常用合金铸件生产.ppt

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1、第四节常用合金铸件生产1习题a)b)为同一泵体，请问哪种结构合理？a)b)2铸件壁也不宜过厚，因为铸件的承载能力并不随壁厚的增加而成比例增加。过厚的截面将会导致晶粒粗大甚至产生缩孔、缩松等缺陷，反而恶化其性能。每种铸造合金都存在一个临界壁厚，铸件的临界壁厚大致按其最小壁厚的三倍来计算。因此，为了增加铸件的承载能力和刚度，不能单纯地增加壁厚，而应改选高强度的材料或选择合理的截面形状（如槽形、箱形、工字形等）以及增设加强肋等方法，如图a)不合理结构b)合理结构采用加强肋减小铸件壁厚3一、铸铁件的生产铸铁是含碳量超过2.11的铁碳合金。工业用铸铁实际上是以Fe、C、S

2、i为主要元素的多元合金。铸铁中碳的存在形式渗碳体——化合状态石墨——游离状态铸铁分类白口铸铁灰口铸铁麻口铸铁灰铸铁（片状石墨）可锻铸铁（团絮状石墨）球墨铸铁（球状石墨）4（一）铸铁的石墨化1、石墨化过程石墨化——铸铁中析出石墨的过程。石墨化形式：缓慢冷却时，L(A)石墨加热时，Fe3C石墨因此石墨是稳定相，Fe3C是亚稳定相。石墨是碳的一种结晶形态，具有六方晶格。原子呈层状排列，同一层面上的碳原子呈共价键，结合力强；层与层之间呈分子键，结合力弱。因此，石墨结晶形态常易发展为片状，强度、硬度、塑性极低。52、影响石墨化的因素影响石墨化的主要因素是化学成分和冷却速度

3、。（1）化学成分碳和硅是强烈促进石墨化元素。碳是石墨的基础，硅促进石墨析出。（C:2.7~3.6%,Si:1.1~2.5%）如何提高铸件的强度？碳和硅含量高时，石墨量多、尺寸大、铁素体多，因此强度、硬度低。过低时，则易形成白口组织。6锰是微弱阻止石墨化元素，可促进珠光体基体形成，提高铸铁强度和硬度。且Mn+SMnS。(Mn:0.4~1.2%)硫和磷是有害元素。（S≤0.1~0.15%,P≤0.2）碳当量：CE=C+(Si+P)/3%CE=4.28%，共晶成分；CE＜4.28%，亚共晶成分；CE＞4.28%，过共晶成分。（2）冷却速度同一铸件厚壁处为灰口组织，而薄

4、壁处为白口组织，这说明：缓慢冷却有利于石墨化过程的进行。可见，当铁水的碳当量较高，结晶过程中缓慢冷却时，易形成灰口铸铁；相反易形成白口组织7（二）灰铸铁1、灰铸铁的组织和性能特点铁素体灰铸铁铁素体+珠光体灰铸铁珠光体灰铸铁钢基体+片状石墨灰铸铁的性能（1）机械性能较差强度低、塑性低、韧性低且壁厚敏感；抗压强度、硬度与相同基体碳钢相近（2）其它性能耐磨性好、减震性好、缺口敏感性小、铸造性能和切削加工性能良好。8灰铸铁的显微组织92、灰铸铁的牌号与用途HT200——表示灰铸铁，σb≥200N/mm2（壁厚增加，强度降低）性能指标抗拉强度σb(N/mm2)延伸率δ(%

5、)冲击韧性αk(J/cm2)硬度(HBS)铸造碳钢灰铸铁400~650100~35010~250~0.520~600~5160~230148~298灰铸铁与碳钢机械性能的比较牌号基体组织用途HT100铁素体低负荷和不重要的零件。如手柄、盖板、重锤等。HT150铁素体+珠光体受中等负荷的零件。如机座、支架、箱体、带轮等。HT200珠光体受较大负荷的重要零件。如汽缸、床身、活塞、中等压力阀体、齿轮箱、飞轮等。103、灰铸铁的孕育处理孕育铸铁：HT250、HT300、H350T孕育处理：降低碳、硅含量，以提高铸铁的强度；浇注前向铁水中加入少量的孕育剂（75%硅铁），可

6、以细化组织，促进石墨化。孕育铸铁的特点：强度较高，冷却速度对其组织和性能的影响甚小。因此，适用静载荷下要求较高强和耐磨性的铸件，特别适合生产厚大铸件如重型机床、压力机床身、高压液压件、活塞环、齿轮、凸轮等。11（三）球墨铸铁球墨铸铁是在浇注前往铁水中加少量的球化剂和孕育剂，获得具有球状石墨的铸铁。1、球墨铸铁的组织和性能铁素体球铁铁素体+珠光体球铁珠光体球铁球墨铸铁的机械性能比灰铸铁高得多，同时仍保持良好的铸造性能、减磨性、减震性、切削加工性能，此外其焊接性和热处理性能都优于灰铸铁。12球墨铸铁的显微组织13性能指标抗拉强度σb(N/mm2)屈服强度σb(N/m

7、m2)延伸率δ(%)硬度(HBS)45号锻钢（正火）珠光体球铁（正火）690815410640263＜229229~32145号锻钢和珠光体球墨铸铁的机械性能比较2、球墨铸铁的牌号与用途QT500-7——表示球墨铸铁，σb≥500N/mm2,δ≥7%牌号基体组织用途QT450-10铁素体农机具零件、中低压阀门、输气管道。QT600-3铁素体+珠光体负荷大、受力复杂的零件。如汽车、拖拉机曲轴，连杆，凸轮轴，蜗杆机床蜗杆、蜗轮，轧钢机轧辊、大齿轮。QT700-2珠光体QT800-2珠光体高强度齿轮。143、球墨铸铁的生产特点:（1）严格控制化学成分（2）较高的出铁温

8、度（3）球化处理（4）孕