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1第三节常用合金铸件生产2一、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、Si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）3（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，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。42、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。（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。5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6（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。7灰铸铁的显微组织82、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(%)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。93、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。10（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。11球墨铸铁的显微组织12性能指标抗拉强度σb(N/mm2)屈服强度σb(N/mm2)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。133、球墨铸铁的生产特点:（1）严格控制化学成分（2）较高的出铁温度（3）球化处理（4）孕育处理（5）热处理C、Si较高，Mn、P、S较低1400-1420℃获得球状石墨促进石墨化，细化均匀组织退火——铁素体+球状石墨QT400-18,正火——索氏体+球状石墨QT600-3,调质——回火索氏体+球状石墨QT800-2等温淬火——下贝氏体+球状石墨QT900-2球化处理方法144、球墨铸铁铸造工艺特点（1）流动性比灰铸铁差（2）收缩较灰铸铁大球墨铸铁件多应用冒口和冷铁，采用定向凝固原则。在铸型刚度很好的条件下，也可采用同时凝固原则不用冒口或用小冒口。15（四）铸铁的熔炼冲天炉的熔炼过程冲天炉的燃料为焦碳；金属炉料有：铸造生铁锭、回炉料、废钢、铁合金；熔剂为石灰石和氟石。在冲天炉熔炼过程中，高炉炉气不断上升，炉料不断下降：底焦燃烧；金属炉料被预热、熔化和过热；冶金反应使铁水发生变化。16二、铸钢件的生产铸钢的应用仅次于铸铁，其产量占铸件总产量的15%。铸钢的主要优点是力学性能高，特别是塑性和韧性比铸铁高得多，焊接性能良好，适于铸焊联合工艺制造重型机械。但铸造性能、减震性和缺口敏感性都比铸铁差。铸钢主要用于制造承受重载荷及冲击载荷的零件，如铁路车辆上的摇枕、侧架、车轮及车钩，重型水压机横梁，大型轧钢机机架、齿轮等。常用铸钢：碳素铸钢、低合金铸钢、高合金铸钢。171、铸钢的铸造工艺特点铸钢的铸造性能差，铸造工艺复杂：（1）对砂型性能如强度、耐火度和透气性要求更高。（2）工艺上大都采用定向凝固原则（3）必须严格掌握浇注温度2、铸钢的热处理为了细化晶粒，改善组织，消除铸造内应力，提高性能，铸钢件必须进行退火和正火处理。183、铸钢的熔炼钢液质量高，熔炼速度快，温度容易控制。炼钢的金属材料主要是废钢、生铁和铁合金。其它材料有造渣材料、氧化剂、还原剂和增碳剂等。电弧炉炼钢19感应电炉炼钢感应电炉是利用感应线圈中交流电的感应作用，使坩埚内的金属炉料（及钢液）产生感应电流，而发出热量，使炉料熔化的。感应电炉的优点是加热速度快，热量散失小；缺点是炉渣温度较低，不能发挥炉渣在冶炼过程中的作用。20感应电炉炼钢生产21三、非铁合金铸件的生产1、铸造铜合金黄铜是铜锌合金，铸造黄铜的熔点低、结晶温度范围窄，流动性好，铸造性能较好。铸造黄铜常用于轴承、衬套、齿轮等耐磨件和阀门等耐蚀件。锡青铜的力学性能低于黄铜，且其结晶温度范围宽、容易产生显微缩松缺陷；但线收缩率较低，不易产生缩孔，其耐磨、耐蚀性优于黄铜，故适于致密性要求不高的耐磨、耐蚀件。222、铸造铝合金铸造铝合金分为：铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金和铝锌合金。其中铝硅合金的铸造性能好，又有足够的强度，所以应用最广。主要用于形状复杂的薄壁件或气密性要求较高的零件，如内燃机汽缸体、化油器、仪表外壳等。3、铜铝合金铸件的生产电阻坩埚炉焦碳坩埚炉