金属材料铸钢与铸铁清华大学工程材料学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:39 大小:1.3MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学一、碳素铸钢的化学成分及机械性能Fe、C、Si、Mn、S、P碳是影响铸钢件性能的主要元素。碳含量增加,屈服强度和抗拉强度增加。碳质量(zhìliàng)分数超过0.45%时,屈服强度很少增加,而塑性、韧性显著下降。碳素铸钢牌号:在生产中使用最多的三种是ZG230-450(ZG25)ZG270-500(ZG35)ZG310-570(ZG45)ZG表示铸钢,数字分别表示屈服(qūfú)强度和抗拉强度。低合金铸钢(zhùɡānɡ)牌号:ZG45MnZG40CrZG35CrMo二、铸钢(zhùɡānɡ)的组织特征和热处理1.组织特征铸钢(zhùɡānɡ)浇注温度很高,冷却较慢,容易得到粗大的奥氏体晶粒。3.3.2铸铁铸铁是碳质量分数大于2.11%、含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。铸铁生产设备和工艺(gōngyì)简单,价格便宜,具有许多优良的使用性能和工艺(gōngyì)性能,应用广泛。石墨的作用:(1)石墨提高(tígāo)铸铁的切削加工性能。铁碳合金双重相图在不同条件(tiáojiàn)下,铁碳合金可以有亚稳定平衡的Fe-Fe3C相图和稳定平衡的Fe-G相图。铸铁的石墨化过程:●第一阶段石墨化形成(xíngchéng)一次石墨和共晶石墨。LC'→G(一次)LC'→AE'+G(共晶)影响石墨化的主要因素:(1)温度和冷却速度(sùdù)在生产过程中,铸铁在高温下长时间保温,或缓慢冷却,有利于石墨化。2.灰口铸铁的组织特征和分类铸铁组织由基体和石墨组成(zǔchénɡ)。基体:铁素体、珠光体或铁素体加珠光体石墨:片状、球状、蠕虫状、团絮状二、常用铸铁1.灰铸铁价格便宜、应用最广。(1)灰铸铁的牌号HT150、HT250、HT400“HT”表示“灰铁”,数字表示最低抗拉强度。灰铸铁有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种基体。灰铸铁中的碳、硅质量分数一般(yībān)控制在以下范围:2.5%~4.0%C;1.0%~2.0%Si。灰铸铁的显微(xiǎnwēi)组织(2)影响灰铸铁组织和性能的因素①成分的影响●锰:阻碍石墨化,促进珠光体基体形成。提高铸铁强度。与硫生成(shēnɡchénɡ)MnS,减少硫有害作用。锰质量分数一般为0.5%~1.4%。(3)灰铸铁的热处理及应用热处理不能改变石墨的形态和分布。①消除内应力退火形状复杂和尺寸稳定性要求较高的铸件(机床(jīchuáng)床身、柴油机汽缸),为防止变形和开裂,须进行500℃~550℃消除内应力退火。(4)孕育铸铁孕育处理(亦称变质处理)后的灰铸铁叫做孕育铸铁。孕育处理目的:铁水中生成大量均匀分布的非自发核心,获得细小均匀的石墨片,细化基体组织,提高铸铁强度;避免铸件边缘及薄断面处出现白口组织,提高断面组织均匀性。孕育铸铁具有(jùyǒu)较高的强度和硬度。2.球墨铸铁球墨铸铁的石墨呈球状。具有很高的强度,良好的塑性(sùxìng)和韧性。综合机械性能接近于钢,铸造性能好,成本较低,生产方便,得到广泛应用。(1)球墨铸铁的成分和球化处理成分:要求比较(bǐjiào)严格。3.6%~3.9%C,2.2%~2.8%Si,0.6%~0.8%Mn,<0.07%S,<0.1%P。(2)球墨铸铁的牌号、组织和性能QT400-15、QT600-3、QT800-2球墨铸铁牌号用“QT”标明,其后两组数值表示(biǎoshì)最低抗拉强度和延伸率。(3)球墨铸铁(qiúmò-zhùtiě)的热处理①退火900℃~950℃、2h~5h。当铸件薄壁处出现渗碳体和珠光体时,退火可获得塑性好的铁素体基体,改善切削性能,消除铸造应力。③调质(diàozhì)加热到850℃~900℃,使基体转变为奥氏体,在油中淬火得到马氏体,然后经550℃~600℃回火,空冷。组织:回火索氏体+球状石墨④等温淬火加热到奥氏体区(840℃~900℃左右),保温后在300℃左右的等温盐浴中冷却并保温,使基体在此温度转变为下贝氏体。组织(zǔzhī):下贝氏体+球状石墨。球墨铸铁的应用:用球墨铸铁来代替(dàitì)钢制造某些重要零件。如曲轴、连杆、凸轮轴等。3.蠕墨铸铁RuT300、RuT420蠕墨铸铁以“RuT”表示,数字(shùzì)表示最低抗拉强度。蠕墨铸铁的生产:在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂形成。蠕化剂主要采用(cǎiyòng)镁钛合金、稀土镁钛合金或稀土镁钙合金等。4.可锻铸铁可锻铸铁是由白口铸铁通过退火处理得到(dédào)的一种高强铸铁。有较高的强度、塑性和冲击韧性,可以部分代替碳钢。可锻铸铁依靠石墨化退火获得。可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体。(