08G第八章 铸铁
08第八章 省煤器和空气预热器
优缺点如下：
优点
（1）回转式空气预热器由于其传热面密度高达 500m2/m3，因而结构紧凑，占地面积小，其体积约为 同容量的管式空气预热器的1/10。
（2）重量轻，因管式空气预热器的管子壁厚为1.5mm ，而回转式空气预热器的蓄热板，其厚度不过 0.5~1.25mm，而且蓄热板布置很紧凑，故回转式空 气预热器金属耗量约为同容量管式空预器的1/3。
空气预热器的作用
1．电站锅炉用汽轮机抽汽预热锅炉给水，省 煤器入口水温很高，亚临界锅炉达260℃，锅 炉排烟温度降低受限制，须利用空气预热器 降低排烟温度；
2．磨制、烘干煤粉，改善燃料着火与燃烧， 强化炉内辐射换热，要求将空气加热到较高 的温度，空气预热器是必须的。
不同燃料和燃烧方式对预热空气温度的要求
燃料及燃烧方式
固态排渣煤粉炉
烟煤 无烟煤、贫煤 褐煤（用空气干燥煤粉） 褐煤（用烟气干燥煤粉）
液态排渣煤粉炉
油炉、天然气炉
高炉煤气炉
链条炉 抛煤机与固定炉排
烟煤 贫煤、无烟煤 烟煤
预热空气温度（℃） 250~300 350~400 350~400 300~350 380~420
250~300
250~300
对空预器选型的考虑还应至少考虑下列主要因素： 投资额，风机功率，漏风率，一次风出口温度和整 体布置。
从初期投资额来看，二分仓空预器是造价最低的。 对三分仓空气预热器，由于需要额外的转子面积来 弥补所增加的扇形板面积，其成本有所增加。由于 复杂的转子结构，使同心式空预器的造价最高。
二）风罩回转式
漏风量与泄漏系数K、间隙面积F、空气 与烟气的压力差ΔP的平方根成正比。
减小压差：受热面清洁不堵灰、合适的 系统阻力。
铸铁
人生感悟伤感歌词第一部分1、多少人曾爱慕你年轻的容颜, 可知谁愿接受岁月无情地变迁. ――《一生有你》水木年华2、我想我的思念是种病, 久久不能痊愈. ――《思念是种病》张震岳3、若生命直到这里, 从此没有我, 我会找个天使替我去爱你. ――《天使的翅膀》徐誉滕4、最美的不是下雨天, 是曾与你躲过雨的屋檐. ――《不能说的秘密》周杰伦5、最初的爱越像火焰, 最后越是被风熄灭. ――《假如》信乐团6、我们都没错, 只是不适合. ――《柠檬草的味道》蔡依林7、明明从前连争执都很甜美, 现在怎会说句话就能痛一遍. ――《我们到底怎么了》SHE8、想念是会呼吸的痛, 它活在我身上每个角落. ――《会呼吸的痛》梁静茹9、爱是一万公顷的森林, 迷了路的却是我和你, 不是说好一起闯出去, 怎能剩我一人回去. ――《练习》刘德华第二部分10、其实我心里明白, 永远远得很. ――《爱上一个人》陈慧琳11、我以为人一起, 心就会在一起, 可怜我还一直为你钟情. ――欢子12、你不是真正的快乐, 你的笑只是你穿的保护色. ――五月天13、暧昧让人变得贪心, 直到等待失去意义. ——《暧昧》杨丞琳14、原谅我这一生不羁放纵爱自由, 也会怕有一天会跌倒. ——《海阔天空》BEYOND15、有生之年狭路相逢终不能幸免, 手心忽然长出纠缠的曲线, 懂事之前情动以后长不过一天, 留不住算不出流年. ——《流年》王菲16、当城市烟火叫人坠落, 那个紧紧把你抱住的人应该是我. ――《结束不是我要的结果》张学友17、爱都是开始得很美丽结束得没道理, 想想是很可惜. ――《留什么给你》孙楠18、我加上你两个人却并不等于我们. ――《两个人不等于我们》王力宏19、天天见到你却产生了距离, 爱越冷心越热的关系. ――阿杜20、不做情人, 我对你的好, 有天会变成尴尬的玩笑. ――《最勇敢的季节》张宇。
南开大学结构化学精品课程-第8章
Nankai University
《结构化学》第八章 金属和离子晶体
5) 空间利用率：74.05%
a 2 2r
(100)面
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《结构化学》第八章 金属和离子晶体
正 四 面 体 空 隙
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《结构化学》第八章 金属和University
《结构化学》第八章 金属和离子晶体
(110)面
设想一下，如果A4中所有能放入相同半径球的空缺处 都被添满，应该变成何种堆积？
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《结构化学》第八章 金属和离子晶体
最密堆积 密置层顺序 配位数 空间点阵型式 结构基元数 晶胞内球数 结构基元内容 四面体空隙数 A3 hcp ABAB... 12 hP 1 2 2个球 4 A1 ccp ABCABC... 12 cF 4 4 1个球 8
第八章 金属和离子晶体
Nankai University
《结构化学》第八章 金属和离子晶体
§8.1 金属键的自由电子模型
金属键是一种多原子参与的，自由电子在正离子形 成的势场中运动的离域键。 金属晶体中的电子可视为三维势箱中运动的电子 金属键没有方向性的化学键 金属晶体可视为圆球的密堆积 金属的性质是内部结构决定的
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《结构化学》第八章 金属和离子晶体
8.3.2 立方最密堆积(A1)
cubic closest packing (ccp)
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《结构化学》第八章 金属和离子晶体
8.4.2 金刚石堆积(A4) 1) 点阵型式： 立方面心 cF
结构基元内容： 2个球
金属材料及热处理复习题
课题一：金属材料的的性能1、金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（强度、硬度、塑性、弹性）。
P35、当应力超过材料的屈服极限，零件会发生塑性变形。
2、要求耐磨的零件，应选择（塑性、硬度、疲劳极限、强度）好的材料。
3、材料的耐磨性与什么力学性能（塑性、硬度、疲劳极限、强度）关系密切4、在交变载荷工作条件下的零件材料要考虑的主要的力学性能指标为什么？（塑性、硬度、疲劳极限、强度）。
P96、各种硬度之间存在着一定的关系,因此各种硬度值之间是可以换算吗？错（各种硬度值之间无直接换算关系，只是相对比较）7、拉伸试验可以测定金属材料的弹性、强度和塑性等多项指标数据。
所以拉伸试验是机械性能试验的重要方法。
对的P3-5。
补充：低碳钢拉伸实验中，应力超过屈服点后不会立刻在局部形成缩颈是因为已变形的部分得到了形变强化而比未变形的部分强度高。
8、退火、正火后的零件用一般用HBS硬度表示，淬火后的零件一般用HRC硬度表示。
P8表1-2（HBS、HRC、HRA、HV）P6、P79、硬度根据测定方法的不同，分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
10、在有关工件的图样上，出现了以下几种硬度标注方法，问是否正确，如不正确应如何修改？HBW210～300 HRC5～15？HV300 800～900HV前三个标注均不正确，应修改如下：HBW210～300应改为210～300HBW；HRC5～15 HRC的测量范围在：20～70HRC；HV300 应改为300HV；800～900HV标注是正确的。
补充：金属的晶体结构与结晶1、普通玻璃、沥青、松香、食盐哪种是晶体。
食盐是晶体2、对金属材料来说，晶粒越细小，则力学性能怎样？力学性能越高3、空位是点缺陷，位错是面缺陷，晶界是线缺陷吗？（参考）不对，正确的是：空位是点缺陷，位错是线缺陷，晶界是面缺陷。
4、根据晶体几何特征，晶体缺陷一般分为以下哪三类？•分为点缺陷、线缺陷、面缺陷。
（参考）5、工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法叫做什么？细晶强化细晶强化：细晶强化能使材料强度和硬度提高，塑性和韧性也提高；形变强化（即冷变形强化或加工硬化）：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时能使材料强度和硬度提高，但塑性和韧性降低。
铸铁牌号及表示方法
铸铁牌号及表示方法：（根据GB5612-85）各种铸铁代号，由表示该铸铁特征的汉语拼音字母的第一个大写正体字母组成。
当两种铸铁名称的代号字母相同时，可在该大写正体字母后加小写正体字母来区别。
同一名称铸铁，需要细分时，取其细分特点的汉语拼音第一个大写正体字母，排列在后面。
铸铁名称，代号及牌号表示方法铸铁名称...............代号牌号.....................实例灰铸铁......................HT.........................HT100蠕墨铸铁..................RuT........................RuT400球墨铸铁..................QT.........................QT400-17黑心可锻铸铁...........KHT........................KHT300-06白心可锻铸铁...........KBT........................KBT350-04珠光体可锻铸铁.......KZT........................KZT450-06耐磨铸铁..................MT.........................MT Cu1PTi-150抗磨白口铸铁...........KmBT....................KmBTMn5Mo2Cu抗磨球墨铸铁...........KmQT....................KmQTMn6冷硬铸铁..................LT...........................LTCrMoR耐蚀铸铁..................ST..........................STSi15R耐蚀球墨铸铁...........SQT.......................SQTAl15Si5耐热铸铁..................RT..........................RTCr2耐热球墨铸铁..........RQT........................RQTA16奥氏体铸铁..............AT.........................----...牌号中代号后面的一组数字，表示抗拉强度值；有两组数字时，第一组表示抗拉强度值，第二组表示延伸率值。
铸铁及应用精.pptx
牌号
QT400-18 QT400-15 QT450-10 QT500-7 QT600-3 QT700-2 QT800-2
QT900-2
基体组织
F F F F+P P+F P P或回 火组织 B或回
力学性能
σ
σ
δ
（MPab） （MPas） （%）
不小于
400
250
18
400
250
15
450
310
10
500
σb MPa
σs δ MPa %
不小于
硬度 HBS
300
—6
330
—
8
≤150
350
200 10
370
— 12
450
270 6 150~200
550
340 4 180~230
650
430 2 210~260
700
530 2 240~290
第17页/共36页
典型用途 用于制造形状复杂且承受振动 载荷的薄壁小型件，如汽车、拖 拉机的前后轮壳、管接头、低压 阀生门产等周。期长，工艺复杂，成本较高，
抗拉强度值，MPa
牌号
HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350
显微组织
基体
G
F
粗片
Fபைடு நூலகம்P
较粗片
P
中等片
P
较细片
细P S 或T
细片
第10页/共36页
性能
耐磨性好 —— 石墨有利于润滑、储油。 抗压强度高——抗拉强度、塑韧性比钢低。 消震性好（是钢的十倍）—— G 组织松软 铸造性好 —— 接近共晶成分、熔点低、流动性好、凝固收
08第八章 支承系统
4.结构布局合理、工艺性好
铸造（或焊接）、热处理、机械加工、装配和运输等。
3. 分类
1.按结构
整体式/装配式
2.按构造形式
机座类/箱体类/机架类/平板类
3.按制造方法
铸造/焊接/铆接/组合式
Hale Waihona Puke 8.2 支承件设计1.支承件的材料
应根据机械系统的功能和使用要求来选择支承件 的材料。在满足机械系统使用要求(强度、弹性模量和比
2.支承件的时效处理 在铸造或焊接中的残余应力，将使支承件产 生变形。 进行时效处理可以消除残余应力 普通精度机床的支承件在粗加工后安排一次 热时效处理即可，精密机床最好进行两次热 时效处理，即粗加工前、后各一次
高精度机床在进行热时效处理后，还进行天 然时效处理，即把铸件堆放在露天一年左右， 进行自然时效处理。
第5章 支承系统设计
5.工程塑料和复合材料 ①工程塑料 是以树脂为主体的高分子材料。
具有轻巧美观、比强度大、减振性好、耐磨性高、防 腐耐蚀，可注射成型。但易老化、热变形大、易燃、强度 和弹性模量都较低。工程塑料只限于一些要求外形美观、 载荷很小、且非重要场合的支承件。
②复合材料 由两种或两种以上不同性质的材料， 通过某种工艺复合而成的优质材料。 兼具有两种以
机械工程学院
School of Mechanical Engineering
机械系统设计
/
厚德博学、强吾兴邦
•1
机械工程学院
School of Mechenical Engineering
第八章 支承系统
8.1 支承系统的功能及分类
支承系统是指在机械系统中用于支承和安装其他 系统的基础件、框架等零部件所构成的总体。 主要包括 基础件：底座、床身、立柱等； 支承构件：支座、支架、箱体、门架等； 1.支承系统的功能 （1）支承和安装机械系统中的其他系统； （2）承受各种静态力和动态力； （3）保证各零部件之间的相对位置精度和运动部件的 运动精度； （4）支承件的内部可用作电气箱、液压油、润滑油或 冷却液的储存器等。
08.钢材知识大全三
钢材知识大全三第一章钢的分类一、黑色金属、钢和有色金属在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。
1、黑色金属是指铁和铁的合金。
如钢、生铁、铁合金、铸铁等。
钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。
把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。
铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。
钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。
通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。
钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
另外，在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。
以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。
二、钢的分类钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。
为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。
钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。
钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种：1、按品质分类(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）(2) 优质钢（P、S均≤0.035%）(3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）2.、按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。
(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。
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第一阶段：
液相至共晶阶段。包括从 过共晶成分的液相中直接 结晶出一次石墨和共晶石 墨。
第二阶段：
共晶至共析转变的阶段。 此时从奥氏体中直接析出 二次石墨。
第三阶段：
共析转变阶段。 包括共析转变时 奥氏体转变为铁 素体 + 石墨。
铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系 （以共晶铸铁为例）
第八章 铸铁
姜波
铸铁
是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷 等元素的多元铁基合金。
铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉 等优点，因而是应用最广泛的材料之一。
例如机床床身、内燃机的
汽缸体、缸套、活塞环及 轴瓦、曲轴等都是由铸铁 制造的。
铸铁曲轴
第一节 铸铁概述
碳在铸铁中，除少量溶于基体外，绝大部分是 以石墨或碳化物的形式存在于铸铁中，根据碳 的存在形式及石墨的形态不同，可将铸铁分为
球化剂为镁、稀土和稀土镁。
硅铁
为避免白口，并使石墨细小均匀，
在球化处理同时还进行孕育处理。
硅
钙
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。
球墨铸铁的显微组织
铁
素 体 球 墨 铸 铁
珠 光 体 球 墨 铸
铁
铁
素
体
球
加
墨
珠
铸
光
铁
体
中
球
的
墨
石
铸
墨
铁
球
2、性能与热处理
强度是碳钢的70~90%。球墨铸铁的突出特点是屈强比 (0.2 /b)高, 约为0.7~0.8, 而钢一般只有0.3~0.5。
重型机床床身(HT-250)
大型船用柴油机汽缸体(HT-300)
二、可锻铸铁
石墨呈团絮状的灰口铸铁，是由白口铸铁 经石墨 化退火获得的。
1、组织：
基体（F、P）＋团絮状G 铁素体基体可锻铸铁又称黑心可锻铸铁。
2、性能：
强度为碳钢的４0~７0%，接近于铸钢。 名为可锻，实不可锻
可锻铸铁石墨化退火工艺曲线
一般情况下铸铁中的石墨片都比较粗大，故其力学 性能较差，通常称之为普通灰铸铁。
3. 可锻铸铁（KT）
碳全部或大部分以团絮状石墨存在。它是由一定成分的白 口铸铁经长时间高温石墨化退火而形成的。
可锻铸铁的力学性能较灰铸铁好，尤其塑性、韧性更为明 显，故又称其为韧性铸铁或马铁。
4. 球墨铸铁（QT）
碳全部或大部分以球状石墨形式存在。它是在浇注前向 铁水中加入孕育剂和球化剂形成的。
1、组织
由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过程形成的，其基体组 织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。
铁
灰铸铁的显微组织
素 体
灰
铸
铁
铁
素
珠 光 体 灰 铸 铁
体 加 珠 光 体 灰 铸
铁
常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片状石墨。
常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。
硅铁
硅钙
经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。
孕育处理前
孕育处理后
2、热处理
热处理只改变基体组织，不改变石墨形态。 灰铸铁强度只有碳钢的30~50%，热处理强
化效果不大。 灰铸铁常用的热处理有：
♫① 消除内应力退火(又称人工时效) ♫② 消除白口组织退火 ♫③ 表面淬火
立式加工中心
3、用途
变
制造承受压力和震动的零件，如机床床身、
速 箱
体
各种箱体、壳体、泵体、缸体。
可锻铸铁的显微组织
黑心可锻铸铁
珠光体可锻铸铁
3、用途
用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽 车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等
可锻铸铁管件
三、球墨铸铁
石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到。
1、组织：
基体（F、F+P、P）+ 球状G
球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。 稀土镁
石墨化进行程度 第一二阶 第三阶段 段石墨化 石墨化
完全进行 完全进行 部分进行
未进行 部分进行 未进行
未进行 未进行
铸铁的显微组织
F+G F+P+G P+G Lｄ’+P+G Lｄ’
铸铁类型
灰口铸铁 麻口铸铁 白口铸铁
三、影响石墨化的因素 1. 化学成分的影响
碳和硅是强烈促进石墨化的元素。
♫ 碳、硅含量过低，易出现白口组织，力学性能和铸造 性能变差。
♫ 碳、硅含量过高，会使石墨数量多且粗大，基体内铁 素体量增多，降低铸件的性能。
♫ 碳、硅量控制范围：2.5~4.0%C，1.0~3.0%Si。
Al、Cu、Ni、Co等元素对石墨化有促进作用。 S、Mn、Cr、W、Mo、V等元素阻碍石墨化。 磷虽然可促进石墨化，但其含量高时易在晶界上
形成硬而脆的磷共晶，降低铸铁的强度，只有耐磨 铸铁中磷含量偏高（达0.3%以上）。
1、铸铁的组织特点
钢的基体+G（石墨） 基体组织有三种，即
铁素体、 珠光体和 铁素体加珠光体 。
2、铸铁的性能特点
⑴ 力学性能低。
♫ 由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连 续性，且易导致应力集中。
⑵ 耐磨性能好。
♫ 石墨本身有润滑作用。
⑶ 消振性能好。
♫ 由于石墨可以吸收振动能量。
⑷ 铸造性能好。
白口铸铁、 灰铸铁、 可锻铸铁、 球墨铸铁和 蠕墨铸铁。
一、铸铁的分类
1. 白口铸铁（BT）
碳全部或大部分以渗碳体形式存在，断口呈银白色。 这种铸铁组织中含有大量渗碳体和共晶莱氏体，故
硬而脆，很少用作结构材料。 一般只作为炼钢或生产铸铁的原料。
2. 灰铸铁（HT）
碳全部或大部分以片状石墨存在，断口呈暗灰色。
♫ 由于铸铁硅含量高，成分接近于共晶。
⑸ 切削性能好。
♫ 由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。
二、铸铁的石墨化过程
铸铁中的碳原子析出形成 石墨的过程称为石墨化。
铸铁中的石墨可以在结晶 过程中直接析出，也可以 由渗碳体加热时分解得到。
台车式石墨化退火炉
按照Fe—C（石墨）相图
分析铁水由高温到室温的
冷却过程，可以将铸铁石
铸铁中的磷共晶
2. 冷却速度的影响
铸件冷却缓慢，有利于碳原子的充分扩散，结晶将按 Fe - G相图进行，因而促进石墨化。而快冷时由于过 冷度大，结晶将按Fe-Fe3C相图进行，不利于石墨化。
WC + Wsi (%)
铸件壁厚和碳硅含量对铸铁组织的影响
第二节 常用铸铁
一、灰铸铁
是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约占铸铁总产量 的80%以上。
这种铸铁不仅力学性能高，而且生产工艺比可锻铸铁简 单，所以得到了广泛的应用。
球 墨 铸 铁 中 的 石 墨 球
5. 蠕墨铸铁（RuT）
碳大部分以蠕虫状石墨存在。 它具有比灰铸铁强度高，比球墨铸铁铸造性能、耐热性
能、疲劳性能好的优点。因而目前发展迅速，应用广泛。
二、铸铁的性能
铸铁的性能取决于铸铁的组织和成分