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文档简介

1、第8章铸铁,2,灰口铸铁3,球墨铸铁4,球墨铸铁5,可锻铸铁,1,概述1铸铁的石墨化过程2铸铁的合金元素3铸铁的组织和分类4铸铁的性能特性,铸铁:碳质量分数超过2.11%,包含高Si,高杂质元素S,高,铸铁的碳主要以三种茄子形式分布:1,概述,图1铸铁的石墨化过程,石墨化过程是铸铁的碳原子以石墨(G)形式析出的过程。(相图分析)Fe-C双相图石墨形成(石墨化)过程可分为三个阶段。第一阶段石墨化(GG共晶)过程-石墨形态第三阶段石墨化(G共分析,G)过程-气体组织(F)测定,2铸铁的合金元素,影响石墨化的因素(两个茄子):化学成分化学成分的影响分为促进石墨化的元素C,SI两个茄子主要类别。妨碍M

2、n,s,Mg -石墨化的元素。Mg也是促进石墨化的元素(球- ) P的影响。磷促进石墨化的不太强的元素。v冷越慢,对C原子的扩散越有利,对石墨化越有利。影响石墨化的主要因素:图:碳、硅含量和铸件壁厚对铸件组织的影响,三铸铁的组织和分类铸铁的组织在金属气体中徐璐分布其他形式的石墨。金属气体有P,F,FP,热处理后有M,B等组织,它们相当于钢的组织。铸铁的分类根据石墨的形态进行:灰口铸铁:板状石墨的铸铁普通灰口铸铁;孕育铸铁可锻铸铁:块状石墨;球墨铸铁:球形石墨;蠕墨铸铁:蠕虫般的石墨。如图所示。,灰铸铁可以根据组织的石墨形态分为四个茄子类别,凝固后的断口为白色亮颜色,被称为白铸铁。(又硬又脆,应

3、用少。)第一阶段、第二阶段的石墨化过程可以充分进行,凝固后的单口变暗,称为灰铸铁第一阶段的石墨化部分,凝固后的单口是白亮的细炭体和暗灰色的石墨混合,称为马口铁。4铸铁性能特性,力学性能主要取决于气体组织和石墨(数量、形状、大小、分布)。石墨的形态对铸铁的力学性能影响很大,分布在气体上的石墨可以看作是孔、孔、裂纹。g:3 5 HBS;B20;0p:接近160200 HBS。B800 1000f: 50 80 HBS : B 350 400,力学性能:强度比钢低(B灰铁最低,球铁最好),塑料,韧性不好(不能锻造),石墨有效减少负载面积,石墨端在铸件负载时发生应力集中,变脆其他性能:由于石墨的存在,

4、铸铁具有可加工性(切削性、润滑作用)、耐磨性(润滑剂、储油)、可耗性(钢的10倍,石墨密度小,可以快速吸收振动)、可铸性(接近共晶),因为铸铁的碳含量高,其成分接近共晶成分。石墨在结晶时体积膨胀,因此铸造收缩率小,铸造性能优于钢。一般来说,石墨的数量越少,分布越分散,形状越接近球体,铸铁的强度、可塑性和韧性就越高。矩阵强度的利用率:灰铁最差(30-50%),球铁最大(70-90%)。一灰铸铁的等级2是影响灰铸铁组织和性能的因素3孕育处理,2,灰铸铁(常称为灰铸铁),灰铸铁是石墨分布在板状的铸铁使用最广泛的铸铁。在各种铸铁的总产量中,灰铸铁所占的比重最大,约占80以上。,一次铸铁的等级,表示为“

5、HTxxx”。例如,HT150,150表示30mm样品的最小拉伸强度为150MPa的灰铸铁。一般灰铸铁为HTl00、HT150、HT200和HT250,灰铸铁为HT300、HT350和HT400。F基底灰铸铁-HTL00FP基底灰铸铁- HT150P基底灰铸铁- HT200,HT250最小B为150MPa灰铁;组织:当钢的基底(F)气体组织不同时(F、P、FP性能:良好的铸造性能(成分接近共晶点,熔点低,流动性好,结晶后分散收缩小,偏角小,可以铸造复杂形状的零件),良好的耐磨性和抗震性能好的切削加工性;灰铸铁的力学性能:受片状石墨的影响,拉伸强度、塑料、韧性和杨氏模量都低于钢。接近钢的抗压强度

6、(灰色铸铁的明显特性。硬度和抗压强度,主要取决于矩阵组织。)对气体强度的利用率:灰铁最坏(30%到50%),球铁最好(70%到90%)。灰铸铁的机械性能不仅与石墨片的分布类型有关,还与石墨片的大小有关。灰铸铁件石墨的大小等级为8级,1级最粗,8级最细。石墨片越厚,机械性能越差。为了得到细碎的石墨,通常采用孕育处理。经过孕育处理(变质处理)的灰铸铁称为孕育铸铁。3孕育处理,孕育处理是指在铸造铸铁溶液之前,加入少量孕育剂(硅、硅钙)对机体组织进行加工,使石墨变细,提高铸铁的强度。孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁或变质铸铁。铸铁用于制造对力学性能要求高、截面尺寸变化大的大型铸件。灰铸铁应用节目:压力大

7、,地震去除零件好。机床床(需要消耗性)、导轨和气缸体(需要耐磨性)、4、灰铸铁的应用、5、热处理:典型的热处理方法如下:应力退火加热500600,保温,冷却,消除铸件残余应力,防止铸件变形或软化退化加热850950,保温,冷却,Fe3C分解为铁和石墨,提高铸件的可加工性。表面淬火提高表面硬度和耐磨性。例如,机床轨道表面使用接触电阻加热表面淬火,可将使用寿命提高1.5倍。(热处理只能改变基组织,石墨不能改变),应力退火,软化退火,3,可锻铸铁,可锻铸铁通过长石墨化退火(900980)获得。强度、塑料和冲击韧性都很高,可以部分代替碳钢。块状石墨对铸铁金属气体的分裂和应力集中作用比灰铸铁小得多,因此

8、可锻铸铁强度高。尤其是塑料(延伸率达12%)比灰铸铁高得多,具有一定的塑性变形能力,因此被称为可锻铸铁(或延伸铸铁,又称马铁)。灰色铸铁和球墨铸铁之间的力学性能。可锻铸铁不能加!我国可锻铸铁的商标名称用“KT”表示,其后加上拼音“Z”表示珠光体可锻铸铁。KTZ450-5,最小拉伸强度,最小伸长率值,例如珠光体可锻铸铁,KT300- 6弯头,t,KT330- 8扳手,犁,轮皮,KT350-10 P可锻,1球铁的组成及球化处理,球铁的组成要求比较严格,与灰色铸铁相比,碳当量高,硫含量低。要进行共和和孕育处理。是的,提高旧墨铸铁、铸铁性能的根本方法是改变石墨的形态。,国内常用的球形剂:镁、稀土、稀土

9、镁合金。孕育处理75%Si的硅铁、旧墨铸铁通过球化处理和水化处理使石墨成为球形,并配合适当的热处理改善气体组织,使铸铁的性能在质量上飞跃,旧墨铸铁的历史牙齿短,但在国内外迅速发展,在一些工业发达国家已经超过铸钢,在灰铸铁中生产的次数仅次于次金。我国从1950年开始生产旧墨铸铁,20世纪60年代与国内丰富的稀土资源相结合,开发稀土镁旧墨铸铁,使我国旧墨铸铁生产处于世界领先地位。商品名称“QT数字”如:QT40018组织:在金属矩阵(F、P、F P)中分发球形石墨。性能:机械性能比灰色铸铁高得多(基准强度的利用率从灰色铸铁的30P%提高到70%)。使用可靠性高。最小拉伸强度,最小拉伸率,2球墨铸铁

10、的等级、组织和性能,拉伸强度高,屈服强度(0.2),屈强比为0.7-0.8,塑性和韧性低于钢,但高于其他铸铁。疲劳强度:铸铁的疲劳强度在很大程度上取决于石墨的形状。球形疲劳强度最高,块状皮瓣第二次,皮瓣最低。随着石墨的数量增加,铸铁的疲劳强度降低。示例:qt400-17、qt420-10、qt500-5、qt600-2、qt700-2、qt800-2、qt1200-1、阀体可以像钢一样进行多种热处理,以改善金属气体组织,进一步提高机械性能。球墨铸铁的球化处理和孕育处理,球化处理:在球墨铸铁生产中,高温金属在临时铸造前添加到一定量的球化剂中,在石墨结晶过程中生长成球形的工艺工作称为球化处理。孕育

11、处理:石墨生核形成球直径小、数量大、圆度好、分布均匀的球形石墨,提高球墨铸铁的机械性能。怀孕剂75%硅铁或钙铁合金。组织:钢矩阵(F,F P,P,s,b下)球形(G),a)F球铁250 x,b)F P球铁250 x,c)P球铁200x铁珠光体墨铸铁的强度和硬度高,耐磨性好,韧性好。屈强比高于45锻钢,珠光体墨铸铁可以代替非合金钢制造承受交变载荷和磨损的零件。典型部件广泛应用于内燃机曲轴、连杆、齿轮、车床主轴等机床耐磨产品的制造。热处理:退火应力退火(类似于灰色铸铁),低温退火。低温退火:700760,FECF G提高塑料韧性。净化得到P G组织,细化均匀组织,提高硬度和耐磨性。调质处理组织是S

12、灰口G等温淬火炉B下G组织,综合机械性能好,但只适用于小尺寸零件。归还,盐浴,S回,票。旧墨铸铁的等级、力学性能和用途、表。旧墨铸铁的等级、力学性能及用途、5、软墨铸铁、软墨铸铁是近20年发展起来的新型,其强度接近墨铸铁,具有一定的韧性和高耐磨性。铸造性能和导热性也很好(类似于灰色铸铁)。旧墨铸铁和灰铸铁的某些优点兼备的软墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量的软化剂处理的。,软铸铁已开始应用于生产,比较成功的是汽缸盖、缸套、钢珠型、液压阀等铸件。组织特征:球墨铸铁的组织由钢的气体和虫子形状的石墨组成。石墨又短又厚,头发又圆,看起来像蠕虫。图2.5。如图7所示:软铸铁的石墨形态,福特在V6柴油机上

13、使用软铸铁,软铸铁刹车,练习问题,1。从化学成分、组织、性能三个方面说明铸铁和钢铁的差异,铸铁的碳存在形式是什么?对性能的影响是什么?铸铁怎么分类?灰口铸铁性能特性?4 .什么是怀孕处理?那个目的?5 .为什么可锻铸铁适合做薄壁零件,而墨水铸铁不适合?6 .QT700-2、KT370-12、KTZ600-3、HT300、工作:1铸铁分为哪些类别?2在铸铁石墨化过程中,第一阶段、第二阶段都被问及完全石墨化、第三阶段或完全石墨化、未石墨化、部分石墨化、部分石墨化,分别获得了哪些组织。三加段铸铁可以锻造吗?4铸铁的组织和性能特征?5.铸铁的石墨化?影响石墨化的因素?5节有色金属及其合金,1,铝及其合

14、金2,铜和铜合金3,镁和镁金4,轴承合金,纯铝,纯铝含Fe,Si,Zn等杂质元素,性能下降。纯铝按纯度可分为三类茄子。(1)高纯铝的纯度为99.93 199.99,主要用于科学研究和电容器制作。(2)工业高纯铝的纯度为98.85 199.9,用于制造铝箔、铝包装和冶炼铝合金原料。(3)工业纯铝的纯度为98.0 199.0,等级L1,L2,L3,L4编号越高,纯度越低。工业纯铝可以制造电线、电缆、碗和构成合金。纯铝的强度很低,不能用作结构材料。铝和铝合金(1)密度低,强度高。纯铝的密度只有2700kgm3,只有铁的三分之一。铝合金密度也很小,采用了各种强化手段后,铝合金可以达到与低合金钢相似的强

15、度,高于一般高强度钢。(2)优良的物理和化学性能:铝的导电性为银,其次是铜,室温电导率约为铜64。铝资源丰富,成本低。铝和铝合金都具有相当好的大气防腐能力。(3)加工性能良好。铝及铝合金(退火状态)的塑性好,可以用冷细线拔出,切削性能也很好。经过高强度铝合金加工后的热处理,可获得高强度。铸造铝合金铸造性能很好。由于这些优点,铝和铝合金都广泛应用于传记工程学科、航空和航天工业、一般机械和轻工业。1,铝及其合金,铝是面芯立方金属,密度为2.7Mg/m3。铝的抗拉强度比钢低,但强度密度(比强度)高。这是选择材料时重要的参数,尤其是飞机、汽车等需要轻量化的零件或设备。铝合金分类:变形铝合金和铸造铝合金两个茄子类别:变形铝合金:防锈铝合金,硬铝合金,超硬铝合金和锻造铝合金。(LF5,LY11,LC4,LD7)铸造铝合金:铸造铝合金(ZL

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