第二章 常用合金铸铁的生产 铸铁 铸钢 有色金属2-1 铸铁铸铁是含碳量大于2.11的铁碳合金工业用铸铁主要是Fe、C、Si组成的合金系 一、铸铁分类： 白口铸铁：全部Fe3C形式 灰口铸铁：全部石墨形式 麻可铸铁：有Fe3C和石墨 二、铸铁的石墨化石墨化：铸铁中石墨 析出的过程 1. 石墨化过程的三个阶段：第一阶段：共晶反应 LcAE+G第二阶段：沿ES线第三阶段：共析阶段 AsFp+G2. 影响石墨化的过程 1）铸铁成分的影响 碳、硅元素是促进石墨化的元素 硫（S）、锰（Mn）是阻碍石墨化的元素 2）冷却速度的影响 石墨化是碳原子在铸铁中聚集和析出过程，需要时间。冷却速度慢，有利于石墨化三、灰铸铁 1. 组织与性能其组织结构可视为在钢的基体中嵌入了大量的片状石墨其塑性与韧性接近于0 性能1）力学性能 属于脆性材料，塑性几乎为零 b=120250MPa 2）工艺性能 不能冲压和锻造，焊接性差 但铸造性能优良，切削加工性好3）减振性 石墨的存在有关4）耐磨性 储存润滑油；石墨本身也是良好 润滑剂的5）缺口敏感性 石墨相当于基体中的缺口2. 牌号形式：HT HT：表示灰铸铁 数字表示抗拉强度 其b与壁厚有关，越厚， b如，HT1003.孕育处理加入孕育剂，细化石墨，并使其均匀分布孕育处理的铸铁孕育铸铁孕育铸铁的强度、硬度显著提高，但石墨仍为片状，故塑性、韧性仍很低。3.灰铸铁的铸造工艺特点碳当量接近于共晶成分，故结晶温度范围窄，以层状凝固方式凝固流动性好，能铸造出形状复杂的薄壁铸件自补缩能力，析出石墨，体积膨胀，铁液被压向晶粒间收缩量小四、球墨铸铁经球化，石墨呈球状具有优良的机械性能、切削性能和铸造性能 其应用仅次于灰铸铁1. 牌号形式：QT QT：表示球墨铸铁 前一数字表示最低抗拉强度 后一数字表示最低延伸率 如，QT45010 2. 化学成分应严格控制。二高二低，高C高Si，低S低P 3. 球化及孕育处理 球化剂：稀土镁硅铁或纯镁 孕育处理：使石墨更圆更细、分布更均匀4. 铸件工艺特点铸造性能不如灰铸铁凝固温度范围较宽，有糊状凝固的特征流动性差，易产生缩孔、缩松若铸型刚性足够，可利用石墨的膨胀实现自补缩；否则，膨胀压力使型腔扩大三、蠕墨铸铁新型铸铁材料石墨短而粗，端部圆钝，形态介于片和球之间 （组织图）其性能介于灰铸铁和球铁之间耐磨性比灰铸铁好，减振性比球铁好用其代替灰铁生产要求更高的铸件其铸造性能接近于灰铁牌号：RuT，最低抗拉强度蠕墨铸铁中石墨的形状四、可锻铸铁白口铸铁经石墨化退火石墨呈团絮状具有较高的韧性适宜于制造壁厚不太大的小型铸件种类： 1）黑心可锻铁，中性气氛石墨化，缓冷，F基体，断口中部呈黑绒状。 塑性、韧性、耐磨性好 2）白心可锻铁，氧化性气氛中脱碳退火，断口呈银白色。 机械性能差，很少应用 3）珠光体可锻铸铁 石墨化第三阶段被 抑制，基体为珠光体牌号：KT 最低抗拉强度 最低延伸率22铸钢件的生产其产量占铸件总量的15，仅次于灰铁应用广泛 机械性能高于各类铸铁，HB， k某些合金铸铁具有特殊的性能，如耐磨性，耐热性等焊接性好，便于采用铸焊联合结构铸造复杂、巨大件分类：铸造碳钢和合金铸钢一、铸造碳钢牌号ZGZG：铸造碳钢前一数字：屈服强度后一数字：抗拉强度三、铸钢件的铸造工艺特点不好熔点高，流动性差，收缩大，钢液易氧化易产生粘砂，冷隔，浇不到，缩孔，气孔易产生变形、裂纹 因此，其铸造工艺复杂铸钢件晶粒粗大，后经热处理细化23有色金属铸件的生产具有优良的物理性能、化学性能 一、铸造铝合金密度小，熔点低，导电导热性好，耐蚀性优良AlSi AlCu AlMg AlZnAlSi：铸造性能最好。流动性好、线收缩率低、收缩小 适宜于复杂、薄壁、气密件AlCu：铸造性低，耐蚀性低 但有较高的室温和高温力学性能AlMg：耐蚀性最好，密度最小，强度最高 但铸造工艺复杂AlZn：耐蚀性差，热裂倾向大， 但强度较高l工艺特点： 活泼金属，易于氧化和吸气 形成Al2O3，难清除，形成夹杂 冷却中析出的气体被表面致密的Al2O3 膜阻碍，在铸件中形成针孔二、铸造铜合金有铸造青铜和铸造黄铜铸造黄铜：普通黄铜 : Cu-Zn，耐磨、耐蚀差 特殊黄铜：HB高，耐磨、耐蚀铸造青铜：不以Zn为主要合金元素 Cu-Sn，锡青铜；其余为特殊青铜 青铜的耐磨性比黄铜好铜合金的铸造工艺性能易氧化吸气生成的氧化亚铜（Cu2O)溶于铜中，使塑性变差黄铜：结晶温度范围窄，易形成集中缩孔青铜：糊状凝固，易产生枝晶偏析是缩松