2015河南科技大学《铸造合金及其熔炼》考试重点

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1、2015河南科技大学《铸造合金及其熔炼》考试重点第一章（一）铁碳相图的二重性：Fe-C合金屮的碳有渗碳体Fe3C和石墨两种存在形式。在通常情况下，碳以Fe3C的形式存在，即Fe-C合金按Fe-Fo3C系转变。但Fc3C是一亚稳相，在一定条件下分解为铁和石墨，所以石墨是碳存在的更稳定状态。这样Fe-C相图就有Fe-Fe3C和Fe-G两种形式。（二）Si对相图的影响：①硅使共晶点和共析点左移，即减小共晶和共析含碳量，其中对共晶含碳量影响较显著。②硅略微提高共晶和共析转变温度，并使转变在一个温度区间屮进行，对共析转变温度范围的作用更为显著。③硅的加入，使相图出现了包晶、共晶和共析

2、转变的三相共存区。④随着硅含量的增加，相图上的奥氏体区逐渐缩小。⑤硅含量越高，稳定系的共晶和共析温度高出亚稳定系的共品和共析温度越多。（三）碳当量与共晶度：碳当量：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的增减，称之碳当量。以CE表示，一般只考虑Si和P。CE二C+l/3（Si+P）共晶度：铸铁的实际含碳量和共晶点实际含碳量的比值。以Sc來表示。SC二C铁/Cc'（四）影响奥氏体枝晶数量及粗细的因素：①合金元素的影响a.V.Mo增大共晶凝固过冷度并增大初生丫生长区间，使Y枝晶的分枝程度增加，促使二次枝晶生长，细化二次枝晶I'可距。b.Al、Ni减小共晶凝固

3、过冷度并缩小初生丫生长区间，其中Ni促使形成分枝较少的短胖状丫，A1则形成细而短小无规则分布的Y。c.Cu、Ti、Cr介于上述Z间，Ti促使丫枝晶的形成并细化枝晶，Cr则形成短小无方向性分布的Y。d.V和Ti同吋加入，使枝晶数量增加，并细化枝晶。e.S：使枝品粗化。②Si/C比值的影响③冷却速度的影响（五）片状G的形成过程①形成条件a.螺位错台阶：即沿a向，又沿c向生长，最后长成具有一定厚度的片状石墨。b.旋转晶界：取决于Va/Vco普通I1T中G呈片状，这是由于0、S等活性元素在G棱面上的吸附，使这个原本光滑的界而变得粗糙，只需小的过冷即沿a向生长，使Va>Vc,长成片状

4、石墨。②片状G的类型根据形成条件及铁液成分不同有A-F六种类型。见P18表1-8。（六）球状G的形成过程①球状G的结构多晶体结构，从核心向外呈辐射状生长。②球状G的形成条件两个必要条件：铁液凝固时必须具有较大的过冷度和较大的铁液-G间的界面张力。（七）球状G的形成机理a.石墨晶核的产生：外來杂质微粒。b.球状石墨的长大：螺位错占主导。c.球化元素的作用：去除0、S等对G球化的干扰。第二章（一）灰铸铁组织是由金属基体加片状石墨组成的。主要的金属基体形式有珠光体、铁素体及珠光体加铁素体三种。石墨片可以不同的数量、大小、形状分布于基体中。此外，还有少两非金属夹杂物，如硫化物、磷化

5、物等。（二）石墨的缺口、缩减作用及影响因素：a.缩减作用：石墨在铸铁中占有一定的体积，几乎没有强度，是金属基体的有效承载截面积减小。主要取决于石墨的大小、数量和分布，以数量为主。数量越多，尺寸越大，缩减程度越大，铸铁的强度和塑韧性降低越严重。b.缺口作用：石墨的片端好像是存在于铸铁屮的裂口，在承受负荷时造成应力集屮，导致裂纹的早期产生并发展，出现脆性断裂，使灰铁的塑韧性儿乎表现不出来。主要取决于石墨的形状和分布，尤以形状为主，如为片状石墨则主要取决于石墨片的尖锐程度，通常可以用石墨的表面积与体积之比來说明。尖锐程度越大，造成应力集中越严重，强度越低。因此，可通过改变G的形态

6、來提高铸铁的力学性能。（三）影响铸铁铸态组织的因素1•冷却速度的影响：①铸件壁厚越大，冷速越慢；②铸件模数越大，冷速越慢；③浇注温度越高，冷速越慢。2•化学成分的影响：主要化学元素C、Si、Mn、S、P对铸铁的铸态组织都有一定的影响，其中对石墨的结晶过程起主要作用的是C、Sio①存在状态C是形成石墨的元素，Si全溶于奥氏体或铁素体中（即固溶于基体中）。②对共晶温度的影响Si提高稳定系的共晶温度，降低亚稳系的共晶温度，因此扩大两个系统的共晶温度间隔，使转变按稳定系进行。③对石墨化的影响a.碳含量越高，形成石墨核心越容易，扩散和聚集越容易，使转变按稳定系进行。奥氏体和石墨共晶转

7、变后形成的组织中G较多，为共析转变中G的析岀提供了更多的形核基底，促进石墨化。b.硅促进石墨化，同时能提高铁液中C的活度，促进灰口组织的形成。④对基体的影响C、Si增加使基体中铁素体的含量增加，铸铁的强度性能降低。3.炉料的影响炉料的遗传性当由一种炉料换成另一种炉料时，虽然铁液的基本成分并未改变，但铸铁的组织，包括石墨化程度、白口倾向及石墨形态和基体组成却发生了变化，这种变化的原因來自炉料，称为炉料的遗传性。a生铁中石墨的遗传性某些生铁中Si、C含量较高，组织中有粗大的初生石墨。重熔时，由于石墨熔点较高,铁液在炉屮