铸造合金及其熔炼全

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1、铸造合金及其熔炼第一章：根据各元素对共晶点实际碳量的影响，将这些元素的量折算成碳量增减，谓之碳当量，以CE表示，只考虑Si、P时，CE=C+1/3(Si+P)共晶度：铸铁偏离共晶点的程度还可用铸铁的实际含碳量和共晶点的实际含碳量的比值来表示，这个比值称为共晶度，以Sc表示。Sc=铁/（4.26%-1/3（Si+P））如Sc＞1过共晶、Sc=共晶Sc＜1为亚共晶铸铁六种石墨分布分类1、片状：形成条件：石墨成核能力强，冷却速度慢，过冷度小2、菊花状：实际上中心是D形外围是A形，开始时过冷大，成核条件差、先出D型，后期放出凝固潜热，过冷减小而析出A型3、块片状：过共晶时在冷速较小时

2、形成4、枝晶点状：冷速打过冷大导致G强烈分枝5、枝晶片状冷速小初生γ枝晶6、星状：过共晶冷速较大。第二章：金相组织由金属基体和片状石墨组成。主要金属基体：pF及p+F石墨片以不同的数量、大小、形态分布于基体中。此外，还有少量非金属夹杂物：硫化物、磷化物等。硫化物：1、硫可以以硫化铁的形式完全溶解于铁液中，但凝固时硫在固溶体或渗碳体中的溶解度很小。锰较低、冷速较大时，形成三元硫化物或以富铁硫化物形态存在共晶团晶界上，能降低铸铁的强度性能2、当锰量较高时，则形成高熔点的MnS或S质点，对强度性能则无多大影响。3、磷共晶常沿晶团晶界呈网状、岛状或鱼骨状分布。它的性质硬而脆，是铸铁的

3、性能降低，脆性增加，因此质量要求高的铸件常要限制磷的含量。灰铸铁的性能特点1、强度性能：一方面由于它在铸铁中占有一定量的体积，是金属基体承受负荷的有效面积减少;另一方面，更为重要的是，在承受负荷时造成应力集中现象。石墨的缺口作用主要取决于石墨的形状和分布，尤其形状为主，石墨的缩减作用取决于石墨的大小、数量和分布。灰铸铁的硬度取决与基体，细化共晶团的措施是提高铸铁力学性能的有力手段。灰铸铁中由于有大量的石墨片存在，减少了对外来缺口对力学性能影响的敏感性。2.硬度分散。3.缺口敏感性低。4.良好的减震性。5.良好的减摩性影响铸铁铸态组织的因素：1、冷却速度的影响2、化学成分的影响

4、3、铁液的过热和高温静置的影响4、孕育的影响5、气体的影响。6.炉料的影响化学成分的影响：普通铸铁中主要有C、Mn、P、S，其中C、Si是最主要基本的成分Mn含量较低，P、S常被看做杂质化学成分对石墨影响：C、Si增高石墨粗化，一定限度前降低C、Si量，石墨细化，C、Si很低（孕育不良）有形成D型石墨倾向，Cu、Ni、Mo、Mn、Cr、Sn、（一定限度）石墨细化O、S较高，石墨成片状、O、S较低，石墨成球团趋势各元素对基体：主要体现在对铁素体和珠光体的相对数量和珠光体弥散度的变化上C、Si、Al增加F增加提高Cu、Ni、Mo，可出现贝氏体Mn、Cr、Cu、Ni、Sn、Sb（一

5、定量内）P增加并细化其中Mn形成MMo珠光体细化高Mn高Ni，形成γ孕育处理：铁液浇注以前，在一定的条件下（如一定的过热温度，一定的化学成分，合适的加入方法）向铁液中加入一定量的物质（孕育剂）以改变铁液的凝固过程，改善铸态组织，从而达到提高性能为目的的处理方法，谓之孕育处理孕育处理可降低铁液的过冷倾向，促使铁液按稳定锡共晶进行凝固同时对石墨形态并会发生积极影响。孕育处理的目的：促进石墨化，降低白口倾向；降低断面敏感性；控制石墨形态，消除过冷石墨；适当增高共晶团数和促进细片状珠光体的形成，从而达到改善铸铁的强度性能及其他性能的目的。提高灰铸铁性能主要途径：1、合理选定化学成分2

6、、孕育处理3、低合金化流动性：是指铁液充填铸型的能力，流动性高低受多种因素影响，最主要的是化学成分及浇注温度对于普通HT，在正常浇注温度下，在Fe-C合金中其流动性最好，C与Si主要影响共晶度，Sc＜1，增加C、Si能是流动性提高，Sc＞1时，由于有初析石墨析出，因而流动性差，此时若提高流动性，只有降低C、Si含量，MnS以固体质点到形式存在，增加了铁液内摩擦，降低流动性，以FeS存在，影响不大磷可使铁的共晶度增加，又形成低熔点共晶体，并降低铸铁液相线温度，因而磷可有效提高其流动性Cu稍许提高流动性，铬在铁液表面形成氧化膜，降低流动性，另一重要因素为浇注温度，其他条件不变，提

7、高浇注温度，增加流动性收缩伴生性：缩孔、缩松、热裂、内应力及变形与冷裂铸件热烈是由于在凝固后期受到来自铸型、型芯或其他方面机械阻碍造成的，常出现在铸件厚壁处或截面突变处，铸件凝固收缩越小，收缩前膨胀越大，机械阻碍越小，热烈可能性也越小。共晶团粗大也易热裂。铸造应力主要指铸件固定收缩时所承受的热应力与相变应力。铸造石墨化越强，石墨愈多越粗大，弹性模量与线收缩值越小，铸造应力也越小，这种铸造应力常是造成铸造变形开裂的主要根源。提高铸件碳当量，促进石墨化，铸造应力减少，产生冷裂可能性也减少。另外提高冷却速度，