《材料成型技术》PPT课件.ppt

《《材料成型技术》PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章　常用铸造合金及其熔铸第一节钢铁的生产过程钢铁的冶炼，是一个从铁矿石炼成生铁，由生铁炼成钢水，并浇注成钢锭的过程，如图2－1所示。一、炼铁炼铁多在高炉中进行，其原理如下：将铁矿石、焦炭和石灰石（熔剂）等，按一定比例配成一批炉料，在高炉中高温下进行化学反应和熔化（还原反应、造渣反应、渗碳反应）。炼铁过程中，被还原出来的硅、锰及炉料带入的硫、磷也溶解在铁水中，因此称为高炉生铁。高炉生铁主要用来炼钢，这种生铁称为炼钢生铁。小部分供铸造车间熔炼铸铁（铸钢）用，称为铸造生铁。图2－1钢铁的生产过程宝

2、钢的炼铁炉容积4000多立方米，一天产铁水10000吨二、炼钢钢和生铁在化学成分上的主要区别是：钢的含碳量低（一般小于1.4％），含硅、锰、硫、磷等杂质低。因此，炼钢的主要任务是将生铁中多余的碳和其它杂质氧化成氧化物，并通过炉气和渣中去除。1、炼钢的冶金反应2、钢的冶炼分类（1）碳、硅、锰的氧化（1）转炉炼钢（2）磷、硫的脱除　（2）电弧炉炼钢（3）脱氧3、镇静钢和沸腾钢电弧炉炼钢：利用石墨电极和金属炉料之间形成的电弧高温(通常5000℃一6000℃)加热和熔化金属，金属熔化后加入铁矿石、熔剂等，

3、并吹氧，以加速钢中的碳、硅、锰、磷等元素的氧化。当碳、磷含量合格时，扒去氧化性炉渣．再加入石灰、萤石、电石、硅铁等造渣剂和还原剂，形成高碱度还原渣，脱去钢中的氧和硫。转炉炼钢转炉炼钢一次炼200多吨浇注成钢锭第二节　工业生产中常用铸造合金及其熔铸用于生产铸件的金属材料称为铸造合金，常用的是铸铁、铸钢及铸造有色合金。本节介绍熔铸工艺原理及应用。一、铸铁及其熔炼铸铁通常是指含C2.5~4％、Si1.0~2.5％接近共晶成分的铁碳合金。它具有良好的铸造性能，又易于切削加工，最适宜制造形状复杂的铸件，因此

4、，铸铁是工业中应用较广的材料，铸铁占机器重量的50％以上。用于制造机床的床身、床头箱,发动机的汽缸体、机器的底座等，是工程上最常用的金属材料之一。箱体启动阀铸铁的分类根据碳在铸铁中存在形式不同，可分三大类：（1）白口铸铁（2）灰口铸铁（3）麻口铸铁C的存在形式：渗碳体(Fe3C)，断口为白色。性能硬而脆，难以切削加工。主要用作炼钢原料，高耐磨零件（如轧辊、犁铧等）。C的存在形式：石墨，断口为灰黑色。C的存在形式：石墨+渗碳体，断口为黑白色。灰铸铁是铸造性能最好，应用最广泛的铸铁材料。性能：脆性大，

5、很少使用。根据石墨（G）在铸铁中存在形态，可分为：普通灰铸铁：石墨呈片状可锻铸铁：石墨呈团絮状蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状球墨铸铁：石墨呈球状石墨呈片状石墨呈团絮状石墨呈球状由于石墨片对钢基体产生的割裂作用，破坏了钢基体的连续性、完整性，减少了钢基体的有效面积，使其抗拉强度低于钢、而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。灰铸铁具有非常优良的铸造性能、良好的吸震性、减磨性和对缺口敏感性低的优点，且切削加工。它常用于静载下的承压零件和滑动摩擦副的零件。一、灰铸铁的性能与应用但其抗压强度与钢相近，因此普通灰铸铁广泛

6、用于作承受压力载荷的零件和结构，如机座、机床床身、轴承等。叶轮发动机飞轮铸铁中的碳以石墨析出的过程称为石墨化。铸铁的性能在很大程度上，取决于石墨的数量、大小、形状及分布。影响石墨化程度的主要因素是化学成分和冷却速度。①化学成分a)碳和硅。硫和锰。硫是强烈反石墨化元素，含硫量高易促使铸铁形成白口组织，同时硫还形成低熔点共晶体造成铸铁热脆，是有害元素。锰虽也阻碍石墨化，但具有稳定珠光体的作用，能提高铸铁的强度和硬度，并能降低硫的有害作用，故是有益元素。磷。磷对铸铁的石墨化影响不显著，但当含磷量超过0.

7、3％时，有利于提高铸铁的耐磨性，同时也增加了铸铁的冷脆性，因此磷是有害元素。高强度铸铁则限制在0.2~0.3％以下。2）冷却速度铸铁中碳的石墨化是碳原子在铸铁中析出和聚集的过程。冷却速度很慢，形成粗大石墨片；冷却速度快，碳原子以细石墨片析出，另一部分碳原子以渗碳体析出，使铸铁基体中出现珠光体；冷却速度很快，碳原子全部以渗碳体析出，而产生白口组织。铸铁的冷却速度主要受铸型的冷却条件及铸件壁厚的影响，不同铸型材料的导热能力不同。如金属型比砂型导热快，冷却速度大，使石墨化受到严重阻碍，易获得白口组织；而

8、砂型冷却慢，易获得不同组织。如耐磨铸件局部采用金属型而获得白口组织。当铸型材料相同时，铸件的壁厚不同，其组织和性能也不同。壁厚处易形成粗大石墨片，机械性能较差；而壁薄处冷速快，易形成白口或麻口组织。生产中一般根据铸件壁厚（重要铸件是指重要部位的厚度，一般铸件则取其平均壁厚），选择恰当的铁水化学成分（主要指碳、硅），以满足所需铸铁组织。如图所示为砂型铸造和铸件壁厚和碳、硅含量对铸铁组织的影响。（2）灰铸铁的孕育处理　孕育处理是提高灰铸铁性能的有效方法，其原理是：先熔炼出相当于白口或麻