐腐蝕合金不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，廣泛應用于建筑、化工、食品等領域。鈦合金具有極強的耐腐蝕性，主要用于制造航空航天、醫(yī)療器械等。鎳合金具有良好的耐腐蝕性和耐熱性，主要用于制造化工設備、海水淡化設備等。耐磨合金特點具有良好的抗磨損性能，主要用于制造齒輪、軸承、磨損部件等。分類主要分為硬質(zhì)合金、金屬陶瓷合金、表面合金化合金等。應用廣泛應用于機械制造、礦山、冶金等領域。高強度合金1特點具有極高的強度，主要用于制造飛機、火箭、導彈等。2分類主要分為鋁合金、鈦合金、鋼合金等。3應用廣泛應用于航空航天、軍事、汽車等領域。4.合金成分對鑄件性能的影響碳元素影響鑄件的強度、硬度和耐磨性。硅元素影響鑄件的流動性、強度和耐腐蝕性。錳元素影響鑄件的強度、硬度和耐磨性，并能細化晶粒。鉻元素影響鑄件的耐腐蝕性和耐高溫性。鎳元素影響鑄件的強度、韌性和耐腐蝕性。鉬元素影響鑄件的強度、韌性和耐高溫性。碳元素1作用碳元素是鑄鐵合金中最重要的合金元素之一，影響鑄件的強度、硬度、耐磨性和可加工性。2影響碳含量越高，鑄件的強度和硬度越高，但韌性越差，易脆裂。3應用在鑄造行業(yè)中，碳元素的添加量要根據(jù)具體的性能要求進行調(diào)整。硅元素作用硅元素可以提高鑄鐵合金的流動性，降低其熔點，并能改善其耐腐蝕性。影響硅含量越高，鑄件的流動性越好，但強度和硬度會降低。應用在鑄造行業(yè)中，硅元素的添加量要根據(jù)具體的性能要求進行調(diào)整。錳元素作用錳元素可以提高鑄鐵合金的強度和硬度，并能細化晶粒，改善其可加工性。影響錳含量越高，鑄件的強度和硬度越高，但韌性會下降。應用在鑄造行業(yè)中，錳元素的添加量要根據(jù)具體的性能要求進行調(diào)整。鉻元素1作用鉻元素可以提高鑄鐵合金的耐腐蝕性和耐高溫性。2影響鉻含量越高，鑄件的耐腐蝕性和耐高溫性越好，但成本會增加。3應用在鑄造行業(yè)中，鉻元素主要用于制造耐腐蝕和耐高溫的鑄件。鎳元素作用鎳元素可以提高鑄鐵合金的強度、韌性和耐腐蝕性。影響鎳含量越高，鑄件的強度、韌性和耐腐蝕性越好，但成本會增加。應用在鑄造行業(yè)中，鎳元素主要用于制造高強度、耐腐蝕的鑄件。鉬元素作用鉬元素可以提高鑄鐵合金的強度、韌性和耐高溫性，并能改善其可加工性。1影響鉬含量越高，鑄件的強度、韌性和耐高溫性越好，但成本會增加。2應用在鑄造行業(yè)中，鉬元素主要用于制造高強度、耐高溫的鑄件。35.合金的選擇與應用1性能要求首先要明確鑄件所需的強度、硬度、耐腐蝕性、耐磨性、耐高溫性等性能要求。2應用環(huán)境其次要考慮鑄件的工作環(huán)境，如溫度、壓力、腐蝕性等因素。3成本控制最后要考慮成本因素，選擇性價比高的合金材料。車輛行業(yè)1發(fā)動機鑄鐵合金、鋁合金、鎂合金等應用于發(fā)動機缸體、氣缸蓋、曲軸、連桿等部件。2底盤高強度鋼合金、鋁合金等應用于車架、懸掛系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)等部件。3車身鋼合金、鋁合金等應用于車身外殼、車門、車頂?shù)炔考?。機械制造鑄鐵合金、鋼合金、銅合金等廣泛應用于機械制造各個領域。航空航天發(fā)動機高溫合金、鈦合金、鋁合金等應用于發(fā)動機葉片、渦輪、機匣等部件。機身鋁合金、鈦合金、復合材料等應用于機身外殼、機翼、尾翼等部件。電力設備1發(fā)電機鑄鐵合金、鋼合金等應用于發(fā)電機定子、轉子、機殼等部件。2變壓器鋼合金、銅合金等應用于變壓器鐵芯、線圈等部件。3輸電線路鋁合金、銅合金等應用于輸電線路導線、電纜等部件。家用電器鑄鐵合金、鋁合金、鋼合金等廣泛應用于冰箱、洗衣機、空調(diào)等家用電器。6.合金制造工藝熔煉將各種金屬和非金屬元素按照比例放入熔爐中，在高溫下熔化并混合，形成合金熔液。澆注將熔化的合金熔液澆注到模具中，冷卻凝固后形成鑄件。熱處理通過加熱、保溫、冷卻等工藝，改變合金的組織結構，以提高其性能。機械加工對鑄件進行切削、磨削、鉆孔等加工，使其達到設計要求。熔煉電爐熔煉利用電能加熱金屬，成本較高，但溫度控制精確，適合生產(chǎn)高品質(zhì)合金。感應熔煉利用電磁感應加熱金屬，效率高，成本較低，適合生產(chǎn)中小型鑄件。燃氣熔煉利用燃氣加熱金屬，成本較低，但溫度控制精度較差，適合生產(chǎn)普通鑄件。澆注砂型鑄造將熔化的合金熔液澆注到砂型中，冷卻凝固后形成鑄件。金屬型鑄造將熔化的合金熔液澆注到金屬型中，冷卻凝固后形成鑄件。塑料型鑄造將熔化的合金熔液澆注到塑料型中，冷卻凝固后形成鑄件。熱處理1退火將合金加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后緩慢冷卻，目的是降低硬度，提高韌性。2正火將合金加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后在空氣中冷卻，目的是細化晶粒，提高強度和韌性。3淬火將合金加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后快速冷卻，目的是提高硬度，降低韌性。4回火將淬火后的合金重新加熱到一定溫度，保溫一段時間，然后冷卻，目的是降低脆性，提高韌性。機械加工切削加工利用刀具切削鑄件，使其達到設計要求，包括銑削、車削、鉆孔等。磨削加工利用砂輪打磨鑄件表面，提高其表面光潔度和尺寸精度。表面處理對鑄件表面進行噴涂、鍍層等處理，以提高其耐腐蝕性、耐磨性等。質(zhì)量檢測化學成分分析檢測合金中各種元素的含量，以確保其符合設計要求。1力學性能測試檢測合金的強度、硬度、韌性、疲勞強度等力學性能指標。2金相分析觀察合金的組織結構，分析其性能變化，并進行缺陷分析。3無損檢測利用超聲波、射線等方法檢測鑄件內(nèi)部是否存在缺陷，以確保其質(zhì)量安全。47.鑄造合金的未來發(fā)展趨勢1新型合金材料研發(fā)高性能、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐高溫等新型合金材料，滿足未來工業(yè)發(fā)展的需求。2智能制造將人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術應用于鑄造合金生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低成本，改善產(chǎn)品質(zhì)量。3綠色環(huán)保開發(fā)環(huán)保型鑄造合金，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。新型合金材料1高熵合金由多種元素組成，具有高強度、高韌性、耐腐蝕等優(yōu)異性能。2納米晶合金具有納米級晶粒尺寸，強度高、韌性好，并具有良好的耐磨性。3形狀記憶合金具有形狀記憶效應，在一定溫度下能夠恢復到原來的形狀，應用于醫(yī)療器械、航空航天等