《铸造合金》PPT课件

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1、铸造合金CastingAlloys2010秋季学期周二1-2节正心楼32周四1-2节正心楼31任课教师：苏彦庆，李新中11绪论2铸铁基础知识3铸铁的熔炼及熔体处理4铸造钛合金5铸造镁合金6铸造铜合金7铸造铝合金8铸造高温合金和金属间化合物课程内容22-1、铸铁的分类工业上的铸铁是一种以Fe、Si、C为基础的复杂的多元合金，其碳含量一般在2.0-4.5%，硅含量1-3%，同时含有Mn0.2-1.2%，P0.04-1.2%，S0.04-0.2%。为了提高铸铁的性能通常还要加入其他合金元素Cr、V、Co、Ni、Mn等。与钢的差别：成

2、分方面(C+Si)和组织方面(高碳相)。第2讲铸铁基础知识（1）3按铸铁中是否有石墨存在，分为:灰铸铁和白口铁(高碳相的存在形式不同)按石墨存在形态，分为：普通灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁按铁合金中是否含有除常规元素之外的合金元素分为:普通铸铁和合金铸铁（由于其具有特殊的性能，如耐磨、耐热、耐腐蚀等，又称为特殊铸铁）铸铁以其应用特点可以分为两大类，结构材料为主（发挥其力学性能，如灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁）功能材料为主（发挥其特殊的性能，如耐磨铸铁、耐热铸铁、耐腐蚀铸铁）4灰铸铁的发展是以强度的

3、提高为驱动力的，早期其强度只有60-80MPa，现在可以达到400MPa以上。从发展的途径上看，早期着眼于孕育，但逐渐向合金化方向发展。为了改善铸造性能，力求采用较高碳当量的铸铁(基本无塑性)。早在1935年德国人发现了铸铁凝固过程中通过控制合金成分可以析出石墨球，进而世界范围内开展球墨铸铁的研究。400-900MPa,塑性达到2-20%。蠕墨铸铁的强度和塑性低于球墨铸铁，但高于灰铸铁。可锻铸铁强度300-700MPa,塑性2-12%。石墨的形态影响铸铁的力学性能和物理性能52-2、铁碳相图由于铸铁中的碳能以石墨或渗碳体两种独

4、立的形式存在，因而Fe-C合金系中存在Fe-石墨、Fe-Fe3C双重相图，其中Fe-石墨是稳定系，Fe-Fe3C是非稳定系（亚稳系）。从动力学角度分析，稳定系发生在冷却速度缓慢，亚稳定系发生在冷却速度较快的条件下。6存在的转变（反应）：同素异构转变δ—γ—α，磁性转变，包晶转变，共晶转变，共析转变相区：L-液相，δ-高温铁素体bcc，γ-奥氏体fcc，α-铁素体bcc，cm-渗碳体，gr-石墨可能的组织：莱氏体(γ+Fe3C共晶体)，珠光体(α+Fe3C共析体)索氏体(细的α+Fe3C共析体)托氏体(极细的α+Fe3C共析体)

5、，上述共析组织中渗碳体为片状，通过热处理可以成粒状。图2-1Fe-Fe3C系和Fe-石墨系双重相图（虚线为Fe-石墨系，实线为Fe-Fe3C系）7ThestableequilibriumphasesoftheFe-Csystematambientpressureare(1)thegas,g;(2)theliquid,L;(3)bcc(d-Fe);(4)fcc(g-Fe),oraustenite;(5)bcc(a-Fe),orferrite;and(6)hexagonal(C),orgraphite.OrthorhombicFe

6、3C,orcementite,isametastablephase.Allotropicreaction(同素异构转变)Peritecticreaction(包晶反应)Eutecticreaction(共晶反应)Eutectoidreaction(共析反应)Sublimation(升华)Melting(熔化)8图2-2共晶部分的详细图形（1153/1147/1142oC）对于铸造合金通常采用共晶成分点，提高铸造性能（对提高流动性有好处：熔点低、易于过热(粘度低)、不形成大枝晶，两相同时形成潜热释放集中）。Fe-C共晶

7、部分的详细图形2-2，Fe3C液相线与石墨液相线的交点是在石墨共晶温度之下11K，这表明在激冷条件下熔体易于对渗碳体相过饱和析出。即过冷度小于11K时石墨的液相线高于渗碳体的液相线，而优先析出石墨。当过冷度大于11K后渗碳体的液相线高于石墨的液相线，将优先析出渗碳体。同时要考虑成分的影响。（最高界面温度判据）Fe-石墨系共晶条件4.26/1426K，Fe-Fe3C系共晶条件4.30/1421K构成铸铁的主要的相：石墨、渗碳体、奥氏体、α铁素体、（珠光体）。石墨在铸铁中的形态：片状石墨、共晶石墨、蠕虫状石墨、球状石墨。92-3、

8、铸铁的灰口或白口凝固铸铁依照其凝固方式的不同，而可能形成灰口组织或白口组织，在某些特殊的条件下也可能形成由灰口和白口构成的混合组织，即麻口组织。灰口麻口白口10一、过冷温度T(过冷度)的影响（热力学影响）铸铁依照何种方式凝固，结晶成灰口或白口组织取决于石墨与渗碳体两者相对的形