金属材料知识培训专业知识讲座
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[课件]铸造基础知识讲座PPT
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1）结构钢、不锈钢、耐热钢熔模铸件允许的缺陷 2）铝合金熔模铸件允许缺陷 9、低倍组织检查 10、铸钢件表面脱碳层检查 11、密封性检验 四、铸件缺陷的修补 1、铸件的补焊 2、浸渗处理
3、热等静压处理
五、熔模铸件结构设计 1、熔模铸件结构工艺性要求
2、熔模铸件结构要素
1）壁厚 2）铸造圆角 3）壁的连接
入 库
回浇 用冒 口 及 废 品
图2熔模铸造工艺流程框图
2、石膏型熔模铸造
目前我们仅用此方法生产铝合金铸件。利用石膏型散热慢，石膏
浆料复制性能好的特点，在真空条件下浇注薄壁、复杂、整体、精密
的铸件。此种方法仍属熔模铸造，只是用灌注石膏浆料形成铸型代替
熔模铸造中的重复数次涂料、撒砂形成壳型，其工艺流程和熔模铸造
8）压铸机、压铸模投资大。
二、铸件材料的选用
铸造过程是金属液充填型腔并在铸型内冷却凝固得到铸件的过程。由于液 态金属与铸型相互作用及随后的冷却凝固，总是伴随着产生一系列物理化学变 化，如金属液的结晶、偏析、析出气体、冷却收缩和应力的形成等。合金的铸 造性能是反映铸件成型过程中获得正确外形、健全内部质量难易程度的性能， 它主要包括合金的流动性、收缩率和抗热裂性等。 在选择合金种类时，除了铸造性能之外，还应兼顾到合金的热处理、机械 加工、焊接、矫正等工艺性能。 常用的铸造合金有铸钢、铸铁、铸造高温合金、铸铜、铸铝、铸镁、铸基础知识
一、铸造方法简介 1、熔模铸造 2、熔模石膏型铸造 3、金属型铸造
4、压力铸造
二、铸件材料的选用 三、铸造缺陷和铸件质量检验
1、铸造缺陷种类
a.多肉类缺陷 b.孔洞类缺陷
c.裂纹、冷隔类缺陷 d.表面缺陷
e.残缺类缺陷 f.形状及重量差错类缺陷 g.夹杂类缺陷 h.性能、成分、组织不合格 2、铸件质量标准 3、熔模铸件尺寸公差 4、铸件粗糙度的评定方法 5、力学性能检验 6、铸件表面和近表面缺陷的检验 7、熔模铸件允许存在的表面和近表面缺陷 8、X射线透照熔模铸件内部允许的缺陷
重力浇铸和压铸的区别专业知识讲座
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低压铸造
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低压铸造的工艺过程为：在密封的坩埚（或密封罐）中，通入干燥的压缩空气，金属液在气体压 力的作用下，沿升液管进入直浇道上升，通过内浇道平稳地进入型腔，并保持坩埚内液面上的气 体压力。直到铸件完全凝固为止。然后解除液面上的气体压力，使升液管中未凝固的金属液流回 坩埚。 再开型并取出铸件。
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高压铸造
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压力铸造分为高压铸造和低压铸造两种。
高压铸造是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝 固而形成铸件的铸造方法。
高压压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。 ①金属液是在压力下填充型腔的，并在更高的压力下结晶凝固，常见的压力为 15—100MPa。 ②金属液以高速充填型腔，通常在 10—50米/秒，有的还可超过80米/秒，（通过内浇口导入型
优缺点对比艺 复杂
模具 模具 气孔 费用 寿命 率
高短 差
热处 加工 表面 适宜产品 生产效率 理 余量 光洁
不可 小 高 薄壁件 高
低压铸造 简单 低 长 好 重力浇铸 简单 低 长 好
可以 大 高 中
中
可以 大 低 厚壁件 低
在强度方面，由于所事宜的铝合金原材料不同，其强度差异也较大： 压铸产品由于在高压下成型，产品致密性高，其强度较高。比如 A380的压铸产品，其强度可达到 360MPa，而其延伸率只能达到 3.7%左右。 重力浇铸产品一般情况强度要较压铸低。其材料较好的 ZL101A，热处理后也只能达到有310MPa， 但其延伸率较高，能达到5-6%。也有强度能达到380MPa以上的材料，如ZL201A、ZL204A 。
铸造工技术培训讲座(工艺符号)
裂纹、变形
可能是由于铸件冷却过快或应力过大导致， 解决方法是控制冷却速度或减小应力。
05
铸造工技能考核与评价标 准
技能考核内容与方式
铸造工艺理论
考核铸造工艺的基本原理、工艺流程、操作规范等理论知 识。
铸造实践技能
考核铸造工的实际操作技能，包括铸造设备的操作、铸造 工艺的执行等。
问题分析与解决能力
机械制造
航空航天
铸造工艺在机械制造领域具有广泛应用， 如生产机床床身、汽缸体、齿轮等复杂零 件。
航空航天领域对材料性能要求极高，铸造 工艺可以生产出满足特殊要求的合金铸件 ，如发动机叶片、涡轮等。
汽车制造
艺术铸造
汽车制造中大量采用铸造工艺生产零部件 ，如发动机缸体、缸盖、曲轴等。
艺术铸造是将艺术与铸造技术相结合的一 种特殊工艺，主要用于生产雕塑、纪念碑 、艺术品等具有观赏价值的铸件。
铸造工艺符号含义解析
01
02
03
04
浇注系统符号
表示浇注系统设计，包括内浇 口、直浇道、横浇道等，用于 控制金属液的流动和充填。
冒口符号
表示冒口设计，用于补缩铸件 ，防止缩孔和缩松。
冷铁符号
表示冷铁的位置和形状，用于 加快铸件局部冷却速度，改善
铸件组织。
铸造斜度符号
表示铸件壁面的倾斜程度，用 于保证铸件顺利脱模。
等级划分
将铸造工的技能水平划分为初级、 中级、高级三个等级，每个等级对 应不同的技能要求和评价标准。
等级晋升
鼓励铸造工通过不断学习和实践， 提升自身技能水平，实现等级晋升。
技能考核实施流程与注意事项
实施流程
制定考核计划、发布考核通知、组织报名、进行理论考试和实践操作考试、评 定成绩并公布结果。
炼钢培训讲座(PPT58张)
典型冶金缺陷的种类
一、裂纹 二、表面缺陷（结疤、重皮等） 三、气孔 四、疏松与缩孔 五、白点 六、异金属
七、非金属夹杂物
一、裂纹
裂纹的产生 裂纹是影响钢锭质量的常见缺陷之一，其产生的根 本原因是由于钢锭在凝固与冷却过程中受钢水静压力、 热应力、组织收缩应力的作用而存在内应力（当然也包 括后工序加热不均匀、变形形状问题等），以及当作用 在钢锭上的外力与内应力共同作用超过了钢本身的强度 极限与塑性变形临界值时，在钢的最薄弱处就会产生裂 纹。
电炉的主要任务
A、熔化钢铁料
电炉钢铁料主要包括生铁、海绵铁、废钢（屑）三 大类，根据一定量的配比组合进行布料。布料原则：分 层装料，下部致密，上部疏松，中间高，四周低，装入 炉内后炉门口无大料。炉料中不允许掺有空心密闭容器 的废钢，不得混入有色金属和爆炸物。 Cu、As、Sn、Sb属于我们冶炼特殊钢种的主要 有害残余元素，无法通过冶炼手段去除，只能控制钢铁 原料的质量。
钢包炉调渣
欲炼好钢，先调好渣 通常情况下，渣色是反映钢液脱氧情况的体现（渣 中氧化铁的含量决定渣色）。而白渣正是调渣的目标（ VOD 钢种除外）。何谓白渣，因渣在空气中冷却风化 后呈白色粉末而得名。白渣成分含量中 CaO 占 50％～ 60％；SiO2占10％～20％；CaF2约占10％；其余还 有A12O3 、 MgO 、 Cr203 等，其碱度 CaO： SiO2 ≈3.5。CaF2在其中起到调节渣液流动性的重要作用。 冶炼硅脱氧钢，主要以碳粉与硅钙粉为主要调渣原 料； VCD钢，主要以碳粉与铝粉为主，硅钙粉为辅。
钢包炉炉体真空
IV——中真空，要求炉体真空度2500～4000Pa。 HV——高真空，要求炉体真空度≤133Pa。 VOD—— 真空吹氧脱碳，主要是针对冶炼不锈钢而使 用，主要是利用尾气氧势分析变化判断炉内 C、 O反应 情况，对吹氧压力、流量、枪位、真空度有具体严格的 要求，见VOD操作规范（连接）。 炉体真空的三大参数：真空度、真空保持时间、氩 气流量。
铆工知识讲座
板料弯形的中性层位置与其相对弯形位r∕t 有 关。当 r∕t ＞5时，中性层位于板厚的1∕2处； r∕t≤5时，中性层的位置向弯曲中心一侧偏移。 中性层的位置由公式计算所得： R=r+Kt R :中性层的半径 K：中性层位置系数 r ：弯板内圆弧半径 t：板料厚度
折角弯板的展开长度 圆角很小（r＜0.3)或没有圆角的折角弯 板，可利用等体积法来确定展开长度． 实际加工时，一般采用公式： L=A+B+0.5t 如果板料厚度较小,而尺寸精度又要求不 高时,折角弯板的展开长可按里皮长度计 算.
三、角钢的手工矫正 1、角钢的变形多为弯曲变形， 有时也会有扭曲、角度不规则等。 矫正顺序如下： 矫正局部变形→矫正扭曲变形→ 矫正弯曲变形
2、矫正方法 1）角钢局部变形的矫正主要 采用锤击法。 2）角钢扭曲变形的矫正主要 采用扳扭法、锤击法。
3）角钢角度变形的矫正
矫正变形的方法
按矫正时工件的温度可分为： 冷矫正：在常温下对钢材变形进行矫正 的方法称为冷矫正。 热矫正：对变形钢材加热到一定温度再 进行的矫正。
第二节、机械矫正 一、板材的矫正 板材的矫正一般在多辊矫平 机矫正。矫平机的工作部分 由上下两列轴辊组成。通常 有5～11个轴辊，上列为从动 辊。
二、合理用料 生产中常用下列方法来达到合理用料的目 的： 1、集中套排：在零件数较多时，可将使 用相同牌号材料，且厚度相同的零件集中 在一起。 2、余料利用：将余料按牌号、规格集中 在一起，用于小型零件的号料。
三、型材的号料 1、整齐端口长度号料 2、中间切中或异形端口的号 料 3、在型钢上号孔的位置
铸造专题知识讲座
越大，充型能力越差。
三、铸型充填条件
（1）铸型旳蓄热系数 铸型旳蓄热系数表达铸型从其中旳 金属吸收热量并储存在本身旳能力。
（2）铸型温度 铸型温度越高，液态金属与铸型旳温差 越小，充型能力越强。
（3）铸型中旳气体
四、铸件构造
（1）折算厚度 折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积 与表面积之比。
折算厚度大，热量散失慢，充型能力就好。铸件壁厚相同 步，垂直壁比水平壁更轻易充填。 （2）铸件复杂程度 铸件构造复杂，流动阻力大，铸型旳
充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。
一、液态合金旳流动性
合金旳流动性是： 液态合金本身旳流动能力。
浇口杯
出气口
0.45%C 铸钢：200 4.3%C 铸铁：1800
浇口杯
出气口
流动性（cm）
温度（℃）
30 0 20 0 10 00
80
60
40
20
0
Pb
20
40
60
80 Sb
合金流动性主要取决于合金化学成份所决定旳结晶特点
第二章 铸造
一、铸造
将液态金属浇注到与零件形状相适应旳铸型型腔中，
待其冷却凝固，以取得毛坯或零件旳生产措施。
二、砂型铸造旳工艺过程
铸件
检验 落砂、清理
合箱
铸造工艺图 零件图
型砂
铸
模型
型
熔化 浇注
芯盒
型
芯砂
芯
冷却 凝固
三、铸造生产旳特点
1．可生产形状任意复杂旳制件，尤其是内腔形状复杂旳 制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。
孕育铸铁合用于静载荷下，要求较高强度、硬度、耐磨
性或气密性旳铸件，尤其是厚大截面铸件。如重型机床
三、铸型充填条件
（1）铸型旳蓄热系数 铸型旳蓄热系数表达铸型从其中旳 金属吸收热量并储存在本身旳能力。
（2）铸型温度 铸型温度越高，液态金属与铸型旳温差 越小，充型能力越强。
（3）铸型中旳气体
四、铸件构造
（1）折算厚度 折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积 与表面积之比。
折算厚度大，热量散失慢，充型能力就好。铸件壁厚相同 步，垂直壁比水平壁更轻易充填。 （2）铸件复杂程度 铸件构造复杂，流动阻力大，铸型旳
充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。
一、液态合金旳流动性
合金旳流动性是： 液态合金本身旳流动能力。
浇口杯
出气口
0.45%C 铸钢：200 4.3%C 铸铁：1800
浇口杯
出气口
流动性（cm）
温度（℃）
30 0 20 0 10 00
80
60
40
20
0
Pb
20
40
60
80 Sb
合金流动性主要取决于合金化学成份所决定旳结晶特点
第二章 铸造
一、铸造
将液态金属浇注到与零件形状相适应旳铸型型腔中，
待其冷却凝固，以取得毛坯或零件旳生产措施。
二、砂型铸造旳工艺过程
铸件
检验 落砂、清理
合箱
铸造工艺图 零件图
型砂
铸
模型
型
熔化 浇注
芯盒
型
芯砂
芯
冷却 凝固
三、铸造生产旳特点
1．可生产形状任意复杂旳制件，尤其是内腔形状复杂旳 制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。
孕育铸铁合用于静载荷下，要求较高强度、硬度、耐磨
性或气密性旳铸件，尤其是厚大截面铸件。如重型机床
镍知识1
镍知识讲座第一讲镍的理化性质☆镍是一种银白色的铁磁性金属，是许多磁性材料的主要组成成分。
☆镍还具有良好的抗氧化性和很强的抗腐蚀能力。
镍是一种银白色的铁磁性金属。
密度8.9克/cm3，熔点1455℃。
古代埃及、中国和巴比伦人都曾用含镍量很高的陨铁作器物。
可以说，镍是既“古老”又“年轻”的金属。
镍具有磁性，是许多磁性材料的主要组成成分。
镍还具有良好的抗氧化性，在空气中，镍表面形成NiO薄膜，可阻止进一步氧化。
实验证明：纯度为99%的镍，20年内不会发生锈痕。
镍的抗腐蚀能力很强，尤其是对苛性碱的抗蚀能力强，在50%的沸腾苛性钠溶液中镍每年的腐蚀速度不超过25微米。
镍的强度和塑性也很好，可承受各种压力加工。
第二讲镍的用途☆镍大量用来制造各种类型的不锈钢、软磁合金和合金结构钢。
☆镍是镍—镉、镍—氢电池及镍网生产的主要材料。
☆镍还大量用于电镀及催化剂生产方面。
镍大量用来制造各种类型的不锈钢、软磁合金（可以简单的理解为：在外磁场作用下容易磁化、去除外磁场后磁感应强度（磁感）又基本消失的磁性合金。
我们这里讲的主要是镍铁软磁合金。
）和合金结构钢。
镍和铬、铜、铝、钴等元素可组成耐热合金、电工合金和耐蚀合金等。
镍铬合金（如Ni-Cr20）有高的耐热性和大的电阻，用它做的热电体（电阻丝），可用作电炉、电烙铁、电熨斗等的电热元件，可在1100℃下长期工作；Ni-Cr9和Ni-Cr10虽然耐热性略差，但电阻大，电阻温度系数小，热电势大，是热电偶的好材料。
镍基耐热合金主要作涡轮发动机涡轮盘、燃烧室和涡轮叶片等。
著名的“蒙乃尔”合金是含铜、铁和锰的耐蚀镍合金，强度高，塑性好，耐腐蚀，成为电器、海轮和医疗器械制造业的重要材料。
新的正畸合金—中国钛镍北京有色研究总院研制成功一种钛镍合金，具有超弹性和形状记忆效应，是理想的正畸材料。
畸齿矫形是利用金属的回弹特性来实现的。
镍硅合金常制成线、带、棒用于电子管和电真空仪器中。
镍铁、镍钴合金是良好的磁性材料。
压力管道基础知识讲座——常用金属材料
压力管道基础知识讲座——常用金属材料压力管道是一种用于输送液体、气体或者其他流体的管道系统。
它承受的压力很高，因此需要选择合适的材料来保证安全可靠的运输。
常用的金属材料有碳钢、不锈钢、铝合金和铜合金等。
碳钢是一种常见的金属材料，具有良好的力学性能和耐腐蚀性。
它的主要成分是碳和铁，其中一般含有较少的合金元素。
碳钢在常温下具有较高的强度和硬度，但在高温下容易发生变形。
碳钢管道可以用于输送一般的液体、气体和蒸汽，但不适用于高温、高压或者腐蚀性介质。
不锈钢是一种抗腐蚀的金属材料，具有较高的强度和硬度。
它的主要成分是铁、铬、镍和其他合金元素。
不锈钢管道具有良好的耐腐蚀性，可以用于输送酸碱盐类介质和高温高压的流体。
不锈钢管道广泛应用于化工、石油、食品和制药等行业。
铝合金是一种轻质、高强度的金属材料，具有良好的导热性和电导性。
它的主要成分是铝和其他合金元素，例如铜、锌和锰等。
铝合金管道适用于输送低压的液体、气体和蒸汽，在航空航天、汽车和建筑等领域有广泛应用。
铜合金是一种导热性和导电性较好的金属材料，具有优异的抗腐蚀性和可加工性。
它的主要成分是铜和其他合金元素，例如锌、镍和铝等。
铜合金管道适用于输送液体、气体和蒸汽，在化工、船舶和海洋工程等领域有广泛应用。
选择合适的金属材料是确保压力管道安全运行的重要因素。
除了上述常用的金属材料，还可以根据具体的介质和工况选择其他特殊材料，例如合金钢、镍基合金和钛合金等。
此外，还需要考虑管道的连接方式、防腐蚀措施和监测维护等因素，以确保压力管道的可靠性和安全性。
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Fe-C相图、冷却过程中的组织变化及产物
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1.1固态相变的分类
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力学性能（强度、塑性、韧性等）
材料使用性能
物理性能（光、热、电、磁等）
材
料
化学性能（氧化、腐蚀等）
的
性
能
加工性能（切削、锻造等）
材料工艺性能
铸造性能（适合铸造与否） 焊接性能（容易焊接与否）
热处理性能（可热处理强化）
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1. 按平衡状态图分类
• 平衡相变和非平衡相变
• 平衡相变
缓慢加热或冷却时发生的能获得符合平衡 状态图的平衡组织的相变
–：
• 非平衡相变 加热或冷却速度很快，上述平衡相将被抑
制，固态材料可能发生某些平衡状态图上不 能反映的转变并获得被称为不平衡或亚稳的 组织
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②平衡脱溶沉淀
• 在缓慢冷却条件下，由过 饱和固溶体中析出过剩相 的过程称为平衡脱溶沉淀
• 特点：母相不消失，随着 新相析出，母相的成分和 体积分数不断变化（结构 不变），新相的结构和成 分与旧相不同
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平衡相变 当之处，请联系本人或网站删除。
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当之b处，请联系本人Pp或：网保过站持P删点直除曲线。线关开系始的偏最离大直载线荷
P
k
载荷
Pe：变形开始阶段
(N)
s
卸载后立刻恢复原状（弹变）
pe
超过，伸长只部分恢复（塑变）
Pp Ps
Pk
Ps ：屈服时的最小变形 屈服：载荷不增加或反而减少，试
l增
（低碳钢的应力-应变曲线） 上屈服点：屈服阶段的最大应力。
（对试样局部应力集中极为敏感）
一般选下屈服点作为材料屈服强度
形变强化：欲继续变形，必须不断增加应力，达b后，形变强化效应已不能 补偿横截面积的减小而引起的承载能力的降低。 (b 点后颈缩)
k ：断裂强度 此时试样断裂。
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固态相变
• 固态相变是热处理的基础
• 相变：构成物质的原子（分子）的聚合状态（相状态）发 生变化的过程。
• 固态相变：固态材料在温度和压力改变时，其内部组织或 结构会发生变化，即发生从一种相状态到另一种相状态的 转变。
• 母相或旧相：相变前的相状态 • 新相：相变后的相状态
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当之处相，图请联与系相本人变或网站删除。
ACM A3
A1
铁碳相图
Fe-C Phase Diagram
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• 弹性极限是表征开始塑性变形的抗力。 • 严格说：是表征微量塑性变形的抗力。 • 测出的弹性极限受测量精度影响，为便 于比较，规定残余伸长应力。 • 规定以残余伸长为0.01%的应力作为规 定残余伸长应力，记作0.01
• 除退火或热轧的低碳钢和中碳钢等少数 合金有屈服现象外，大多数金属合金都 没有屈服点。 • 规定产生0.2%残余伸长的应力作为屈服 强度，以0.2表示。 • 0.2的测量方法同上，采用图解法。
③共析相变
• 合金在冷却时由一个固 相分解为两个不同固相 的转变称为共析相变 (或珠光体型转变)
• 其两个生成相的结构和 成分均与母相不同
几种常见的力学性能
强度：指材料抵抗塑性变形和断裂的能力，对于结构材料来说，它是最重 要的力学性能。
塑性：表示材料断裂前发生的永久变形（塑性变形）的能力。 塑性指标：延伸率 和断面收缩率
韧性：反映材料抵抗裂纹扩展能力的大小，是单位体积材料在断裂前所吸 收的能量，也就是外力使材料断裂所做的功。
硬度：指材料抵抗外物压入能力，硬度测量简单快速，不破坏零件。硬度 与强度之间有一定关系，可用硬度来估计强度。
平衡相变
①同素异构转变/多形性转变 – 纯金属在温度和压力改变
时，由一种晶体结构转变 为另一种晶体结构的过程 称为同素异构转变。 – 在固溶体中发生的同素异 构转变称为多形性转变。
钢中铁素体奥氏体的转变 奥氏体铁素体的转变
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平衡相变 当之处，请联系本人或网站删除。
样还继续伸长的现象。
屈服后，材料出现明显塑
0
lb
lu
lk
变，表面滑移带。
l伸长(mm)
形变强化（加工硬化）：屈服后欲
变形必须不断增载，随
（低碳钢的拉伸曲线）
塑变增大，变形抗力增大。
变形 三阶段
弹性变形 弹塑性变形 断裂
Pb ：强度极限的载荷 试样某一部位截面开始急降 颈缩——导致载荷下降。
Pk ：断裂载荷
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(MPa)
p ：比例强度极限 保持直线关系的最大应力值
p s
k
e ：弹性强度极限 p-e 弹性变形阶段 过e ，弹变+微量塑变
0
b
u
k
(%)
s ：屈服强度极限 达一定值时，不增或降低，
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金属材料
(用量占80%)
非金属材料
(用量占20%)
黑色金 属
有色金属材料 陶瓷材料
高分子材料
复合材料
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