最新常用的铸造合金幻灯片.ppt

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1、常用的铸造合金合金的流动性是以螺旋形流动试样的长度来衡量。试样越长，流动性越好。影响合金流动性的因素a、合金性质方面纯金属、共晶合金流动性好。（恒温下结晶，凝固层内表面光滑）亚、过共晶合金流动性差。（在一定温度范围内结晶，凝固层内表面粗糙不平）2．合金的收缩⑴收缩的概念收缩是铸件中的缩孔、缩松、变形和开裂等缺陷产生的原因。收缩的三个阶段：液态收缩形成缩孔、缩松（体收缩率）凝固收缩固态收缩——产生变形和裂纹（线收缩率）几种铁碳合金的体积收缩率⑵铸件的缩孔和缩松缩孔的形成：纯金属或共晶成分的合金易形成缩孔。缩松的形成：结晶温度范围大的合金易形成缩松。缩

2、孔和缩松的防止：定向凝固——在铸件可能出现缩孔的厚大部位，通过增设冒口或冷铁等工艺措施，使铸件上远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近冒口的部位凝固，冒口本身最后凝固。结果——铸件各部分的凝固收缩均能得到液态金属的补充，而将缩孔转移到冒口之中。⑶铸造应力铸造内应力有热应力和机械应力，是铸件产生变形和开裂的基本原因。热应力的形成——热胀冷缩不均衡机械应力的形成——收缩受阻减少和消除应力的措施：结构上——壁厚均匀，圆角连接，结构对称。工艺上——同时凝固，去应力退火。同时凝固和定向凝固比较定向凝固——用于收缩大或壁厚差距较大，易产生缩孔的合金铸件，如铸钢、铝硅

3、合金等。定向凝固补缩作用好，铸件致密，但铸件成本高，内应力大。同时凝固——用于凝固收缩小的灰铸铁。铸件内应力小，工艺简单，节省金属，组织不致密。⑷铸件的变形对于厚薄不均匀、截面不对称及具有细长特点的杆件类、板类及轮类等铸件，当残余铸造应力超过铸件材料的屈服强度时，产生翘曲变形。用反变形法防止箱体、床身导轨的变形。⑸铸件的裂纹铸钢件热裂纹（防止办法：改善型芯的退让性，大的型芯制成中空的或内部填以焦碳）轮形铸件的冷裂（防止办法：减少铸件应力的各项措施，降低合金的脆性）常见的铸件缺陷及产生原因型砂含水过多，透气性差；起模和修型时刷水过多；砂芯烘干不良或砂

4、芯通气孔堵塞；浇注温度过低或浇注速度太快等。铸件结构不合理，如壁厚相差过大大，造成局部金属积聚；浇注系统和冒口的位置不对，或冒口过小；浇注温度太高，或金属化学成分不合格，收缩过大。型砂和芯砂的强度不够；砂型和砂芯的紧实度不够；合箱时铸型局部损坏浇注系统不合理，冲坏了铸型。型砂和芯砂的耐火性不够；浇注温度太高；未刷涂料或涂料太薄。模样的上半模和下半模未对好；合箱时，上、下砂箱未对准。铸件的结构不合理，壁厚相差太大；砂型和砂芯的退让性差；落砂过早。浇注温度太低；浇注速度太慢或浇注过程曾有中断；浇注系统位置开设不当或浇道太小。浇注时金属量不够；浇注时液体

5、金属从分型面流出；铸件太薄；浇注温度太低；浇注速度太慢。二、铸铁及工艺性能铸铁是含碳量超过2.11%的铁碳合金。工业用铸铁实际上是以Fe、C、Si为主要元素的多元合金。铸铁中碳的存在形式：渗碳体——化合状态石墨———游离状态铸铁分类：白口铸铁灰铸铁（片状石墨）灰口铸铁可锻铸铁（团絮状石墨）麻口铸铁球墨铸铁（球状石墨）（一）铸铁的石墨化1、石墨化过程石墨化——铸铁中析出石墨的过程。石墨化形式：缓慢冷却时，L(A)→石墨加热时，Fe3C→石墨因此石墨是稳定相，是亚稳定相。石墨是碳的一种结晶形态，具有六方晶格。原子呈层状排列，同一层面上的碳原子呈共价键，

6、结合力强；层与层之间呈分子键，结合力弱。因此，石墨结晶形态常易发展为片状，强度、硬度、塑性极低。石墨是碳的一种结晶形态，具有六方晶格。原子呈层状排列，同一层面上的碳原子呈共价键，结合力强；层与层之间呈分子键，结合力弱。因此，石墨结晶形态常易发展为片状，强度、硬度、塑性极低。2、影响石墨化的因素（1）化学成分碳和硅是强烈促进石墨化元素。碳是石墨的基础，硅促进石墨析出(C:2.7~3.6%,Si:1.1~2.5%)。碳和硅含量高时，石墨量多、尺寸大、铁素体多，因此强度、硬度低。锰是微弱阻止石墨化元素，可促进珠光体基体形成，提高铸铁强度和硬度(Mn:0.

7、4~1.2%)。硫和磷是有害元素（S≤0.1~0.15%,P≤0.2）。碳当量：CE=C+(Si+P)/3%CE=4.28%，共晶成分；CE＜4.28%，亚共晶成分；CE＞4.28%，过共晶成分。（2）冷却速度同一铸件厚壁处为灰口组织，而薄壁处为白口组织，这说明：缓慢冷却有利于石墨化过程的进行。可见，当铁水的碳当量较高，结晶过程中缓慢冷却时，易形成灰口铸铁；相反易形成白口组织冷却速度对铸铁组织的影响（二）灰铸铁1、灰铸铁的组织和性能特点灰铸铁的组织：铁素体灰铸铁铁素体+珠光体灰铸铁珠光体灰铸铁以片状石墨分布在基体灰铸铁的性能：①机械性能——强度低、

8、塑性低、韧性低且壁厚敏感；抗压强度、硬度与相同基体碳钢相近。②其它性能——耐磨性好、减震性好、缺口敏感性小、铸造性能和切削