《工程材料与热加工》PPT课件

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1、第九章铸造了解铸造的分类、特点、应用；理解合金的铸造的性能及对铸件质量的影响，常用铸造合金的铸造性能；了解砂型铸造的工艺过程及工艺要点，绘画简单铸件的铸造工艺简图；了解其他常用特种铸造方法的特点及应用、铸造技术发展趋势；初步具备合理选择典型铸件的铸造的方法、分析铸件结构工艺性，具有铸件质量与成本分析的初步能力。概述金属成形的方法可分为五大类：铸造、塑性成形、（或称压力加工）、切削加工、焊接和粉末冶金。铸造是一种古老的制造方法，也是毛坯或零件成形的主要方法之一，在我国有6000年的历史。铸造的定义：铸造是指将熔融态的金属或合金浇注于特定空腔的铸型中凝固成形的金属材料的

2、成形方他的原理是将融化后的金属液浇入预制的铸型中，在一定的工艺条件下，金属液被凝固、冷却，形成所要求的具有一定形状和性能的铸件。铸造的特点：铸造能够制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯（如内燃机汽缸体、变速箱箱体）；铸件大小几乎不受限制，重量可以几克到几百吨。常用原材料广泛（各种铸铁、非合金钢、低合金钢、合金钢有色金属等），价格较低，所以铸造成本也较低。但铸造工序多，工艺复杂，易出现组织疏松、晶粒粗大、缩孔、缩松和气孔等缺陷导致铸件的力学性能较差。同时铸型材料、模具、铸造合金、合金的熔炼与浇注等因素也会铸件的质量，所以铸件质量够不稳定，废品率一般较高。9.1造材料

3、的铸造性能定义：金属的铸造性能是指铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力。铸造性能包括流动性、收缩率、吸气性、氧化性等。流动性性能收缩率流动性流动性是指金属液本身的流动性。可用螺旋长度来测定。螺旋线长度越长，流动性越好。螺旋试样流动性对铸件质量的影响流动性好的熔融金属，浇注时金属容易充满铸型的型腔，获得轮廓清晰、尺寸精确、薄而形状复杂的铸件；还有利于夹杂物和气体的上浮排除。反之，流动性差的熔融金属，浇注时铸件一出现冷隔、浇不到、气孔、夹渣等缺陷。影响流动性的因素铸型铸型的材料，浇注系统结构和尺寸，形腔表面的粗糙等均影响金属的流动性。浇注温度和合金成分在同等冷

4、却条件下，浇注温度越高，金属的流动性越好，但浇注温度过高，铸件容易产生缩孔、缩松等缺陷。常用铸造金属中灰铸铁流动性较好，浇注温度一般为1250—1350℃，而铸钢的流动性较差，浇注温度1500——1550℃。不同种类的合金具有不同的流动性；同类合金中，化学成分不同，其流动性也不一样。铁碳合金的流动性和碳的质量分数的关系，亚共晶铸铁随碳的质量分数增加，结晶温度区间减小。流动性逐渐提高，愈接近共晶成分，合金的流动性愈好。收缩率收缩是铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生体积尺寸的缩减现象，包括液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。铸件温度降低液态收缩凝固收缩固态收缩浇

5、注温度体积收缩开始凝固温度终止凝固温度室温线收缩收缩对铸件的影响液态收缩和凝固收缩若得不到不足，会使铸件产生缩孔和缩松缺陷；固态收缩若受到阻碍会产生铸造内应力，导致铸件变形和开裂。缩孔与缩松缩孔是由于金属在液态收缩凝固收缩阶段得不到补偿时，铸件的最后凝固处出现的较大的集中孔洞，主要出现于金属恒温或很窄温度范围内的结晶，铸件呈逐层凝固方式的条件下。合金的液态收缩和凝固收缩越大，浇注温度越高，铸件的壁越厚，缩孔的容积就越大。缩松是分散在铸件里的细小缩孔，是被树枝状的晶体分隔开的液体区难以得到补偿所致。一般分布在铸件中心轴线处或缩孔的下方。缩孔和缩松会降低铸件的力学性能变

6、形与开裂铸件凝固后继续冷却过程中，若固态收缩受到阻碍就会产生铸造内应力，当应力达到一定数值时，铸件班产生变形甚至开裂。机械应力热应力相变应力铸造应力铸件收缩受阻铸件因冷却速度、温度不同，各部位收缩不一致所致铸造组织发生相变是时，因温度差异出现体积变化不一致铸造应力类型及成因铸造内应力影响铸件的质量，生产中需要减小铸造内应力，可以从铸件的机构和优化铸造工艺入手，如铸件的壁厚应均匀，或合理的设置冷铁等工艺措施，是铸件各部位冷却均匀，同时凝固从而减小热应力；铸件结构尽量简单、对称。这样可以减小金属的收缩受阻。从而减小机械应力，防止铸件变形和开裂。影响收缩率的因素：合金的种

7、类和成分合金的种类和成分不同，起收缩率不同，灰铸铁比铸钢的收缩率小。化学成分不同，收缩率略有差别。如铁素铸钢随碳的质量分数的增加，其结晶温度范围变宽，凝固收缩率增大。工艺条件浇注温度越高，液态收缩率越大；形腔形状复杂、铸型材料的退让性越差，对收缩的阻碍就越大，进而产生铸造应力，铸件容易产生裂纹。