《铸造基础知识培训》PPT课件

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铸铁及分类
灰铸铁： 灰铸铁通常是指具有片状石墨的灰口
铸铁，这种铸铁具有一定的机械性能、良 好的铸造性能以及其它多方面的优良性能， 因而在机械制造业中获得最广泛的应用。
由于灰铸铁对冷却速率的敏感性（壁厚效应），同一种牌号铸铁在 不同铸件壁厚条件下的实际强度有很大的差别（薄壁与厚壁之间在 强度上的差别达50-80MPa）。
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铸铁及分类
根据碳在铸铁中存在形式的不同，铸铁可分为： 1、白口铸铁：所含碳除极少量溶于铁素体外， 全部以渗碳体形式存在，断口呈银白色，故而称 为白口铸铁 。白口铸铁 组织中含有大量莱氏体， 其性能硬而脆，很难机械加工。因此，工业上很 少用它来制造零件，一般做些耐磨件如：衬板、 犁铧
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铸铁及分类
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灰铁的成分、性 能、组织
灰铁的组织、性能
取决于铸铁的组织，石墨化的程度不同， 铸铁组织亦不同。因此铸铁的组织和性能主要 取决于石墨化程度。影响铸铁石墨化的主要因 素是化学成分和冷却速度
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灰铁的成分、性 能、组织
化学成分的影响
1、碳和硅：碳是形成石墨的元素，也是促 进石墨化的元素。碳含量越高，析出的石墨 就越多。越粗大，但这种可能性还取决于硅 的含量 ，其实就是看碳当量。硅也是强烈 促进石墨化的元素。
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灰铁的孕育处理
灰铁的组织和性能，很大程度上取决于 石墨的数量、大小和形态。因粗大的石墨片 对铸铁金属基体的割裂作用，使其力学性能 很低，因此，提高灰铁性能的途径就是降低 碳、硅含量，改善基体组织，减小石墨尺寸， 并使其均匀分布。孕育处理是实现此途径的 有效办法。
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灰铁的孕育处理
原理
向铁水中冲入细颗粒的孕育剂，孕育剂在 铁水中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨 化骤然提高，从而得到在细晶粒珠光体上均匀 分布着细片状石墨组织。经孕育处理后的铸铁 称为孕育铸铁。原铁水碳含量越低，石墨越细 小，强度、硬度越高。但孕育铸铁的石墨为片 状，塑性、韧性很低，仍为灰铁。另一优点是 减小冷却速度对组织和25 性能的影响。
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灰铁的成分、性 能、组织
化学成分
灰铁的化学成分一般为：C：2.6%3.6% Si: 1.2%-3.0% Mn:0.4%-1.2% S:<0.15% P:<0.3%
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灰铁的成分、性 能、组织
灰铁性能
抗拉强度比较低，塑性接近于零。但石 墨的存在也使得灰铁具有良好得减震性、良 好得耐磨性。具有良好得铸造性能和切削加 工性能，但焊接性能很差，并且不能锻造。
铁素体蠕墨铸铁 铁素体蠕墨铸铁的导热性较好，在高温作
用下，不存在珠光体分解问题，组织较稳定，适 用于制造在高温下工作、需要有良好的抗热疲劳 能力、导热性的零件，如内燃机汽缸盖、进排气 岐管等。
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铸铁及分类
可锻铸铁
可锻铸铁是将白口铸铁通过固态石墨 化热处理（包括有或无脱碳过程）得到的 具有团絮状石墨的铁碳合金。
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灰铁的成分、性 能、组织
影响冷却速度的因素
A 铸型材料：不同铸 型材料的导热能力不 同。如金属型比砂型 导热快，冷却速度大， 使石墨化受到严重阻 碍，易获得白口组织
B 铸件壁厚：铸件壁 越厚，冷却速度越慢， 则石墨化倾向越大， 易得到粗大石墨片和 铁素体基体；反之则 易得到细小石墨和珠 光体基体
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铸铁及分类
特种铸铁 特种铸铁是指具有特殊使用性能的铸铁
材料，主要包括抗磨铸铁、耐热铸铁和耐腐蚀铸 铁。为了使铸铁具有这些特殊使用性能，需要使 铸铁有一定的组织。特种铸铁中既有非合金铸铁 （例如普通白口抗磨铸铁），也有低合金铸铁、 中合金铸铁和高合金铸铁（如中锰抗磨用球墨铸 铁及高铬抗磨用白口铸铁等）。
3、磷：磷含量过高会使铸铁的耐磨性提高， 但同时铸件会很脆，因此我们多限制在 0.15%以下。并且高磷铸铁的流动性很好。
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灰铁的成分、性 能、组织
冷却速度的影响
相同化学成分的铸铁，若冷却速度不同， 其组织和性能也不同。减小冷却速度可以促 进石墨化，易得到粗大石墨片和铁素体基体； 增大冷却速度则阻碍石墨化，这时只有部分 碳以细石墨片析出，而另一部分碳以渗碳体 析出，获珠光体基体。
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铸铁及分类
球墨铸铁及蠕墨铸铁
球墨铸铁和蠕墨铸铁一般是用稀土 镁合金对铁液进行处理，以改善石墨形 态，从而得到比灰铸铁有更高机械性能 的铸铁。
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铸铁及分类
球墨铸铁依照其基体和性能特点而分为六种
高韧性 高强度 耐磨
耐磨
抗磨 耐热、蚀
铁素 体球 墨铸
铁
珠光 体球 墨铸
铁
贝氏 体球 墨铸
铁
奥氏
体-贝 氏体
铸造基础知识培训课件
铸造的定义 铸铁及分类
目录
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铸造的定义
铸造是将金属熔炼成符合一定 要求的液体并浇进铸型里，经冷 却凝固、清整处理后得到有预定 形状、尺寸和性能的铸件的工艺 过程 。
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什么是铸铁？
铸铁是含碳量大于2.11%或者组织中具有 共晶组织的铁碳合金。工业上所用的铸铁， 实际上都不是简单的铁一碳二元合金，而是 以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。铸铁 的成分范围大致为： C：2.4-4.0%、Si：0.6-3.0%、Mn：0.2-1.2%、 P ：0.1-1.2%、S ：0.08-0.15%。有时还加入 其他合金元素，以便获得具有各种性能的合 金铸铁。
2、灰口铸铁：其中碳除微量溶于铁素体 外，大部分以石墨形式存在，因断口呈暗 灰色而得名。它是工业中应用最广泛的铸 铁。
按石墨形态不同可分为
灰铁 石墨呈片状Hale Waihona Puke Baidu
球铁 石墨呈球状
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蠕墨铸铁 石墨呈蠕虫
状
可锻铸铁 石墨呈团絮
状
铸铁及分类
3、麻口铸铁：这种铸铁组织中既存在石 墨，也有莱氏体，因断口处有黑白相间的 麻点，故而得名。
球墨
铸铁
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马氏
体-奥 氏体
球墨
铸铁
奥氏 体球 墨铸
铁
铸铁及分类
蠕墨铸 铁
铁素体蠕墨铸铁
珠光体蠕墨铸铁
铸铁性能与其石墨的蠕化程度（蠕化率）及基体有关
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铸铁及分类
珠光体蠕墨铸铁
在石墨蠕化良好条件下，珠光 体蠕墨铸铁的强度和硬度较高，耐 磨性强。适于制造耐磨零件，如汽 车的刹车毂等。
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铸铁及分类
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灰铁的成分、性 能、组织
化学成分的影响
2、硫和锰：硫是强烈阻碍石墨化元素，硫含 量高易促使铸铁形成白口组织。此外硫还使铸 铁铸造性能恶化（降低流动性，增大收缩率） 因此要严格控制其含量，锰是弱阻碍石墨化元 素，具有稳定珠光体，起着提高铸铁强度和硬 度的作用。
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灰铁的成分、性 能、组织
化学成分的影响