黑色金属材料课件

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4、球墨铸铁 碳以球状石墨形态存在,故称 为球墨铸铁。它的强度、韧度比灰口铸铁、 可锻铸铁高,可替代钢材制造某些重要的机械 零件。
5、蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是在灰铸铁的铁水中 加入蠕化剂(镁钛合金等)和孕育剂(硅铁) 进行蠕化-孕育处理后,得到具有蠕虫状石墨 的铸铁。
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四、铸铁的成分、牌号及在汽车上的应用:
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铁碳合金相图(Fe~Fe3C)
碳在γ-Fe中 的最大溶解度 (1148℃)
纯铁的同素异晶 转变点(912℃)
纯铁熔点 (1538℃)
A
共晶点(1148℃)
碳在α-Fe中
G
的最大溶解度
(727℃)
共析点
(727 ℃ )
Fe3C
渗碳体熔点 (1227℃)
共析线
渗碳体(含 碳6.69%)
纯铁(含碳0~0.0218 % )碳钢(含碳0.0218~2.11%)铸铁(含碳2.11~6.69%)
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一、铸铁的石墨化
影响铸铁组织和性能的关键是碳在铸铁中存在的形 式、形态、大小和分布。铸铁中碳的存在形式有两种:
1、化合状态的渗碳体(Fe3C) 如果铸铁中碳几乎 全部以渗碳体形式存在,其断口呈银白色,则称为白口 铸铁。其性能硬而脆,(硬度达HB800,塑性和韧度几 乎等于零)很难进行切削加工,因此,工业上很少用它 来制造机械零件,主要用作可锻铸铁的毛坯。
2、游离状态的石墨(常用G来表示) 石墨很软强度 极低,如果铸铁中碳主要以石墨形式存在,则其断口呈暗 灰色,俗称灰口铸铁。它是机械制造中应用最多的一种铸 铁。分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁和蠕墨铸铁等。
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二、影响石墨化的因素:
影响铸铁石墨化的因素主要是铸铁的化 学成分和冷却速度。
1、化学成分的影响主要是碳、硅、硫、 磷、锰等元素含量多少的影响。
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金属材料是最重要的工程材料,工业上将金属及其 合金分为两大类型:
黑色金属—铁和铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金); 占工业用材的95%。
有色金属—除黑色金属以外的所有金属及其合金; 仅占工业用材的5%。
碳钢和铸铁是现代汽车工业生产中使用最广泛的金属 材料,它主要由铁和碳两种元素组成的合金。因此,要掌 握碳钢和铸铁的性能及用途,首先要了解铁碳合金相图。
QT600-13 EQ1092
曲轴、摇臂、钢板弹簧侧垫板及滑块等
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3、可锻铸铁:
成分:含碳2.2%~2.8%、含硅1.2%~2.0%、含锰 0.6%~1.2%、含硫小于或等于0.2%、含磷小于或等于0.1%。
牌号:由KTH(或KTZ、KTB)和两组数字组成。其中KT 为可锻铸铁的代号,H表示黑心可锻铸铁,Z表示珠光体可锻 铸铁,B表示白心可锻铸铁,代号后面的两组数字分别表示其 抗拉强度σb(MPa)和伸长率δ(%)。如KTH370-12表示 抗拉强度为370MPa、伸长率为12%的黑心可锻铸铁。
牌号
HT150 HT200 HT250
车型
EQ1092 EQ1092 CA1093
零件名称 进排气歧管、变速器壳体等 气缸体、气缸盖、飞轮壳、正时齿轮、前后制动鼓等 气缸体、飞轮、曲轴皮带轮等
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2、球墨铸铁:
成分:成分:含碳3.8%~4.0%、含硅2.0%~2.8%、 含锰0.6%~0.8%、含硫小于或等于0.04%、含磷小于或 等于0.1%含镁0.03%~0.05%、含稀土小于或等于0.05%。
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2、灰口铸铁 灰口铸铁中的碳绝大部分 以片状石墨形式存在,其断口呈暗灰色而称 之为灰口铸铁。它是工业中应用最广泛的一 种铸铁,有一定的机械性能和良好的切削加 工性能。
3、可锻铸铁 可锻铸铁是经白口铸铁长 时间的退火处理而成的。其碳以团絮状石墨 形式存在。其塑性和韧度比灰口铸铁好,主 要用于要求韧度较好的薄壁类零件。
1、灰铸铁:
成分:含碳2.8%~3.6%、含硅1.1%~2.5%、 含锰0.6%~1.2%、含硫小于或等于0.15%、含磷 小于或等于0.5%。
牌号:由HT和一组数字组成。其中HT为灰铸铁的 代号,代号后面的数字表示其抗拉强度值σb(MPa) 。 如HT150表示抗拉强度为150MPa的灰铸铁。
应用举例:
应用举例:
牌号 车型
零件名称
EQ1092
后桥壳、差速器壳、减震器壳、后轮毂等
KTH350-10
CA1093 后桥壳、差速器壳、减震器壳、轮毂、制动蹄片等
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4、蠕墨铸铁:
成分:含碳3.7%~3.9%、含硅2.0%~2.8%、含锰 0.3%~0.6%、含硫小于或等于0.025%、含磷小于或等 于0.06%、含钛0.08%~0.20%、含镁0.015%~0.03%、 含稀土小于或等于0.01%
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第一节 铸铁
含碳量在2.11~6.69%的铁碳合金称为铸铁。
铸铁具有优良的铸造性能、切削加工性能以 及减震性、耐磨性,铸铁生产工艺简单、成本低, 应用广泛。特别是球墨铸铁和合金铸铁的应用, 提高了铸铁的机械性能,形成了以铁代钢的趋势。
在汽车上,约50%~70%的金属材料为铸铁。 如气缸体、气缸盖、活塞环、变速箱外壳、后桥 壳等等。
牌号:由QT和两组数字组成。其中QT为球墨铸铁的 代号,代号后面的两组数字分别表示其抗拉强度σb(MPa) 和伸长率δ(%) 。如QT450-10表示ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ拉强度为450MPa、 伸长率为10%的球墨铸铁。
应用举例:
牌号 车型
零件名称
EQ1092 QT450-10
CA1093
前后轮毂、转向器壳、制动蹄等 辅助钢板弹簧支架、拖拽钩衬套等
2、冷却速度的影响主要是指铁水从浇 注冷却到600℃左右的冷却速度,冷却速度 越小,越有利于石墨化。
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三、铸铁的组织特征和分类
根据碳的存在形式,铸铁分为下列几种:
1、白口铸铁 白口铸铁中碳全部或大部分 以化合物渗碳体的形式存在,其断口呈银白色。 性能硬而脆,很难切削加工,一般用来炼钢, 又叫炼钢生铁,也可经热处理后变为可锻铸铁 使用。铸铁要成为白口,除化学成分有要求外, 还和冷却速度有关。如EQ1091发动机中的气门 挺杆,为了得到表层的高硬度和耐磨性,常用激 冷的方法使表层获得白口铸铁的组织而心部由于 冷却速度较慢仍为灰口铸铁组织。
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