《高级工程师讲座》ppt课件

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1、有关铸铁熔铸与材质某些问题的探讨铸造技术专家讲座（一）1、目的：探讨如何“稳定地”生产出材质性能和金相组织符合规范的要求同时克服铸件缺陷的相应条件与措施。2、方法：围绕一些典型的大批量铸件报废事例及日常生产中经常遇到的相关质量问题结合铸造基本原理进行分析。3、内容：力求综合从冷却（凝固与结晶），化学成分和冶金因素三方面展开讨论。3.1铸铁的冷却（冷却速率，凝固与结晶、过冷和过冷度）3.1.1、液态→固态（凝固与结晶）图1～图3。3.1.2自发形核→铁液冷却（降温）自然形成晶核非自发形核→液态金属自有的和人为外加的3.1.3、过冷现象和过冷度及其影响3.1.4、凝固（结晶）全

2、过程——共晶结晶前析出相、共晶转变和共析转变。3.2化学成分对性能和组织的影响3.2.1毛勒氏图（图4）及其局限性（未考虑到冶金因素的影响）。3.2.2建立机械性能与化学分析间的定量关系同时引导出冶金因素对铸铁性能的影响。CC、E、（碳当量）共晶度（碳饱和度）Sc＝————————=——————————4.26－1/3（Si＋P）4.26实测抗拉强度σb`相对强度RG＝————————σb＝102—82.5Sc计算抗拉强度σb实测硬度HB`相对硬度RG＝————————HB＝100＋4.3σb`计算硬度HB相对强度RG正常度N＝————————×100相对硬度RH当N＝1

3、00时该铸铁被认为正常，如N大于100表示优良，当N小于100则为不良。对众多工厂大量统计数据表明，N的波动范围是80～120，亦即冶金因素对铸铁性能的影响达到±20％。这给我们指出了一个方向，即我们生产灰铸铁件（尤其是高牌号）时，不应把措施完全寄托在降低碳当量和加合金上，因为这将损害到铁水的工艺性（增加废品）和提高成本同时还恶化金属的切削性能，而应将重点侧重在优化冶金因素即从炉料、熔铸工艺和炉前处理等方面。3.2.3合金元素的作用所有元素都能形成碳化物，虽然强弱不同。当形成碳化物组成珠光体时将显著提高铸铁的性能，但更多的部分是以固溶于铁素铁中以提高铸铁的机械性能。见图5。

4、3.2.4元素对共晶转变和共析转变的影响，参看图6和图7。通常，元素对共晶转变和共析转变的影响是一致的，参见图示的Si和Cr。但有少数元素是矛盾的（亦即是相反的），如Cu和Ni。需要注意的是，有的元素形成自由碳化物（渗碳体）和形成共析碳化物（珠光体）都比较强，例如Cr和Mn，而有的则是前者弱而后者强，例如Mo，有个别元素，自身不形成碳化物，但在共析转变时虽然其量极微却具有极强的促成渗碳体（珠光体）的稳定作用，例如Sn和Sb。构成复合碳化物后，其稳定性增强。有的元素形成的碳化物在高温状态下稳定性也很强，例如Mo和V。3.2.5各元素间的互相关系以及它们对其他元素在铁水中的溶解

5、度的影响在生产实践中有很大的现实意义。3.2.6微量有害元素的影响3.3冶金因素的影响所谓冶金因素包括原材料、炉料组成、熔化炉、熔炼工艺、炉前处理等等。重点是孕育处理，图8为石墨晶格结构。图9和图10为球状石墨的生长过程。图11为稀土引起石墨畸变的示意图。图12是球铁中的各种形状石墨。图13为避免薄断面产生自由渗碳体所需的晶核（石墨球数）。3.4现实生产中一些问题的探讨日本球铁标准（2）日本球铁标准（3）德国球铁标准讲座结束自发形核→铁液冷却（降温）自然形成3.1.2、晶核有关铸铁熔铸与材质某些问题的探讨1、 目的：探讨如何“稳定地”生产出材质性能和金相组织符合规范的要求

6、同时克服铸件缺陷的相应条件与措施。2、方法：围绕一些典型的大批量铸件报废事例及日常生产中经常遇到的相关质量问题结合铸造基本原理进行分析。3、 内容：力求综合从冷却（凝固与结晶），化学成分和冶金因素三方面展开讨论。3.1铸铁的冷却（冷去速率，凝固与结晶、过冷和过冷度）3.1.1、液态→固态（凝固与结晶）图1～图3。自发形核→铁液冷却（降温）自然形成3.1.2、晶核非自发形核→液态金属自有的和人为外加的3.1.3、过冷现象和过冷度及其影响3.1.4、凝固（结晶）全过程——共晶结晶前析出相、共晶转变和共析转变。3.2化学成分对性能和组织的影响3.2.1毛勒氏

7、图（图4）及其局限性（未考虑到冶金因素的影响）。3.2.2建立机械性能与化学分析间的定量关系同时引导出冶金因素对铸铁性能的影响。CC、E、（碳当量）共晶度（碳饱和度）Sc＝————————=——————————4.26－1/3（Si＋P）4.26实测抗拉强度σb`相对强度RG＝————————σb`＝102—82.5Sc计算抗拉强度σb实测硬度HB`相对硬度RG＝————————HB`＝100＋4.3σb`计算硬度HB相对强度RG正常度N＝————————×100相对硬度R当N＝100时该铸铁被认为正常，如N