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1、第二章 常用合金铸件的生产,主要为铸铁其次：铸钢铸造铜合金铸造铝合金,第一节 铸铁件生产 Cast Iron Casting Production,铸铁是含碳量超过2.11%的铁碳合金。 工业铸铁实际上是以铁、碳、硅为主要元素的多元铁碳合金。在各类合金铸造中应用最广泛，约占总量的80%。以各种材料在汽车行业应用的重量百分比为例：,1994年，美国汽车产量1190万辆球铁：每辆车用量约80kg，总用量超过100万吨灰铸铁：在轿车和轻型货车中的用量达156万吨，用于内燃机约46万吨可锻铸铁：24万吨，但一些零件将向球铁转化铸钢：5万吨，主要用于中型和重型货车铝铸件：总产量167万吨，55用于汽车上
2、，平均每辆车上用量68kg，预计10年内将增加到84kg。内燃机9万吨，发动机6万吨。锌铸件：产量40万吨，40用于汽车方面。镁铸件：每辆车用量2.3kg，正在替代某些锌铸件,铸铁的分类：,碳在铸铁中以化合碳(渗碳体Fe3C) 和游离碳(石墨)存在。按其存在的形式和形态不同，铸铁可分为：1.白口铸铁2. 灰口铸铁 灰铸铁 Grey Casting Iron 球墨铸铁 Ductile Iron 可锻铸铁 Malleability Cast Iron 蠕墨铸铁 Vermicular Cast Iron 3. 麻口铸铁,影响铸铁石墨化的因素 Factors to Influence Graphiti
3、zing,(1) 化学成分 Composition碳和硅 强烈促进石墨化元素。碳产生石墨元素，硅促进石墨元素(硅的影响更大)，一般灰铸铁的碳、硅含量控制范围：C 2.53.5%，Si 1.52.5%。锰 微弱阻止石墨化元素，促进珠光体基体形成，提高强度和硬度。消除硫，有益元素。含量一般为0.61.2%。硫 强烈阻止石墨化元素。白口化，热裂，恶化机械性能，有害元素。一般限制在0.1%。磷 对石墨化影响不显著。形成磷共晶，冷脆，有害元素。一般限制在0.3 %以下。,碳当量 Carbon Equivalent 各种元素按其对石墨化影响的程度折算成碳的相当含量，其总和叫碳当量。CE = C+1/3（S
4、i+P）% 当碳当量CE等于铁-石墨相图的共晶碳量4.28%时，该铸铁为共晶成分；当CE小于4.28%时，为亚共晶成分；当CE大于4.28%时，为过共晶成分。,(2)冷却速度 Cooling Rate 减小冷却速度可以促进石墨化，增大冷却速度则阻止石墨化。 壁厚敏感性,一、 灰铸铁 Grey Casting Iron,1. 灰铸铁的牌号 Classification of Grey Cast IronHT，后三位表示直径为30mm试棒最低抗拉强度值(N/mm2)。,2. 灰铸铁的组织和性能特点Properties Characteristics,灰铸铁显微组织由金属基体和石墨片组成。可视为钢的
5、基体上嵌入大量石墨片，石墨片对性能的影响起决定作用。,力学性能低 Mechanical Properties 缩减作用 Decrement 割裂作用 Dissection耐磨性好 Wear-Resisting减震性好Damping缺口敏感性好 Notch Sensitivity铸造性能好切削性能好锻压、焊接、热处理性能差,3. 灰铸铁的孕育处理 Inoculation 为防止低碳、低硅造成白口组织，须对铸铁进行孕育处理，浇注前在铁水里加入少量孕育剂，增加结晶核心，共晶团细小，石墨尺寸分布得到改善。孕育剂：75SiFe,三、 球墨铸铁Ductile Iron,球墨铸铁具有较高的强度及较好的塑性，
6、应用日益广泛。1. 球墨铸铁牌号、机械性能和用途,2. 球墨铸铁的组织和性能特点 Structure and Properties haracteristics 球墨铸铁的分类Classification of Ductile Iron 铁素体球墨铸铁珠光体球墨铸铁铁素体珠光体球墨铸铁等温淬火球墨铸铁,性能特点 Performance Characteristics,力学性能高，耐磨性、减震性好铸造性能好切削性能好热处理性能好锻压、焊接性差,3. 常用球墨铸铁4.球墨铸铁的生产特点,优质铁水成分：高碳低硅，低锰、磷、硫温度：高温球化处理和孕育处理,球墨铸铁热处理 Heat Treatment,
7、退火：铁素体基体正火：珠光体基体调质：回火索氏体基体等温淬火：贝氏体基体,第二节 铸钢件生产一、铸钢件种类生产Cast Steel,1. 铸钢的种类 Classification of Cast Steel铸造碳钢铸造低合金钢(Me10%),2. 铸钢的铸造工艺特点 Foundry Technology Characteristics of Cast Steel铸钢的铸造性能差熔点高流动性差收缩大，体收缩约为灰铸铁的三倍氧化、吸气严重,铸造工艺特点保证型砂性能：强度、耐火性和透气性铸件结构设计要合理，应用顺序凝固原则，合理设计应用冒口、冷铁 严格掌握浇注温度，防止过高或过低。,3.铸钢的热处理
8、,铸钢的热处理目的：细化晶粒，消除魏氏组织，消除铸造应力，提高机械性能。C=0.35%或结构复杂的铸钢件，塑性差，残留应力大，采用退火；C0.35%的铸钢件塑性较好，冷却后不易开裂，采用正火。,4. 铸钢的熔炼 Smelting of Cast Steel,电弧炉 Arc Furnace 感应电炉 Electric Induction Furnace真空感应电炉 Vaccum Induction Furnace,第三节 铜、铁合金铸件生产,1.铝合金铸件生产（1）铸造铝合金的分类Al-Si合金Al-Cu合金Al-Mg合金Al-Zn合金,（2）铝合金的铸造特点 铝硅合金处于共晶成分，铸造性能最好，可浇注薄壁复杂铸件。铝铜、铝镁、铝锌合金远离共晶点，铸造性能差，铝合金极易吸气和氧化，必须除气精炼，浇注时，通常采用开放式浇注系统和蛇形浇道，避免氧化。,
