机械工程材料 本科 课件第10章+铸铁.ppt

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1、机械工程材料大连海洋大学精品课程授课教师：丁晓非潘颖授课时间：2013年03月15日2目录第4篇材料的应用第3篇常用机械工程材料第2篇金属材料组织和性能的控制第1篇金属材料的结构与性能3第3篇常用机械工程材料第9章非合金钢及合金钢第10章铸铁第11章有色金属及其合金第12章非金属材料及新材料3333410.1.1铸铁的分类第10章铸铁铸铁白口铸铁麻口铸铁[本章内容]:10.1概述10.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁碳质量分数>2.11%灰口铸铁内燃机汽缸510.1.2铁--碳

2、双重相图第10章铸铁[本章内容]:10.1概述10.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁Fe-Fe3CFe-G双重相图Fe3C是亚稳相一定条件下分解：Fe3C→3Fe+C（石墨）610.1.3铸铁的石墨化过程第10章铸铁[本章内容]:10.1概述10.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁石墨化：铸铁中的碳原子析出形成石墨的过程。第一阶段铸铁液体结晶出一次石墨（过共晶铸铁）和在1154℃通过共晶反应形成共晶石墨第二阶段在1154℃～738℃温

3、度范围内奥氏体沿E'S'线析出二次石墨第三阶段在738℃通过共析反应析出共析石墨710.1.3铸铁的石墨化过程第10章铸铁[本章内容]:10.1概述10.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系石墨化进行程度铸铁的显微组织铸铁类型第一阶段石墨化第二阶段石墨化完全进行完全进行部分进行未进行F+GF+P+GP+G灰口铸铁部分进行未进行Le’+P+G麻口铸铁未进行未进行Le’白口铸铁810.1.4影响石墨化的因素---冷却速度和化学成分第10章铸铁[本章内容

4、]:10.1概述10.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁1.冷却速度的影响铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分扩散，结晶将按Fe-G相图进行，因而促进石墨化。与浇注温度、铸型材料的导热能力以及铸件的壁厚等因素有关。铸铁在高温下长时间保温，也有利于石墨化进程。910.1.4影响石墨化的因素---冷却速度和化学成分第10章铸铁[本章内容]:10.1概述10.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁2.化学成分的影响促进石墨化的元素：碳和硅等阻碍石墨化

5、的元素：一般为碳化物形成元素，如：Cr，W，Mo，V，Mn。碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造性能变差；含量过高,G数量多且粗大，基体内F量增多，降低铸件的性能。1010.2.1灰口铸铁的牌号和组织第10章铸铁[本章内容]:10.1概述10.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁灰口铸铁组织由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过程形成的。其基体组织有铁素体、珠光体、铁素体加珠光体三种。HT+数字（最低抗拉强度值）1110.2.2孕育处理第10章铸铁[本章内容]:10.1概述10

6、.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片状石墨。常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。孕育铸铁的强度、硬度较普通灰铸铁均高。孕育处理前孕育处理后硅钙硅铁1210.2.3灰口铸铁的热处理第10章铸铁[本章内容]:10.1概述10.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁热处理只改变基体组织，不改变石墨形态。灰铸铁强度只有碳钢的30-50%，热处理强化效果不大。灰铸铁常用的热处理有：①消除内应力

7、退火(又称人工时效)②消除白口组织退火或正火③表面淬火汽缸套13球墨铸铁的概念第10章铸铁[本章内容]:10.1概述10.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁球墨铸铁是石墨呈球体的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化后得到。球墨铸铁中的石墨呈球状，对基体的割裂作用大为减少。球铁比灰口铸铁具有高得多的强度、塑性和韧性。1410.3.1球墨铸铁的成分和球化处理第10章铸铁[本章内容]:10.1概述10.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁1.成分含碳与

8、含硅量高含锰量较低，含硫与含磷量低含有一定量的稀土与镁2.球化处理浇注前铁水中加入球化剂和孕育剂稀土镁1510.3.2球墨铸铁的牌号、组织和性能第10章铸铁[本章内容]:10.1概述10.2灰口铸铁10.3球墨铸铁10.4蠕墨铸铁10.5可锻铸铁10.6特殊性能铸铁基体（F、F+P、P）+球状G其基体组