铸造合金及其熔炼课件.ppt

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1、铸造合金及其熔炼安徽工程科技学院王仲珏2009.10.14铸造合金及其熔炼绪论第一章铸铁的结晶及组织的形成第二章铸铁第三章铸铁的熔炼第四章铸造碳钢第五章铸造低合金钢第六章铸造高合金钢第七章电弧炉炼钢第八章感应炉炼钢第九章钢的炉外精炼第十章铸造铝合金第十一章铸造铝合金的熔炼第十二章铸造铜合金第十三章铸造铜合金的熔炼第十四章铸造镁合金及其熔铸第十五章铸造锌合金及其熔炼思考题1）铸造合金的分类、性能特点及主要用途；2）铸造合金的主要熔炼设备及评估冶金质量的主要指标；3）分析影响组织形式的三要素，阐明组织决定性能。绪论1、铁-碳双重相图1.1铁碳双重相图1.1.

2、1铁-碳状态图的形成第一章铸铁的结晶及组织的形成图1铁—碳状态图1.1.2铁—碳双重相图及其分析石墨是稳定相，而渗碳体却有分解成石墨和铁素体的倾向。温度愈高，分解愈快。前者为稳定系统，后者为准稳定系统，在铁碳合金中，是依条件的不同而引成这两种不同的系统。为了研究和使用方便，常将上述两种状态图绘制在一个座标系中。虚线都位于相应的点线的左上方，表明同一成分的铁碳合金石墨的析出温度比渗碳体高，同时还表明同一温度下，铁—石墨系统中碳在固溶体中的饱和溶解度比铁一渗碳体中为小。1.1.3几个重要的概念1）铁一碳一硅准二元相图在表达硅元素对铸铁结晶过程影响的作用。（1

3、）共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少。（2）硅的加入使相图上出现共晶，共析转变的三相共存区。（3）随硅量的增加，稳定系和介稳定系共晶和共析的转变温度范围的差别加大；（4）硅量的增加，还缩小了相图上的奥氏体区。硅量＞10%以后，A消失。2）碳当量和共晶度CE=1/3{Si＋P}Sc=C铁/C’c=C铁/4.26%－1/3(Si＋P)C’c—稳定态共晶点含硅量3）铸铁中过冷奥氏体转变的工程意义—（高、中、低温转变）4）影响石墨形态的机制（1）S、O吸附在（1010）面上变光滑界面为粗糙界面；（2）石墨形核条件（3）共晶团状态1.1.4小结1）根据铁—碳双

4、重相图分析结晶过程2）铸铁组织=基体+高碳相（石墨或碳化物）1.2铸铁的一次结晶过程；1）初析石墨的结晶条件和特点2）初析奥氏体的结晶条件和特点3）共晶凝固过程的产物和形态特点1.3铸铁的二次结晶过程（固态相变）1）奥氏体中碳的脱溶2）铸铁的共析转变3）过冷奥氏体的高温、中温及低温转变1、几个重要的概念1.1影响铸态组织的因素及组织和力学性能的关系1）冷却速度的影响铸件凝固过程中的冷却速度主要取决于：①铸型蓄、导热能力和冷却条件；第二章铸铁②铸件的当量厚度。可见：在铸件结构确定的条件下，改变铸型性质对冷却速度产生直接影响；另一方面在铸型材料和冷却条件一定

5、的情况下，碳、硅含量高，浇注温度高，铸件当量厚度大，浇速快，冷却速度就慢（设该冷速为V1）。反之，碳、硅含量低，浇注温度低，铸件薄，浇注慢，冷却速度就快（设该冷速为V2），并设V1与与V2之间的冷速为V3，则将冷却速度对铸铁形成高碳相种类及比例的影响讨论如下：（为讲清过程，略去对液相、固相溶质浓度、温度变化的附加标注）。（1）一次结晶亚共晶铸铁：共晶铸铁：过共晶铸铁：LL+A初晶V1A+GV2A+Fe3CV1A+GLV2A+Fe3CV1A+GV1A+G初晶V2A+Fe3C初晶LV1A+G+Fe3C初晶V2A+Fe3C+G初晶V2A+Fe3C（2）二次结晶

6、中间阶段（A脱碳）：共析阶段：AV2A+Fe3CV1A+GAV2F+Fe3CV1F+GV3也是生产实践中实际存在的一种介于V1—V2之间的可变的冷速，它可能发生在一次结晶，二次结晶的全过程，也可能发生在某个过程或发生在某个过程的某个阶段，且发生的程度也不尽一致。针对实际发生的不同冷速所形成的不同种类的高碳相，对应这些组织给了下列的称谓。①结晶过程全部以V2凝固，其组织接上述V2分析（也就是按Fe－Fe3C状态图分析）。名谓：白口铸铁。②结晶过程全部以V1凝固，其组织按上述V1分析（也就是Fe－G状态图分析）。名谓：铁素体灰铸铁。③二次结晶共析阶段按V2凝

7、固，其它过程按V1凝固。名谓：珠光体灰铸铁。④二次结晶共析阶段按V3凝固，其它过程按V1凝固。名谓：珠光体+铁素体灰铸铁LA+GA脱+GP+G共晶中间共析LA+GA脱+GP+F+G共晶中间共析⑤一次结晶及二次结晶中间阶段按V3凝固，共析阶段按V2凝固：名谓：麻口铁V1A+GLA+G+LdV2A+Fe3CA+GA+Fe3C中间+G+LdA+G+Ld+Fe3CP+G＋Ld+Fe3CV3共析2）化学成分的影响分为二方面：一是基本成分（C、Si、Mn、P、S）的影响如Fe—C—Si相图所示。二是合金元素的影响。合金元素的作用（1）合金元素对铁的作用合金元素能熔解

8、在α铁和γ铁中，并强化铁素体和奥氏体；合金元素溶于铁，能改变铁的同素异构转变度。