第一章铸铁绪论-最终版ppt课件.ppt

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1、铸造合金及熔炼绪论1与铸造合金相关的几个基本概念：1.合金：由两种或两种以上的金属元素或金属元素和非金属元素组成的具有金属特性的物质、称为合金。合金除具备纯金属的基本特性外，还可以拥有纯金属所不能达到的一系列机械特性与理化特性,如高强度、高硬度、高耐磨性、强磁性、耐蚀性等。2.组元：组成合金的独立的，最基本的单元称组元如：二元合金是由两种组元组成的合金组元可以是金属、非金属或稳定化合物铸造合金及熔炼绪论23.相：在物质中，凡是成分相同，结构相同并与其他部分以界面分开的均匀组成部分如:在固态下，物质可以是单相的

2、，也可以是多相的。铁在同素异构转变过程中，会出现相的变化。纯铁是单相的，而钢一般是双相或是多相的。固态白铜（铜与镍二元合金）是单相的。合金中有两类基本相：固溶体和金属化合物。34.组织:组织是指用肉眼或显微镜等所观察到的材料的微观形貌。合金的组织是由数量、大小、形状和分布方式不同的各种相所组成的。由不同组织构成的材料具有不同的性能。同一种钢经过不同的热处理可以获得不同的组织，从而获得不同的性能。例如，45钢经过不同的热处理可以获得珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体等组织。并获得不同的性能。4一、

3、铸造合金种类及特性1.铸造合金种类按合金颜色分－黑色合金和有色合金；黑色合金－铁基合金，铸铁、铸钢。有色合金－铁基以外的其他金属合金，铜、铝、锌等按照能否进行塑性加工合金分为变形合金和铸造合金1.变形合金：要求具有良好的高温塑性变形和较低的高温强度，以便有足够的固态变形能力。2.铸造合金：对固态高温性能没有特殊要求。但要求液态金属有较低的熔点，良好的流动性和充型能力、较小的收缩性5(2)存在脆性非金属第二相显微组织除金属基体外，同时存在如铸铁中的石墨和碳化物，铝硅合金的初晶硅，铝铜合金中的（CuAl2）相等。这

4、些脆性第二相，起着削弱力学性能的作用。如何改善非金属相的数量、形态及分布特征，对提高铸造合金的性能有着特殊的意义。这是铸造合金研究的主要方向。2.铸造合金特点：（1)杂质元素含量偏高型钢:P、S≤0.01％，铸钢:允许≤0.04％，灰铁S≤0.12％，P≤0.6％6(3)具有较大的断面敏感性断面敏感性：铸件的显微组织和力学性能随着壁厚的变化而变化的一种属性。厚壁部位的冷却速度缓慢，晶粒（或共晶团）粗大，强度和硬度较低;薄壁部位的冷却速度快，晶粒细密，强度和硬度较大。由于铸件形状比较复杂，壁厚不均匀，所以同一铸件

5、的不同部位可能有不同的组织和性能，使铸件因产生内应力而变形。如何提高不同壁厚的组织均匀性，减少铸件的断面敏感性，降低内应力，是铸造生产中不能回避的技术问题。7(4)结晶过程伴随着元素的迁移和偏析如：低熔点的杂质元素P、S、等，向晶界偏析，严重时可能形成低熔点共晶体，削弱晶界强度，降低韧性，易引起热裂和冷裂。元素偏析的程度与元素的性质和冷却速度有关，冷却越慢，晶粒越粗大，元素偏析越严重.8二、影响铸造合金的组织及性能的冶金因素众所周知，合金的组织决定它的性能，而影响组织的因素很多。1.化学成分2.合金化3.熔炼条

6、件4.变质处理5.液态金属精炼6.热处理7.冷却速度91.化学成分是决定组织和性能的主要因素，不仅影响合金的熔点、凝固温度，而且影响液态金属结晶以后的固态相变。也就是说决定合金的相组成和各相之间的比例关系。例如：（片状石墨转变成球状石墨，就是因为在灰口铁中加入了0.04％左右的Mg）。102.合金化将某种元素提高到常量范围以上，或者在基本元素基础上加其它元素，以改善合金的组织和性能，称为合金化。改变合金元素的种类、数量以及各元素的含量范围，可对合金的组织和性能进行有效的控制。113.熔炼条件Cu.Al的熔点低，

7、用电阻炉、坩埚炉、反射炉均可以满足熔化的要求，但有色金属的氧化、吸气比较严重，容易产生气孔和夹杂的缺陷。所以要特别注意熔化时的温度控制、熔池表面的覆盖保护，和气体熔渣的排除。铸铁熔点1120度、铸钢1450度左右，铁可以用冲天炉和电阻炉熔炼，钢只能用电炉。有色合金：电阻炉、坩埚炉、反射炉铸铁：冲天炉钢：电炉（中频炉、电弧炉）124.变质处理向液态合金中加入某种物质以改变合金的结晶过程，增加结晶核心数量、细化晶粒、改变非金属相结晶形态，提高不同壁厚的组织和性能的均匀性---称为变质处理。球铁加球化剂才可以使片状石

8、墨变为球状。AI—Si合金加入钛变质可以细化初生a固溶体，加钠、锑可以细化共晶体a+Si变质处理的效果与变质剂的性质，处理方法、处理的时机和处理温度有关。135.液态金属精炼精练就是保护有益元素，同时又清除有害元素的一种冶炼工艺例如：真空脱C精练，氩氧混吹精练、可以使不锈钢含C量达到≤0.08%—≤0.03%，提高了耐腐蚀性能和焊接性。6.热处理把铸件加热改变其组织和性能的一种有效方法