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1、第二章常用铸造合金的生产,1铸铁件生产,按碳的存在形式分 1.白口铸铁 white cast-iron碳以碳化物（Fe3C)形式出现。断口：银白色，硬而脆；很难切削，很少直接用于零件. 2.灰口铸铁 gray castiron 碳以石墨形式出现。断口：呈灰色；常用材料。 3.麻口铸铁 mottled castiron 碳以 Fe3C+石墨 形式出现。断口：白色与灰色之间；此类铸铁脆性很大，很少使用。,另：合金铸铁：铸铁中加入合金元素，改善性能。 以碳以石墨形式存在的铸铁断口呈灰色，故称之 ： 灰口铸铁GB561195 铸铁是在凝固过程中经历共晶转变，用于生产铸件的铁基合金的总称。 常用灰口铸铁
2、又可分为： 1.普通灰铸铁（片状G）； 2.可锻铸铁（团絮状G）； 3.球墨铸铁（球状G）； 4.蠕墨铸铁（蠕虫状G） Ggraphite字头) 补充：关于生铁,一、普通灰铸铁（片状G）（简称灰铁）,生铁 ：pigiron 铁矿石在高炉中炼出来的。炼铁（Ironmaking)工艺，分铸造生铁和炼钢生铁（WSi1.25%)两种；铸造生铁与其他材料一起熔化后，获得的材料，叫铸铁；炼钢生铁通过进一步的熔炼，得到钢材， 此过程称炼钢 steelmaking。 1.普通灰铸铁的性能 灰铁的显微组织 金属基体（F+P）片G 如右图所示：相当于在钢的基体 上嵌入了大量G片。,由于G的存在； 减少了基体承载的
3、有效面积； G的尖角割裂基体还造成严重的应力集中。 且G片越是粗大、分布不匀，其力学性能越差。 但是，灰铸铁的抗压强度受G影响小。 灰铸铁不能锻造、不能冲压；但是有如下优点：,石墨是碳的一种结晶形式，六方晶格，碳原子呈层片状排列； 性能：、ak很低，硬度为3HBS；低的力学性能，实际使灰铁基体上布满了裂纹和孔洞。,良好的铸造性（流动性好，收缩小）；易切削；（？）抗压强度高；减震和减摩性能好；切口不敏感性；制造容易、价格便宜。2.铸铁的组织及影响因素灰铸铁按基体不同可分为;,P灰铸铁P+F灰铸铁F灰铸铁,要控制铸铁组织与成分，必须控制其石墨化程度，而影响石墨化的主要因素为： （1）化学成分,随C
4、、Si 增多，G核增多， 析出G多而粗大；反之，G少；,S 、Mn阻碍 G ，增加白口化，应严控，P增加冷脆性。,教材P45图将不同碳硅含量铸铁分成五种组织,白口铸铁区（LdFe3CP） a麻口铸铁区（ LdFe3CPG） P灰铁区 （ PG）,b P-F灰铁区（P+F+G） F灰铁区（F+G）,成分：Wc=2.7%3.9%；Wsi=1.12.6%；WMn=0.61.2%,（ 2）冷却速度(V),冷却快，原子来不及急扩散，G化难以进行；易白口。 冷却的慢，可得灰口。显然，欲求灰口件合理选择 铸件壁厚。 冷却速度与铸型材料也直接关联，如：金属型比砂型的冷却速度快，铸件易白口，,3.灰铸铁的孕育处
5、理,直接向已熔炼出炉的低碳、硅含量铁水中加入孕育剂（经过破碎又预热的75硅铁）,灰铁经孕育处理后G片细小均匀力学性能有明显提高，故称高强度铸铁,4.灰铸铁的牌号、用途 牌号： H T Rm MPa 灰铸铁简称“灰铁”，汉语拼音字母首,熔炼简便，流动性好,有：HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350见表2-3 P47；主用于 床身、箱体、重锤、暖气片等。 5.灰铸铁的生产特点,6.灰铸铁的热处理 消除应力退火； 消除白口组织改善切削加工性能退火 表面淬火 如车床导轨,二、可锻铸铁 malleable castiron 又称 马铁、韧性铸铁、展性铸铁、玛钢,1.成分：
6、Wc=2.22.8%,Wsi=11.8; 含碳、硅量低。2.生产过程：首先浇注成白口铸铁件，然后再经过可锻化（石墨化）退火而得到团絮状石墨的可锻铸铁。因退火方法不同分： 白心（B）可锻铸铁； 黑心(H)可锻铸铁； P（Z）可锻铸铁等三种。 3.性能 Rm、A、ak比灰铸铁好。但不能锻造。,4.牌号 GB944088K T H（或Z） A= % Rm Mpa 黑心或P 可锻铸铁（可铁）,如：KTH30006；建筑脚手架扣件、三通管件、阀门。 KTZ55004；用于；载荷较高的耐磨损、凸轮轴，齿轮等。 见P48 表24。,三、球墨铸铁 nodular graphite cast-iron,1. 成
7、分：在金属液中加入球化剂 稀土镁合金 球化处理使 G 变为球状。 2.组织：基体是（F，F+P，P）+球状 石墨 G 3.性能：较高的Rm、 -1（旧疲劳强度），但A、ak比钢差。 4.牌号、用途 GB134888 见教材P49表25,牌号：Q T A=% Rm Mpa 球墨铸铁（球铁）,5.球铁的生产特点 (1)铁水 含碳硅量要高；S、P要低；温度1400。 (2)球化与孕育处理 球化是关键， 预先将粉碎的球化剂稀土镁合金， 放置在铁水包内，上面铺盖硅铁粉 和草木灰。 先冲入约2/3铁水； 稍置，待反应后，再置入孕育剂， 用余下的1/3铁水冲入包内，进行孕育。 (3)铸型工艺 利用冒口、冷铁
8、补缩；加大铸型刚度。 (4)热处理 常用有：退火、正火、调质和等温淬火。,四、蠕墨铸铁,蠕墨铸铁是近年发展起来的新型铸铁，其G片短；片端钝而圆，类似蠕虫（俗：毛豆虫） 1.蠕墨铸铁的性能 优于灰铁，不如球铁；厚大截面性能均匀；导热性优于球铁。 2.蠕铁牌号 以“RuT”表示；后面三位数为Rm值。 3.蠕铁制取与应用 造蠕铁同造球铁；用于制造形状复杂的大件，如：重型机床、大型内燃机机体可以代钢。,2铸钢件生产,一、铸钢的类别和性能 按化学成分分： 1.铸造碳钢 应用最多 （占铸钢产量80）； 牌号,例：ZG200400; ZG”读作：铸钢；两组数字,2.铸造合金钢 适用耐磨、耐热、耐蚀等特殊要求
9、，如：ZGMn13为铸造耐磨钢，坦克履带板、破碎机颚板；ZG1Cr18Ni9为铸造镍铬不锈钢，可耐强酸强碱。,二、铸造件的生产特点,按序为：Re、Rm值 。(见教材P51表26）,1.钢的熔炼要求用电弧炉、感应电炉。（为什么？） 2.铸造工艺 由于钢的熔点高、流动性差，钢水易氧化和吸气，而且其体积收缩为钢的23倍。 因此铸钢用砂耐火、透气性要高；冒口（个头大）与冷铁配合要好； 3.热处理 为消除铸态晶粒粗大、组织不匀及内应力，铸钢件铸后必须热处理，主为：正火或退火。,3铜铝合金铸件生产,有色合金熔融性质：熔点低；流动性好；收缩大；易吸气、易氧化。 一、铸造特点：容易铸造、注重熔炼、防止氧化。
10、二、铸造铜合金 纯铜紫铜，玫瑰红色，表面氧化膜后呈紫色。 白铜 CuNi合金；精密件，仪表；如 B19 等 青铜 CuSn 合金常称锡青铜。如Z CuSn10Pb1 (俗称：10-1锡青铜) 黄铜 CuZn 合金 颜色随Zn，由黄红色淡黄色；如：ZCuZn38(含38的锌，余为铜),三、铸造铝合金 1.纯铝 Al aluminium 银白色，熔点660，面心立方晶格，没有同素异构转变。 2.铝合金的分类： 变形铝合金 ；铸造铝合金 (1)变形铝合金 厂家直接按加工成各种规格的型材、板材、带材、 管材、线材等。 防锈铝合金 L F 硬铝铝合金 L Y 超硬铝合金 L C 锻铝铝合金 L D 牌号
11、采用国际四位数字符表示；新牌号：5A05 LF5（代号）；2A11 对应 代号 LY11； 7A04 LC4等。,（2）铸造铝合金 GB/T117395 代号：Z L 合金顺序号 合金类别 铸造铝合金 如 ZL101，ZL104，ZL202，ZL301，ZL401等,1-Al-Si 2-Al-Cu 3-Al-Mg4-Al-Zn,作业：P54 ： 2、3、6（应列表填写）、9,小结：本章讨论了常用合金的生产，重点是铸铁件生产，要熟知生产工艺特点，并会简单应用；铸钢生产、铜铝合金生产要熟记常用牌号。,牌号: ZAlSi7MgZL101 仪表、壳体等； ZAlSi9MgZL104 汽缸体零件； ZAlZn6Mg-ZL401 压力铸造零件，形状复杂零件。,课后练习的讨论 (P54-9),下列铸件适宜选用哪类铸造合金？请阐述理由。 火车轮：按GB806188规定： “ 铁路用辗（nian）钢整体车轮”有专门钢号： CL60 (Wc=0.550.65) CL45MnSiV 另外：GB806288规定： “铁路用粗制轮箍”用钢，钢号： LG60 LG65等 摩托车气缸体： 宜选用铝硅合金（ZL1）， 理由： 铝硅合金轻而且散热效果好，强度足够。 减速器蜗轮：选用铸造青铜（ZCuZn10Pb1) . 理由：减摩为主，散热作用好，强度不重要。,
