《金属工艺学》(52学时)总7～10(第二篇)

1、1金属工艺学第二篇 铸 造金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：2 概概 述述铸造铸造将液态金属浇注到具有与零件形状、将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固待其冷却凝固,以获以获得毛坯或零件的生产方法得毛坯或零件的生产方法,称为铸造。称为铸造。注意注意：相适应相适应：形状类似、像似但不是相等。：形状类似、像似但不是相等。铸型型腔种类铸型型腔种类： 有砂型；泥型；金属型；壳型等。有砂型；泥型；金属型；壳型等。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：3 一、一、 特特 点点: 1.能制成形状复杂能制成形状复杂,特别是内腔复杂的毛坯；特别是内

2、腔复杂的毛坯； 2.适应性广；适应性广；n可适应不同形状大小；可适应不同形状大小；n可适应不同金属材料；可适应不同金属材料；n可适应不同批量；可适应不同批量；3.普通砂型铸造毛坯成本低廉；普通砂型铸造毛坯成本低廉；4.生产周期较长生产周期较长,废品率高废品率高,质量质量 (机械性能机械性能,表面质量表面质量)较差较差 ；5.手工砂型铸造时劳动强度较大手工砂型铸造时劳动强度较大.金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：4金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：5金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：6二、应用：二、应用：n如机床、内燃机中如机床、内燃机中,铸件占总重量的铸件占总重量的70

3、%90；n压气机占压气机占60%80%；n拖拉机占拖拉机占50%70%；n农业机械占农业机械占40%70%；n某些材料必须用铸造方法生产（生铁类）。某些材料必须用铸造方法生产（生铁类）。三、铸造发展方向：三、铸造发展方向： 1.机械化程度大为提高；机械化程度大为提高； (向铸造自动发展向铸造自动发展) 2.对质量的进一步控制和提高；对质量的进一步控制和提高； (毛坯精度可达毛坯精度可达IT10IT11 表面粗糙度表面粗糙度Ra可达可达 6.40.8微米微米)7第二篇 铸 造第一章第一章铸造工艺基础铸造工艺基础 金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：8 一、液态合金的充型一、液态合金的充型n

4、 充型充型：液态合金填充铸型的过程。：液态合金填充铸型的过程。n 充型意义充型意义：获得形状完整、轮廓清晰铸件的可能。：获得形状完整、轮廓清晰铸件的可能。n 影响因素影响因素：1.合金的流动性合金的流动性 是衡量金属铸造性能的条件（指标）之一是衡量金属铸造性能的条件（指标）之一 n 衡量衡量：螺旋形试样：螺旋形试样n常用材料：以常用材料：以灰口铸铁，硅黄铜灰口铸铁，硅黄铜流动性最好流动性最好（1000-1500mm）.铸钢最差铸钢最差（100mm）.铝合金铝合金（硅铝）等居中（硅铝）等居中（700800mm） 金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：9 2、影响合金流动性的因素：、影响合金流

5、动性的因素：（1）化学成分。）化学成分。n 共晶成分合金共晶成分合金n 纯金属纯金属n 合金合金（2）浇注条件）浇注条件n浇注温度浇注温度n充型压力充型压力 （3）铸型填充条件）铸型填充条件n铸型材料铸型材料n铸型温度铸型温度n铸型中气体铸型中气体金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：10 二、二、 铸件的凝固与收缩铸件的凝固与收缩1.铸件的凝固方式铸件的凝固方式（1）逐层凝固）逐层凝固（2）糊状凝固）糊状凝固（3）中间凝固。）中间凝固。 凝固方式与铸件质量关系：凝固方式与铸件质量关系： 逐层凝固逐层凝固,充型能力强充型能力强,便于防止缩孔和缩松便于防止缩孔和缩松; 糊状凝固时糊状凝固时,

6、难以获得结晶紧实的铸件。难以获得结晶紧实的铸件。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：11 2.铸造合金的收缩铸造合金的收缩 是衡量金属铸造性能的条件（指标）之二是衡量金属铸造性能的条件（指标）之二 收缩：合金从浇注、凝固直至冷却到室温收缩：合金从浇注、凝固直至冷却到室温,其体积或尺寸缩减的其体积或尺寸缩减的现象。现象。对质量影响：对质量影响：产生缩孔、缩松、裂纹、变形等缺陷。产生缩孔、缩松、裂纹、变形等缺陷。衡量：衡量：收缩率数值大小收缩率数值大小 收缩的三个阶段收缩的三个阶段:(1)液态收缩液态收缩 从浇注温度到凝固开始温度的收缩。表现为合金体从浇注温度到凝固开始温度的收缩。表现为合金

7、体积的收缩。积的收缩。(2)凝固收缩凝固收缩 从凝固开始温度到凝固终止温度从凝固开始温度到凝固终止温度(即固相线温度即固相线温度)间间的收缩。表现为合金体积的收缩。的收缩。表现为合金体积的收缩。(3)固态收缩固态收缩 从凝固终止温度到室温间的收缩。表现为合金体积从凝固终止温度到室温间的收缩。表现为合金体积的收缩及尺寸上的缩减。的收缩及尺寸上的缩减。 金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：123. 缩孔，缩松缩孔，缩松缩孔，缩松概念：缩孔，缩松概念：缩孔形成：缩孔形成：缩松形成：缩松形成：对质量的影响：对质量的影响：n造成有效面积的减小（以缩孔为甚）造成有效面积的减小（以缩孔为甚）n造成气密

8、性下降造成气密性下降n造成铸件的物理化学性能的变化造成铸件的物理化学性能的变化金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：13防止减少缩孔，缩松措施：防止减少缩孔，缩松措施： （1） 采用顺序凝固方式（定向凝固）采用顺序凝固方式（定向凝固）n 在铸件上某些厚大部位增设冷铁在铸件上某些厚大部位增设冷铁n 在最后凝固或原大部分加放冒口在最后凝固或原大部分加放冒口（2）选择合适的合金成分）选择合适的合金成分n纯金属，共晶成分附近的合金，一般会出现缩孔，纯金属，共晶成分附近的合金，一般会出现缩孔，远离共晶成分的合金，易出现缩松。远离共晶成分的合金，易出现缩松。注意：注意：定向凝固能有效防止缩孔的产生，但

9、扩大了铸件各部定向凝固能有效防止缩孔的产生，但扩大了铸件各部分的温度差分的温度差,加大了铸件的变形和裂纹倾向。加大了铸件的变形和裂纹倾向。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：14 三、三、 铸造内应力，变形与裂纹铸造内应力，变形与裂纹产生：产生：收缩受阻，其内部形成内应力。收缩受阻，其内部形成内应力。危害：危害：内应力存在，会造成铸造变形，内应力过大时，铸内应力存在，会造成铸造变形，内应力过大时，铸件则出现裂纹等铸造缺陷。件则出现裂纹等铸造缺陷。1.内应力形成内应力形成分类：分类：可分为可分为热应力热应力和和机械应力机械应力两种）两种）（1）热应力形成：）热应力形成： 由于壁厚不同，冷却

10、速度不同引起。由于壁厚不同，冷却速度不同引起。（2）机械应力形成：）机械应力形成：铸件收缩时受到机械阻碍而形成。铸件收缩时受到机械阻碍而形成。 防止热应力措施：防止热应力措施： （1）结构上保证壁厚均匀，对称，减小冷却温度差；）结构上保证壁厚均匀，对称，减小冷却温度差； （2）采用）采用同时凝固同时凝固的原则。的原则。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：152铸件的变形铸件的变形原因：原因：由于残余应力的存在，使铸件处于一种不稳定由于残余应力的存在，使铸件处于一种不稳定的状态，故可通过变形减缓内应力，使之趋于稳定。的状态，故可通过变形减缓内应力，使之趋于稳定。产生：产生：一般细，长，薄，

11、不对称中，内应力残存，厚一般细，长，薄，不对称中，内应力残存，厚大部分受残余拉应力，薄细部分受残余压应力。内大部分受残余拉应力，薄细部分受残余压应力。内应力释放后，则发生变形或弯曲。应力释放后，则发生变形或弯曲。 例：见书图例：见书图211/p46 防止措施：防止措施： （1）防止热应力产生措施可防止变形产生；）防止热应力产生措施可防止变形产生； （2）反变形法设计铸件结构；）反变形法设计铸件结构； （3）进行时效处理）进行时效处理采用人工时效和自然时效。采用人工时效和自然时效。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：163铸件的裂纹与防止铸件的裂纹与防止 产生原因：产生原因： 当残余应力大

12、于铸件的材料抗拉强度则产生裂纹。当残余应力大于铸件的材料抗拉强度则产生裂纹。 分类：分类：裂纹分为裂纹分为热裂纹热裂纹和和冷裂纹冷裂纹 （1）热裂纹）热裂纹：裂纹短，宽，曲折，有氧化色。裂纹短，宽，曲折，有氧化色。产生原因：产生原因：n在液固两相区是产生，合金性质和铸型阻力是对热裂产生和形在液固两相区是产生，合金性质和铸型阻力是对热裂产生和形成的主要因素。成的主要因素。nS、P低熔点物质形成，低熔点物质形成， S、P 含量高则热裂趋向大含量高则热裂趋向大n 铸型阻力：（铸型阻力：（1）造型材料的退让性差）造型材料的退让性差 （2）浇注结构和铸型的设计不合理）浇注结构和铸型的设计不合理 金属工艺

13、学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：17 （2）冷裂纹：）冷裂纹：裂纹细小，呈连续直线状，裂纹细小，呈连续直线状，有时候缝内有轻微氧化色。有时候缝内有轻微氧化色。 产生原因：产生原因： n一般与应力大小、铸件材料的塑性有关，多出现一般与应力大小、铸件材料的塑性有关，多出现在脆性材料，例如灰铸铁，白口铁，高铝钢等；在脆性材料，例如灰铸铁，白口铁，高铝钢等；n冷裂纹一般出现在复杂工件或工件的应力集中处冷裂纹一般出现在复杂工件或工件的应力集中处（形状突变处、气孔、缩孔处）。（形状突变处、气孔、缩孔处）。 防止裂纹措施：防止裂纹措施： （1）合理选用合金成分，控制）合理选用合金成分，控制S、P含量；含量

14、； （2）提高铸件设计质量，减少应力集中趋势；）提高铸件设计质量，减少应力集中趋势； （3）防止应力产生的各种措施也适用防止和减少裂）防止应力产生的各种措施也适用防止和减少裂纹倾向。纹倾向。 金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：18四、铸件中的气孔气孔分类气孔分类 1.析出性析出性气孔气孔 2.侵入性气孔侵入性气孔 3.反应性气孔（又分皮下气孔、冷铁气孔）反应性气孔（又分皮下气孔、冷铁气孔）气孔防止气孔防止n除气处理，对炉料除油、除水、烘干；除气处理，对炉料除油、除水、烘干；n选择合适型芯材料；选择合适型芯材料；n选择合适造型材料。选择合适造型材料。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信

15、箱：19本章小结及要点：本章小结及要点：n了解铸造生产特点及应用概念了解铸造生产特点及应用概念n熟悉合金的充型概念、合金流动性概念；熟悉合金的充型概念、合金流动性概念；n铸件的凝固与收缩产生原因、对质量的影铸件的凝固与收缩产生原因、对质量的影响及防止措施。响及防止措施。（重点）（重点）n铸件的内应力、变形、裂纹产生原因对质铸件的内应力、变形、裂纹产生原因对质量的影响及防止措施。量的影响及防止措施。 （重点）（重点）金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：20作业作业：第二篇第二篇 第一章第一章P43 （1）、（）、（6）、）、 （8）21 第二篇 铸 造第二章第二章常用合金铸件的生产常用合金

16、铸件的生产金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：22 一、铸铁件生产一、铸铁件生产铸铁是极其重要的铸造合金（总量占铸件铸铁是极其重要的铸造合金（总量占铸件80%以上）以上）n含碳量超过含碳量超过2.11%；n碳全部或大部以石墨形式存在碳全部或大部以石墨形式存在.分类：分类：（依据石墨形态分类）依据石墨形态分类）灰铸铁；灰铸铁； （组织：片状石墨（组织：片状石墨+金属基体）金属基体）可锻铸铁；可锻铸铁； （组织：团絮状石墨（组织：团絮状石墨+金属基体）金属基体）球墨铸铁；球墨铸铁； （组织：球状石墨（组织：球状石墨+金属基体）金属基体）蠕墨铸铁等。蠕墨铸铁等。 （组织：蠕虫状石墨（组织：蠕虫

17、状石墨+金属基体）金属基体）金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：23 （一）灰铸铁（灰口铸铁）（一）灰铸铁（灰口铸铁） 灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁n应用最广，占铸铁总产量应用最广，占铸铁总产量80%以上。以上。n灰铸铁的组织：灰铸铁的组织：片状石墨片状石墨+金属基体金属基体n几点注意：几点注意：铸铁含碳量；铸铁含碳量；状态图上的位置；状态图上的位置；铸铁的常温组织。铸铁的常温组织。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：24 1.灰铸铁的性能灰铸铁的性能：n抗拉强度低抗拉强度低（b仅仅120250MPa）,塑性、韧性差塑性、韧性差（3%、aK0）； （灰铸

18、铁性能与石墨有关，石墨愈多、愈粗大、分（灰铸铁性能与石墨有关，石墨愈多、愈粗大、分布愈不均布愈不均,其力学性能愈差）其力学性能愈差）n灰铸铁的灰铸铁的抗压强度与钢相近抗压强度与钢相近；n优良的铸造性能和切削加工性能；优良的铸造性能和切削加工性能；n属于脆性材料属于脆性材料,不能锻造和冲压不能锻造和冲压；n灰铸铁的灰铸铁的焊接性能很差、焊接性能很差、；（因价格较低廉，重要件最多只用于焊补）（因价格较低廉，重要件最多只用于焊补） 金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：25 石墨的存在，使灰铸铁具有如下优越性能石墨的存在，使灰铸铁具有如下优越性能:n优良的减振性优良的减振性（由于石墨对振动起缓冲

19、作用（由于石墨对振动起缓冲作用,从而阻止振动能量的传从而阻止振动能量的传播。灰铸铁减振能力为钢的播。灰铸铁减振能力为钢的510倍）倍）应用：制造机床床身、底座、复杂件的壳体。应用：制造机床床身、底座、复杂件的壳体。n耐磨性好（减磨性）耐磨性好（减磨性）（石墨本身是一种良好的润滑剂（石墨本身是一种良好的润滑剂,而石墨剥落后又可使而石墨剥落后又可使金属基体形成储存润滑油的凹坑）金属基体形成储存润滑油的凹坑）应用：制造机器导轨、衬套、活塞环等。应用：制造机器导轨、衬套、活塞环等。n缺口敏感性小缺口敏感性小（石墨已使金属基体形成了大量缺口（石墨已使金属基体形成了大量缺口,外来缺口对灰铸外来缺口对灰铸铁

20、的疲劳强度影响甚微）铁的疲劳强度影响甚微）n优良的铸造性能切削加工性能优良的铸造性能切削加工性能金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：26 铸铁性能取决于（片状石墨铸铁性能取决于（片状石墨+金属基体）金属基体） 灰铸铁基体组织灰铸铁基体组织 可分为三类：可分为三类： 铁素体灰铸铁：铁素体灰铸铁： F+片状石墨片状石墨 珠光体珠光体-铁素体灰铸铁；铁素体灰铸铁； （ F+P）+片状石墨片状石墨 珠光体灰铸铁：珠光体灰铸铁： P+片状石墨片状石墨 金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：27 2.影响铸铁组织和性能因素：影响铸铁组织和性能因素：（化学成分、冷却速度）（化学成分、冷却速度） （

21、1）化学成分）化学成分 （主要是碳、硅元素）（主要是碳、硅元素） n碳：形成石墨化主要元素碳：形成石墨化主要元素（2.7 % 3.9%）n硅：是强烈促进石墨化的元素。硅：是强烈促进石墨化的元素。 （1.1 % 2.6%） 因此因此,调整铸铁含硅量，可改变铸铁的组织和性能。调整铸铁含硅量，可改变铸铁的组织和性能。n硫：阻碍石墨化元素。（还会引起热脆性硫：阻碍石墨化元素。（还会引起热脆性,增加白口倾向）增加白口倾向）n磷：对石墨化基本没有影响，但会增加铸铁的冷脆性。磷：对石墨化基本没有影响，但会增加铸铁的冷脆性。 硫、磷属有害杂质硫、磷属有害杂质,一般限制在一般限制在0.1%0.15%以下。以下。

22、n锰：有益元素。锰：有益元素。 （0.6 % 1.2%）（2）冷却速度：）冷却速度： 缓慢冷却有利于石墨化出现。（冷却过快形成白口组织）缓慢冷却有利于石墨化出现。（冷却过快形成白口组织） 白口组织白口组织铸铁组织中碳以铸铁组织中碳以 Fe3C 形式存在，断口白色。形式存在，断口白色。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：28 3.灰铸铁的孕育处理灰铸铁的孕育处理 目的：目的：改变铸铁组织中的石墨形态，让其变细小均改变铸铁组织中的石墨形态，让其变细小均匀，是匀，是 提高灰铸铁抗拉强度的有效方法。提高灰铸铁抗拉强度的有效方法。方法：方法：获得含碳获得含碳(2.7%3.3%)、硅、硅(1%2%)

23、均低的铁水均低的铁水加入孕育剂加入孕育剂,浇注浇注孕育剂：孕育剂：含硅量含硅量75%的硅铁，加入量：铁水重量的的硅铁，加入量：铁水重量的0.25%0.6%孕育铸铁性能孕育铸铁性能：n强度、硬度较普通灰铸铁高强度、硬度较普通灰铸铁高,如如b=250400MPa HB达达170270。必须注意，孕育铸铁的石墨仍为片状；。必须注意，孕育铸铁的石墨仍为片状；n冷却速度对其组织和性能的影响较小；冷却速度对其组织和性能的影响较小；n厚大截面铸件上的性能（心部与外部性能）较为均匀；厚大截面铸件上的性能（心部与外部性能）较为均匀；n其塑性和韧性仍然很低其塑性和韧性仍然很低,故其故其本质仍属灰铸铁。本质仍属灰铸

24、铁。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：29 4.灰铸铁的牌号及应用灰铸铁的牌号及应用n灰铸铁的牌号：灰铸铁的牌号： HT+三位数字三位数字（参阅（参阅GB561285铸铁牌号表示方法铸铁牌号表示方法HT：表示灰铁表示灰铁 数字：数字：为其最低抗拉强度值，为其最低抗拉强度值，MPa。n应用应用：参见书：参见书 P53 表表 2 - 3金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：30 （二）可锻铸铁（二）可锻铸铁 （玛铁、玛钢）（玛铁、玛钢） 由白口铸铁经石墨化退火而成的一种铸铁由白口铸铁经石墨化退火而成的一种铸铁 1.组织：组织：团絮状石墨团絮状石墨+金属基体金属基体 2.机械性能：机械性

25、能：石墨割裂作用减小石墨割裂作用减小,抗拉强度显著提高。抗拉强度显著提高。 b=300400MPa,最高可达最高可达700MPa。 (12%,aK30J/cm2,）但不能用于锻造但不能用于锻造。 3.分类：分类： 黑心可锻铸铁黑心可锻铸铁 （右图）（右图）珠光体可锻铸铁珠光体可锻铸铁 白心可锻铸铁白心可锻铸铁 （右图）（右图）金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：31 4.牌号牌号 ： KTH数字数字1数字数字2 KT：表示可锻铸铁，：表示可锻铸铁， H：表示黑心：表示黑心 Z：表示珠光体：表示珠光体 数字数字1：表示最低抗拉强度：表示最低抗拉强度 数字数字2 ：表示最低伸长率：表示最低伸

26、长率5.生产方式：生产方式：先铸出白口坯件先铸出白口坯件清理坯件清理坯件石墨化退火石墨化退火特点：特点：n低碳低碳(2.4%2.8%)和低硅和低硅(0.4%1.4%)含量铁水；含量铁水；n铸出白口坯件；铸出白口坯件；n石墨化退火（缓慢加热到石墨化退火（缓慢加热到920980,保温保温1020h）有时）有时几次；石墨化退火的总周期一般为几次；石墨化退火的总周期一般为4070h。n特点：特点：生产过程复杂生产过程复杂,退火周期长退火周期长,能耗大能耗大,铸件成本较高。铸件成本较高。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：32 （三）球墨铸铁（球铁）（三）球墨铸铁（球铁） 1. 球墨铸铁的组织与性

27、能球墨铸铁的组织与性能组织：组织：球状石墨球状石墨+金属基体金属基体性能性能：（球状石墨割裂作用减轻（球状石墨割裂作用减轻,性能发生本质变化）性能发生本质变化）n抗拉强度一般为抗拉强度一般为400600MPa,最高可达最高可达900MPa;n伸长率一般为伸长率一般为2%10%,最高可达最高可达18%；n可通过退火、正火、调质、高频淬火、等温淬火可通过退火、正火、调质、高频淬火、等温淬火等热处理方法（其它铸铁无效果）；等热处理方法（其它铸铁无效果）；n有接近灰铸铁的优良工艺性能（铸造、切削性有接近灰铸铁的优良工艺性能（铸造、切削性能）；能）；n“以铁代钢以铁代钢”的主要材料选择。的主要材料选择。

28、金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：33 球墨铸铁的组织球墨铸铁的组织 金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：34 牌号及应用：牌号及应用： QT+数字数字1数字数字2 QT： 表示表示“球铁球铁”，球墨铸铁，球墨铸铁 数字数字1： 表示其最低抗拉强度表示其最低抗拉强度 数字数字2 ：表示其最低伸长率表示其最低伸长率（表（表2-5为球铁主要牌号、力学性能和用途举例）为球铁主要牌号、力学性能和用途举例）金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：35 生产特点生产特点 要求低硫、低磷的铁水，向出炉的铁要求低硫、低磷的铁水，向出炉的铁水中加入球化剂和孕育剂而得到的球状石水中加入球化剂和孕育

29、剂而得到的球状石墨铸铁。墨铸铁。n铁水要求铁水要求： 球化剂：有镁球化剂和稀土镁球化剂两种球化剂：有镁球化剂和稀土镁球化剂两种 孕育剂：含孕育剂：含75%硅的硅铁硅的硅铁 n孕育处理：孕育处理：n铸型工艺：铸型工艺：n热处理：热处理：金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：36 （四）蠕墨铸铁四）蠕墨铸铁 1.组织组织：蠕虫状石墨蠕虫状石墨+金属基体金属基体 2.蠕墨铸铁的性能蠕墨铸铁的性能n力学性能介于基体相同的灰铸铁和球墨铸铁之间；力学性能介于基体相同的灰铸铁和球墨铸铁之间； 抗拉强度抗拉强度 b=360440MPa,优于灰铸铁优于灰铸铁,塑性和塑性和韧性韧性=1.5%4.5%）n强度和

30、韧性不如球铁；强度和韧性不如球铁；n铸造性能接近灰铸铁；缩孔、缩松倾向比球墨铸铁小铸造性能接近灰铸铁；缩孔、缩松倾向比球墨铸铁小,故故铸造工艺较简便；铸造工艺较简便；n耐磨性优于孕育铸铁及高磷耐磨铸铁；耐磨性优于孕育铸铁及高磷耐磨铸铁；n导热性优于球铁导热性优于球铁,抗氧化性较其它铸铁均高；抗氧化性较其它铸铁均高；n断面敏感性较灰铸铁小断面敏感性较灰铸铁小,厚大截面上的性能较为均匀。厚大截面上的性能较为均匀。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：37蠕墨蠕墨铸铁的组织铸铁的组织金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：38 2蠕墨铸铁牌号蠕墨铸铁牌号 RuT+数字数字 RuT：表示蠕墨铸铁

31、表示蠕墨铸铁 数字：数字：表示其最低抗拉强度表示其最低抗拉强度 3蠕墨铸铁的制取蠕墨铸铁的制取n原铁水和炉前处理与球墨铸铁类似。原铁水和炉前处理与球墨铸铁类似。n炉前处理：向铁水中加蠕化剂炉前处理：向铁水中加蠕化剂,再加入孕育剂。再加入孕育剂。（蠕化剂：稀土镁钛、稀土镁钙合金或镁钛合金，（蠕化剂：稀土镁钛、稀土镁钙合金或镁钛合金， 加入量为铁水重量的加入量为铁水重量的1%2%） 孕育剂：含孕育剂：含75%硅的硅铁硅的硅铁 金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：39 4.蠕墨铸铁的应用蠕墨铸铁的应用 n 工作温度较高或具有较高温度梯度的零件工作温度较高或具有较高温度梯度的零件,如大型柴油机气

32、缸盖、制动如大型柴油机气缸盖、制动盘、钢锭模、金属型等。盘、钢锭模、金属型等。n由于其断面敏感性小、铸造性能好由于其断面敏感性小、铸造性能好,故可用于故可用于制造形状复杂的大铸件制造形状复杂的大铸件,如如重型机床和大型柴油机机体等。重型机床和大型柴油机机体等。n蠕墨铸铁蠕墨铸铁代替孕育铸铁代替孕育铸铁既可提高强度既可提高强度,又可节省许多废钢。又可节省许多废钢。n墨铸铁综合性能优良墨铸铁综合性能优良,是有广阔发展前途的新材料。是有广阔发展前途的新材料。排排气气管管 进进气气管管 金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：40 二、铸钢件生产二、铸钢件生产 1.铸钢的类别：铸钢的类别：可分为可分

33、为铸造碳钢铸造碳钢和和铸造合金钢铸造合金钢2.组织组织：同钢的组织同钢的组织3.牌号牌号：ZG+数字数字1+数字数字2 ZG ：表示铸造用钢（铸钢）表示铸造用钢（铸钢） 数字数字1 ：表示其最低屈服强度表示其最低屈服强度 数字数字2 ：表示其最低抗拉强度表示其最低抗拉强度采用钢作为铸造材料主要原因是采用钢作为铸造材料主要原因是钢有良好的塑性钢有良好的塑性性能，性能，可用于一些抗冲击要求较高的场合可用于一些抗冲击要求较高的场合；n提供钢件毛坯。提供钢件毛坯。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：41 4.铸钢件的铸钢件的生产特点生产特点n 熔炼：采用炼钢炉熔炼：采用炼钢炉,如电弧炉、感应电炉

34、等；如电弧炉、感应电炉等；n铸钢的浇注温度高、铸钢的浇注温度高、流动性差流动性差,钢水易氧化和吸气；钢水易氧化和吸气；n体积体积收缩率约为灰铸铁的收缩率约为灰铸铁的23倍；倍；n铸造性能差铸造性能差,容易产生浇不足、气孔、缩孔、缩松、容易产生浇不足、气孔、缩孔、缩松、热裂、粘砂等缺陷；热裂、粘砂等缺陷；n铸钢用型砂应有铸钢用型砂应有高的耐火度和抗粘砂性高的耐火度和抗粘砂性,以及高的强以及高的强度、透气性和退让性；度、透气性和退让性；n铸件都要铸件都要安置冒口安置冒口,有时还需有时还需冷铁冷铁,以实现以实现定向凝固；定向凝固； 5.铸钢件的热处理：铸钢件的热处理：n铸钢件的铸钢件的晶粒粗大、晶粒

35、粗大、组织不均组织不均,常存有残余内应力；常存有残余内应力； n铸后铸后必须进行正火或退火必须进行正火或退火。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：42 三、三、 铜、铝合金铸件生产铜、铝合金铸件生产1.铸造铜的分类：铸造铜的分类：纯铜：纯铜：俗称紫铜俗称紫铜,导电、导热、耐蚀及塑性均优导电、导热、耐蚀及塑性均优,但强度、硬度但强度、硬度低低,且价贵且价贵黄铜：黄铜：是以锌为主加元素的铜合金。铸造黄铜的力学性能多比是以锌为主加元素的铜合金。铸造黄铜的力学性能多比青铜高青铜高,而价格却较青铜低。铸造黄铜常用于一般用途的而价格却较青铜低。铸造黄铜常用于一般用途的轴瓦、衬套、齿轮等耐磨件和阀门等

36、耐蚀件。轴瓦、衬套、齿轮等耐磨件和阀门等耐蚀件。青铜：青铜：铜与锌以外的元素所组成的合金统称。铜与锌以外的元素所组成的合金统称。锡青铜：锡青铜：铜和锡的合金是最普通的青铜。锡青铜的线收缩率低铜和锡的合金是最普通的青铜。锡青铜的线收缩率低,不易产生缩孔不易产生缩孔,其耐磨性和耐蚀性优于黄铜其耐磨性和耐蚀性优于黄铜,但易产生显微但易产生显微缩松缩松,故适用于致密性要求不高的耐磨、耐蚀件。故适用于致密性要求不高的耐磨、耐蚀件。铝青铜：铝青铜：铜和铝的合金。有着优良的力学性能和耐磨、耐蚀性铜和铝的合金。有着优良的力学性能和耐磨、耐蚀性,但铸造性较差但铸造性较差,故仅用于重要的耐磨、耐蚀件。故仅用于重要

37、的耐磨、耐蚀件。表表2-7为几种铸造铜合金的牌号、名称、成分、性能和用途为几种铸造铜合金的牌号、名称、成分、性能和用途。金属工艺学金属工艺学 答疑信箱：答疑信箱：43 2.铸造铝合金分类：铸造铝合金分类： 分为分为铝硅合金铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金铝铜合金、铝镁合金及及铝锌铝锌合金合金四类。四类。n 铝硅合金又称铝硅合金又称硅铝明硅铝明,其流动性好、线收缩率低、其流动性好、线收缩率低、热裂倾向小、气密性好热裂倾向小、气密性好,又有足够的强度又有足够的强度,所以应用所以应用最广最广,约占铸造铝合金总产量的约占铸造铝合金总产量的50%以上。铝硅合金以上。铝硅合金适用于形状复杂的薄壁件或气密性要求较高的铸件适用于形状复杂的薄壁件或气密性要求较高的铸件,如内燃机气缸体、化油器、仪表外壳等。如内燃机气缸体、化油器、仪表外壳等。n铝铜合金的铸造性能较差铝铜合金的铸造性能较差,如热裂倾向大如热裂倾向大,气密性和气密性和耐蚀性较差耐蚀性较差,但耐热性较好但耐热性较好,主要用于制造活塞、气主要用于制造活塞、气缸头