常用合金铸件生产

第9章常用合金铸件生产湖北理工学院2023/2/42023/2/4

铸铁是以铁、碳、硅为主要组成元素，并比碳钢含有较多的硫、磷等杂质元素的多元合金。是一种应用广泛的铁碳合金。铸铁按石墨形态分灰口铸铁(HT)：石墨呈片状。球墨铸铁(QT)：石墨呈球状。蠕墨铸铁(RuT)：石墨呈蠕虫状。可锻铸铁(KT)：石墨呈团絮状。

铸铁还可按组织分成白口铸铁(断口银白色)、灰口铸铁(断口呈灰色)、麻口铸铁(断口黑白相间)。2023/2/4石墨对铸铁性能的影响力学性能：石墨强度硬度低、塑性韧性差；工艺性能：石墨脆性大、焊接裂纹倾向大；减振性好：石墨对机械振动起缓冲作用；耐磨性好：石墨是良好的润滑剂；缺口敏感性低：石墨破坏了基体连续性，一定程度上就相当于缺口。2023/2/4影响石墨化的因素材料：C、Si、Mn、S、P等元素含量；铸件：铸件愈薄其冷却速度愈快，铸件愈厚其冷却速度愈慢；工艺：在其他条件相同时，浇注温度愈高，铸件的冷却速度愈小；铸型：各种铸型材料的导热能力不同。2023/2/4

灰口铸铁的化学成分一般wC=2.5%～3.6%，wSi=1.1%~2.5%，wMn=0.6%~1.2%，wP≤0.50%，wS≤0.15%。可分成珠光体灰口铸铁、珠光体-铁素体灰口铸铁和铁素体灰口铸铁三类。力学性能主要取决于基体的强度和石墨的数量、大小、形状及分布。2023/2/4

提高灰口铸铁力学性能的有效方法是向铁水中冲入孕育剂(常用wSi=75%的75#Si-Fe合金)，然后浇注，以获得细晶粒的珠光体基体和细片状的石墨，这种方法称为孕育处理。用这种方法得到的铸铁称为孕育铸铁。灰铁里石墨呈片状。2023/2/42023/2/4

可锻铸铁化学成分wC=2.2%~2.8%、wSi=1.0％~1.8%，wMn=0.5％~0.7%、wP≤0.1%，wS≤0.2%。可锻铸铁要进行高温石墨化退火。退火后基体组织有铁素体、珠光体两种。可锻铸铁里石墨呈团絮状。可锻铸铁又名马铁。有黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁、白心可锻铸铁三种。可锻铸铁塑性良好(δ≤12%、ak

≤30J/cm2)，并不是真的可以锻造。2023/2/42023/2/4

球墨铸铁的碳、硅含量较高，一般wC=3.6~4.0%，wSi=2.0~3.2%，以降低白口倾向，保证球化效果。硫、磷含量较低，一般要求铁水中wS＜0.07%，wP＜0.1%，以降低其有害作用。球墨铸铁也要进行孕育处理，冲入法最为常用。球墨铸铁的石墨呈球状。球墨铸铁可以制作曲轴等。2023/2/42023/2/42023/2/4

蠕墨铸铁的力学性能介于基体相同的灰铁和球铁之间，如抗拉强度优于灰铸铁，且具有一定的塑性和韧性(σb=360~440MPa，δ=1.5~4.5%)，但因石墨是相互连接的，故强度和韧性都不如球铁。蠕墨铸铁的蠕化剂一般采用稀土镁钛、稀土镁钙合金或镁钛合金，加入量为铁水重量的1%~2%。蠕墨铸铁里石墨呈蠕虫状。蠕墨铸铁导热性能优良，常用于制作柴油机气缸盖、制动盘、钢锭模等。

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为了使铸铁获得耐磨(KmTBCr8)、耐热(RTCr16)、耐酸(STSi15Re)等特殊性能，可向铸铁中加入一定量的合金元素制成合金铸铁。2023/2/4

铸钢按化学成分不同可分为铸造碳钢及铸造合金钢两大类。其中以铸造碳钢应用最广，占铸钢总产量的80%以上。2023/2/42023/2/4

铸钢的的浇注温度高、流动性差，钢水易氧化和吸气，其体积收缩率约为灰铸铁的2～3倍，因此，铸造性能差，容易产生浇不足、气孔、缩孔、缩松、热裂、黏砂等缺陷。必须在工艺上采取相应的措施造型材料：型砂有高的耐火度和抗黏结性、良好的透气性和退让性。常选较大颗粒硅砂，加木屑、糖浆等。浇冒口系统：除防止缩孔、缩松外，还应防止开裂。2023/2/4

铜合金在液态下极易氧化形成Cu2O，并溶解在铜内而使合金的性能下降。为了防止铜的氧化，熔化青铜时应加熔剂以覆盖铜液。