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1、,3.1 碳钢3.2 合金钢3.3 铸钢与铸铁3.4 有色金属及其合金,第3章 金属材料 a,3.3.1 铸钢 3.3.2 铸铁,3.3 铸钢与铸铁,3.3.1 铸钢,钢号 如 ZG25 钢， w(C)=0.25 % 。 性能 强度和塑性、韧性高于铸铁 ，但铸造流动性能差，收缩率大。,热处理,退火或正火，细化晶粒，消除魏氏组织及铸造应力。 组织 PF 用途 形状复杂，需一定强度、塑韧性的零件，如轧辊、机座、外壳。,3.3.2 铸铁,1铸铁的特点 2常用铸铁,成分 w(C) = 2.54.0 % ， w(Si) = 1.03.0 % .,1铸铁的特点,（）铸铁的石墨化 C 的同素异构体： 石墨G
2、（简单六方晶格）,金刚石Fe - Fe3CG 相图Fe3C 亚稳定相 G (Graphite) 稳定相,F+G,A+G,G,S0.68,E2.08,C4.25,738,1154,石墨化过程 按Fe-G 相图结晶、转变,G结晶：过共晶成分 L L + GI共晶转变 L4.26 A2.08+G（共晶） (1154) G析出： AA+GII (1154738 )共析转变 A0.68F + G（共析）( 738),影响石墨化的因素 化学成分 C、Si 促进石墨化 冷却速度 冷速慢有利石墨化,（）铸铁的组织和分类,灰口铸铁的组织 钢基体 + G,前两个阶段充分进行而第三个阶段不进行 前两个阶段部分进行而
3、第三个阶段不进行 三个阶段都不进行,力学性能强度、塑韧性比钢低。G的强度、韧性极低，减小钢基体的有效截面，并引起应力集中。,（）铸铁的性能,耐磨性好 石墨有利于润滑、储油。,三种石墨形态,缺口敏感性低 表面粗糙对疲劳极限的影响不明显消震性好（是钢的十倍） G 组织松软铸造性好 接近共晶成分、熔点低、流动性好、凝固收缩小。切削加工性好 G 使切屑易断，还可润滑刀具。,其它性能,应用 如，机床床身、发动机缸体、齿轮、曲轴。,2常用铸铁,（）灰铸铁（）球墨铸铁（）蠕墨铸铁（）可锻铸铁（）合金铸铁,（）灰铸铁,牌号 如HT100，表示 b100MPa（直径30mm）。 组织 钢基体（F 、F + P
4、、P） + 片状G,性能 与其它铸铁相比，力学性能差，其它性能好。,孕育铸铁 浇注前在铁水中加 Si-Fe，Si-Ca等孕育剂， 使P细化、G细而均匀，强度、塑韧性明显提高。,热处理,去应力退火 500550，防止机加工、使用时变形或开裂。,高温退火 850900, 表面、薄壁等白口处CmG, 硬度, 切削加工性,表面淬火 提高导轨表面、汽缸体内壁等的耐磨性。 应用 如，机床床身、导轨，汽缸体。,（）球墨铸铁 在铁水浇注前加球化剂（稀土Mg）使G球化,牌号 如 QT700-2 ，表示 b700， 2 。,组织 钢基体（F 、F + P 、P、 回火S、下B ) + 球状G,性能 强度、塑韧性明
5、显优于灰铸铁。（ 球状G 对基体的割裂作用小）,热处理,退火 去应力退火，500 600。低温退火，720760， PG + F ，塑韧性、切削加工性高温退火，900950， P, CmG + F ，塑韧性、切削加工性 正火 P% ，细化组织，强度、耐磨性低温正火，840860， P + F + G ，塑韧性较好。高温正火，880920， P + G + 少量F ，强度较高。,调质 850900油淬 + 550600回火回火S + G 等温淬火 840900 + 300等温下B+G调质、等温淬火后综合机械性能好，但仅适于小尺寸零件。,应用,替代部分铸钢、锻钢件，如曲轴、连杆、轧辊、汽车后桥等。
6、,（）蠕墨铸铁 在铁水浇注前加蠕化剂而得,牌号 如 RuT420 ，表示 b420 。 组织 钢基体+ 蠕虫状G,性能 强度、塑韧性优于灰铸铁。,应用 高压热交换器、汽缸盖、液压阀等。,（）可锻铸铁 白口铸铁 经长时间石墨化退火（900960）而得,牌号 如 KT300-6 ，表示 b300 ， 6 。 组织 钢基体 + 团絮状G,性能 强度、塑韧性优于HT，低于QT。,应用 管接头、低压阀门等。,（）合金铸铁,耐磨铸铁减摩铸铁 P灰铸铁（F 为软基体，Cm为硬质点，G润滑、储油）抗磨铸铁 白口铸铁表层灰口铸铁心部（强度好）加入合金元素，以提高强度、韧性、耐磨性。,耐热铸铁 和 耐蚀铸铁,小结
7、,重点要求 灰铸铁 和 球墨铸铁 的成分，组织，性能特点，牌号及用途。,一般要求 1. 铸铁的石墨化原理，石墨的形态、大小对铸铁性能的影响。 2. 铸铁的常用热处理的方法和目的。 3. 了解可锻、蠕墨、合金铸铁。,思考题,1. 出现下列不正常现象时，应采取什么有效措施予以防止或改善？ a. 灰铸铁磨床床身铸造以后就进行切削, 在切削加工后出现不允许的变形。b. 灰铸铁薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难。（旧版 P40，第 8题 ） 2. 指出下列铸铁的类别、组织及性能的主要指标：HT150； HT350；QT600-3 。,作 业 3b,P 21 22 week13, Nov 232. 13
8、) 20) 3. 8) 12),作业3a 参考答案 P 21-22,2. 4) 9SiCr 是（ ）钢，可制造（ ）。,低合金刃具钢,板牙、丝锥,5) 5CrMnMo 是（ ）钢，可制造（ ）。,热模具钢,热锻、压铸模,6) Cr12MoV 是（ ）钢，可制造（ ）。,冷模具钢,冷冲、冷挤压模,10) 60Si2Mn 是（ ）钢。,合金弹簧钢,12) 1Cr13 是（ ）钢，可制造（ ） 。,M型不锈钢,3. 1) 调质钢的合金化主要是考虑提高其红硬性。（ ）,No,3) A型不锈钢可采用加工硬化提高强度。（ ）,Yes,4) 高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成形。（ ）,No,6) 18-4-1高速钢采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多地 溶入A中，从而提高钢的红硬性。（ ）,Yes,7) A不锈钢的热处理工艺是淬火后低温回火处理。（ ）,No,汽轮机叶片,The End,of 3.3 (3a),
