《金属工艺学》(第二篇)一二章
金属工艺学知识点总结
第一篇金属材料的基本知识第一章金属材料的主要性能金属材料的力学性能又称机械性能，是金属材料在力的作用所表现出来的性能。
零件的受力情况有静载荷，动载荷和交变载荷之分。
用于衡量在静载荷作用下的力学性能指标有强度，塑性和硬度等；在动载荷和作用下的力学性能指标有冲击韧度等；在交变载荷作用下的力学性能指标有疲劳强度等。
金属材料的强度和塑性是通过拉伸试验测定的。
P6低碳钢的拉伸曲线图1，强度强度是金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。
强度有多种指标，工程上以屈服点和强度最为常用。
屈服点：δs是拉伸产生屈服时的应力。
产生屈服时的应力=屈服时所承受的最大载荷/原始截面积对于没有明显屈服现象的金属材料，工程上规定以席位产生0.2%变形时的应力，作为该材料的屈服点。
抗拉强度：δb是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力。
拉断前所能承受的最大应力=拉断前所承受的最大载荷/原始截面积2，塑性塑性是金属材料在力的作用下，产生不可逆永久变形的能力。
常用的塑性指标是伸长率和断面收缩率。
伸长率：δ试样拉断后，其标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。
伸长率=（原始标距长度－拉断后的标距长度）÷拉断后的标距长度×100%伸长率的数值与试样尺寸有关，因而试验时应对所选定的试样尺寸作出规定，以便进行比较。
同一种材料的δ5 比δ10要大一些。
断面收缩率：试样拉断后，缩颈处截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率，以ψ表示。
收缩率=（原始横截面积－断口处横截面积）÷原始横截面积×100%伸长率和断面收缩率的数值愈大，表示材料的塑性愈好。
3，硬度金属材料表面抵抗局部变形（特别是塑性变形、压痕、划痕）的能力称为硬度。
金属材料的硬度是在硬度计上测出的。
常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法。
1，布氏硬度（HB）是以直径为D的淬火钢球HBS或硬质合金球HBW为压头，在载荷的静压力下，将压头压入被测材料的表面，停留若干秒后卸去载荷，然后采用带刻度的专用放大镜测出压痕直径d，并依据d的数值从专门的表格中查出相应的HB值。
金属工艺学各章习题及思考题
第一篇机械工程材料基础金属材料的力学性能1．机器零件或构件工作时，通常不允许发生塑性变形，所以多以σS作为强度设计的依据。
(判断)2．一般来说，硬度越高，耐磨性越好，强度也越高。
(判断)3．材料的δ值越大，其塑性就越好。
(判断)4．材料承受小能量的多次重复冲击的能力，主要取决于冲击韧度值，而不是决定于强度。
(判断)5．金属材料发生疲劳断裂前有显著的塑性变形，且断裂是突然发生的，因此危险性很大。
(判断)6．锉刀硬度的测定方法常用（）。
(单选)A、HBS硬度测定法B、HBW硬度测定法C、HRB硬度测定法D、HRC硬度测定法7．表示金属材料屈服点的符号是（）。
(单选)A、σeB、σSC、σbD、σ-18．下列可用来作为金属材料塑性好坏的判据的是（）。
(单选)A、σbB、ψC、HBSD、HRC9．HRC硬度测定法中，所用压头是（）。
(单选)A、φ1、588mm钢球B、1200金钢石圆锥C、锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体D、硬质合金球10．下列说法错误的是（）。
(单选)A、金属材料的强度、塑性等可通过拉伸试验来测定B、普通铸铁可以进行压力加工C、布氏硬度实验测定的数据准确、稳定、数据重复性好D、疲劳强度常用来作为受循环交变载荷作用的零件选材、检验的依据铁碳合金1．金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越细。
(判断)2．金属的同素异晶转变过程实质上也是一种结晶过程。
(判断)3．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。
(判断)4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，其钢的硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。
(判断)5．钢中磷的质量分数增加，其脆性增加(判断)6．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶。
(判断)7．结晶就是原子从不规则排列（液态）过渡到按一定几何形状做有序排列（固态）的过程。
(判断)8．在其他条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更粗。
(判断)9．在其他条件相同时，浇注时采用振动的铸件晶粒比不采用振动的铸件晶粒更细。
金属工艺学
金属工艺学绪论金属工艺学是一门传授有关制造金属零件工艺方法的综合性技术基础课，主要讲述各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互联系，金属零件的加工工艺过程和机构工艺性。
第一篇 金属材料的基本知识第一章 金属材料的主要性能第一节 金属材料的力学性能金属材料的力学性能是金属材料在力的作用下所表现出来的性能。
一、强度与塑性1.强度金属材料的抗变形能力（永久变形）和断裂能力称之为强度。
抵抗能力越大，则强度越高。
2.塑性塑性是指金属材料受力后在断裂之前产生不可逆永久变形的能力。
断面收缩率是指试样拉断后，缩颈处面积变化量与原始横截面积比值的百分率。
⨯-=0l s s ψ100% 二、硬度 硬度是指金属材料抵抗其他更硬物体压入其表面的能力。
（1）布氏硬度 102.O SF H B W ⨯=（2）洛氏硬度（3）维氏硬度三、韧性冲击韧性是指金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。
韧性主要反映了金属抵抗冲击力而不断裂的能力。
韧性好的金属抗冲击的能力强。
S A k k =α 四、疲劳强度 金属材料在无数次交变载荷的作用下而不发生断裂的最大应力称为疲劳强度，用1-σ表示。
提高疲劳强度的措施：通过改善零件的结构形状，避免应力集中，改善表面粗糙度，进行表面热处理和表面强化处理等可以提高材料的疲劳强度。
第二节 金属材料的物理、化学及工艺性能一、物理性能金属材料的物理性能主要有密度、熔点、热胀冷缩、导热性、导电性和磁性等。
二、化学性能金属材料的化学性能主要是指在常温或高温时，抵抗各种介质侵蚀的能力。
三、工艺性能工艺性能是指是否易于进行冷、热加工的性能。
第二章 铁碳合金第一节 纯铁的晶体结构及其同素异形体转变一、纯铁晶体结构及同素异晶转变晶体：原子在空间呈规律性排列。
结晶：金属的结晶就是金属液态转变为晶体的结构。
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。
晶核：液态中先出现一些极小晶体，称为晶核。
晶粒：每个晶核长成的晶体称为晶粒。
金属工艺学_课后习题参考答案
⾦属⼯艺学_课后习题参考答案第⼀章（p11）1、什么就是应⼒？什么就是应变？答：应⼒就是试样单位横截⾯得拉⼒；应变就是试样在应⼒作⽤下单位长度得伸长量2．缩颈现象在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受得最⼤载荷时,试样上有部分开始变细，出现了“缩颈".缩颈发⽣在拉伸曲线上bk段。
不就是，塑性变形在产⽣缩颈现象前就已经发⽣,如果没有出现缩颈现象也不表⽰没有出现塑性变形。
4、布⽒硬度法与洛⽒硬度法各有什么优缺点?下列材料或零件通常采⽤哪种⽅法检查其硬度?库存钢材硬质合⾦⼑头锻件台虎钳钳⼝洛⽒硬度法测试简便,缺点就是测量费时,且压痕较⼤,不适于成品检验。
布⽒硬度法测试值较稳定,准确度较洛⽒法⾼。
;迅速，因压痕⼩，不损伤零件,可⽤于成品检验.其缺点就是测得得硬度值重复性较差,需在不同部位测量数次. 硬质合⾦⼑头,台虎钳钳⼝⽤洛⽒硬度法检验。
库存钢材与锻件⽤布⽒硬度法检验。
5、下列符号所表⽰得⼒学性能指标名称与含义就是什么？抗拉强度它就是指⾦属材料在拉断前所能承受得最⼤应⼒、屈服点它就是指拉伸试样产⽣屈服时得应⼒。
规定残余拉伸强度疲劳强度它就是指⾦属材料在应⼒可经受⽆数次应⼒循环不发⽣疲劳断裂,此应⼒称为材料得疲劳强度. 应⼒它指试样单位横截⾯得拉⼒。
冲击韧度它就是指⾦属材料断裂前吸收得变形能量得能⼒韧性。
ＨRC 洛⽒硬度它就是指将⾦刚⽯圆锥体施以１0０Ｎ得初始压⼒，使得压头与试样始终保持紧密接触,然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。
以残余压痕深度计算其硬度值. HBS布⽒硬度它就是指⽤钢球直径为10ｍｍ,载荷为300０Ｎ为压头测试出得⾦属得布⽒硬度。
HＢW 布⽒硬度它就是指以硬质合⾦球为压头得新型布⽒度计。
第⼆章(p23)(1)什么就是“过冷现象"?过冷度指什么?答:实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度),这种线性称为“过冷”。
理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度.(2)⾦属得晶粒粗细对其⼒学性能有什么影响?细化晶粒得途径有哪些？答：⾦属得晶粒粗细对其⼒学性能有很⼤影响。
金属工艺学_课后习题参考答案
第一章（p11）1.什么是应力？什么是应变？答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量2．缩颈现象在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。
缩颈发生在拉伸曲线上bk段。
不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。
4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度？库存钢材硬质合金刀头锻件台虎钳钳口洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。
布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。
；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。
其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。
硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。
库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。
5.下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么?σb抗拉强度它是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力.σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。
σ2.0规定残余拉伸强度σ1-疲劳强度它是指金属材料在应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。
σ应力它指试样单位横截面的拉力。
a K冲击韧度它是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力韧性。
HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。
以残余压痕深度计算其硬度值。
HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。
HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。
第二章（p23）(1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。
理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。
（2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。
金属工艺学各章习题答案
第一章习题答案1．何谓金属的力学性能？金属的力学性能包括那些？答：力学性能又称机械性能，是指金属材料在外力（载荷）作用下所表现出的抵抗变形和破坏的能力。
常用的力学性能有强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等。
2．何谓强度？衡量强度的常用指标有那些？各用什么符号表示？答：金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力，称为强度。
工程上常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。
屈服强度σs和抗拉强度σb3．何谓塑性？衡量塑性的指标有哪些？各用什么符号表示？答：塑性是指断裂前材料产生永久变形的能力。
常用的塑性指标是断后伸长率δ和断面收缩率Ψ。
4．某厂购进出一批40钢材，按国家标准规定，其力学性能指标应不低于下列数值：σS=340MPa,σb=540MPa，δ=19%，ψ=45%。
验收时，用该材料制成d0=1×10－2m的短试样（原始标距为5×10－2m）作拉伸试验：当载荷达到28260N时，试样产生屈服现象；载荷加至45530N时，试样发生缩颈现象，然后被拉断。
拉断后标距长为6.05×10－2m，断裂处直径为7.3×10－3m。
试计算这批钢材是否合格。
答;实际σs = 360MPa >国家标准规定σS=340MPa实际σb = 580MPa>国家标准规定σb=540MPa实际δ＝21％>国家标准规定δ=19%实际ψ= 46.8％>国家标准规定ψ=45%因此，这批40钢材合格5．何谓硬度？常用的硬度指标有哪三种？各用什么符号表示？HB与HRB有什么区别？答：硬度是指材料表面上抵抗局部变形或破坏的能力。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
布氏硬度HB，洛氏硬度HR，维氏硬度HV。
HB是布氏硬度指标HRB洛氏硬度。
6．何谓疲劳破坏？其产生的原因是什么？答：材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程称为疲劳破坏。
金属工艺学最新版本课件
学习交流PPT
23
• 球墨铸铁的显微组织由球形石墨和金属基体两部 分组成。
可锻铸铁的化学成分大致为：wC=2.5%~3.2%， wSi=0.6%~1.3%，wMn=0.4%~0.6%，wP=0.1~0.26%， wS=0.05%~1.0%
学习交流PPT
34
• 铁素体基体+团絮状石墨的可锻铸铁断口呈黑灰色， 俗称黑心可锻铸铁，这种铸铁件的强度与延展性 均较灰铸铁的高，非常适合铸造薄壁零件，是最 为常用的一种可锻铸铁。
QT+最 低抗拉 强度值延伸率 δ
学习交流PPT
4
1.1 铸铁的石墨化过程及其组织
• 铸铁组织中石墨的形成叫做“石墨 化”过程。
• 在铁碳合金中，碳可能主要以两种 形式存在，即化合状态的渗碳体和 游离状态的石墨。
• 石墨的晶格形式为简单六方，如图 所示。因其面间距较大，结合力弱， 故其结晶形态易发展成片状，且强 度、塑性和韧性极低，接近于零。
• 按碳元素在铸铁中存在的方式不同，可将铸铁分 为白口铸铁、麻口铸铁和灰口铸铁。
• 根据石墨形状的不同，灰口铸铁又可分为灰铸铁、 可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁等多种。
学习交流PPT
3
白口铸铁 麻口铸铁 灰口铸铁
C在 铸件 中存 在的 形式
碳以渗碳 体的形式 存在，大 量莱氏体, 很少用它 来制造机 械零件， 主要用作 炼钢的原 料，故通 常称它为 生铁
• 由于球铁中金属基体是决定球铁力学性能的主要因素，所 以球铁可通过合金化和热处理强化的方法进一步提高它的 力学性能。因此，球铁可以在一定条件下代替铸钢、锻钢 等，用以制造受力复杂、负荷较大和要求耐磨的铸件。
《金属工艺学》工程材料及机械制造基础(铸造)
4) 铸件结构: 壁太薄、大水平面，流动困难
§2 铸件的凝固与收缩Freezing and Shrinkage
液态收缩和凝固收缩得不到补偿，将产生缩孔或缩松
1. 铸件的三种凝固方式 the wideness of paste zone
P36 图2-3 (a)逐层凝固 Freezing layer by layer (c)糊状凝固 Paste freezing (b)中间凝固 Middle freezing
2. 铸造合金的收缩 Shrinkage of the Casting Alloys
合金从浇注、凝固、直至冷却到室温，其体积和尺寸缩减 现象（p36）
液态收缩liquid Contraction 体收缩
凝固收缩freezing contraction 体收缩
固态收缩solid contraction 线收缩
Especially for the production of articles with
complicate shape and structure
铸
例如：机箱、阀体、汽缸等
造
各种材料
的
广泛
Suit for almost all kinds of alloy
特
wide-ranging 大小：g~t
白口铸铁→高温退火→石墨呈团絮状 成分：低碳、低硅；2.4～2.8%C，0.4～1.4%Si 适用范围：中压阀门
形状复杂的薄壁小件：大件容易产生麻口 受一定冲击的零件 大批量生产: 单件成本高 牌号KTH300-06
第二篇 铸造 Foundry
什么叫铸造 Casting？ (p33) The production of shaped articles by pouring molten metal into the mould
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
12
3. 缩孔，缩松 缩孔，缩松概念： 缩孔形成： 缩松形成： 对质量的影响： 造成有效面积的减小（以缩孔为甚） 造成气密性下降 造成铸件的物理化学性能的变化
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
13
防止减少缩孔，缩松措施： （1） 采用顺序凝固方式（定向凝固）
硫、磷属有害杂质,一般限制在0.1%～0.15%以下。
（2）冷却速度：
缓慢冷却有利于石墨化出现。（冷却过快形成白口组织）
白口组织——铸铁组织中碳以 Fe3C 形式存在，断口白色。
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
28
3.灰铸铁的孕育处理
目的：改变铸铁组织中的石墨形态，让其变细小均 匀，是 提高灰铸铁抗拉强度的有效方法。 方法：获得含碳(2.7%～3.3%)、硅(1%～2%)均低的铁水—— 加入孕育剂,——浇注 孕育剂：含硅量75%的硅铁，加入量：铁水重量的0.25%～ 0.6% 孕育铸铁性能： 强度、硬度较普通灰铸铁高,如σb=250～400 MPa HB达170～270。必须注意，孕育铸铁的石墨仍为片状； 冷却速度对其组织和性能的影响较小； 厚大截面铸件上的性能（心部与外部性能）较为均匀； 其塑性和韧性仍然很低,故其本质仍属灰铸铁。
3
《金属工艺学》
答疑信箱：qst@
4
《金属工艺学》
答疑信箱：qst@
5
现代铸造例子
《金属工艺学》
答疑信箱：qst@
6
二、应用：
如机床、内燃机中,铸件占总重量的70%～90； 压气机占60%～80%； 拖拉机占50%～70%； 农业机械占40%～70%； 某些材料必须用铸造方法生产（生铁类）。
19
本章小结及要点：
了解铸造生产特点及应用概念 熟悉合金的充型概念、合金流动性概念； 铸件的凝固与收缩产生原因、对质量的影 响及防止措施。（重点） 铸件的内应力、变形、裂纹产生原因对质 量的影响及防止措施。 （重点）
《金属工艺学》
答疑信箱：qst@
20
作业：
第二篇 第一章 P43 （1）、（6）、 （8）
碳：形成石墨化主要元素（2.7 % ～3.9%） 硅：是强烈促进石墨化的元素。 （1.1 % ～2.6%） 硫：阻碍石墨化元素。（还会引起热脆性,增加白口倾向） 磷：对石墨化基本没有影响，但会增加铸铁的冷脆性。 锰：有益元素。 （0.6 % ～1.2%）
因此,调整铸铁含硅量，可改变铸铁的组织和性能。
在铸件上某些厚大部位增设冷铁
在最后凝固或原大部分加放冒口 纯金属，共晶成分附近的合金，一般会出现缩孔， 远离共晶成分的合金，易出现缩松。
（2）选择合适的合金成分
注意：
定向凝固能有效防止缩孔的产生，但扩大了铸件各部 分的温度差,加大了铸件的变形和裂纹倾向。
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
15
2．铸件的变形 原因：由于残余应力的存在，使铸件处于一种不稳定 的状态，故可通过变形减缓内应力，使之趋于稳定。 产生：一般细，长，薄，不对称中，内应力残存，厚 大部分受残余拉应力，薄细部分受残余压应力。内 应力释放后，则发生变形或弯曲。 例：见书图2－11/p46 防止措施： （1）防止热应力产生措施可防止变形产生； （2）反变形法设计铸件结构； （3）进行时效处理――采用人工时效和自然时效。
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
31
4.牌号 ：
KTH数字1—数字2
KT：表示可锻铸铁， H：表示黑心 Z：表示珠光体 数字1：表示最低抗拉强度 数字2 ：表示最低伸长率
5.生产方式：先铸出白口坯件——清理坯件——石墨化退火
特点：
低碳(2.4%～2.8%)和低硅(0.4%～1.4%)含量铁水； 铸出白口坯件； 石墨化退火（缓慢加热到920～980℃,保温10～20h）有时 几次；石墨化退火的总周期一般为40～70h。 特点：生产过程复杂,退火周期长,能耗大,铸件成本较高。
11
2.铸造合金的收缩 是衡量金属铸造性能的条件（指标）之二 收缩：合金从浇注、凝固直至冷却到室温,其体积或尺寸缩减的 现象。 对质量影响：产生缩孔、缩松、裂纹、变形等缺陷。 衡量：收缩率数值大小 收缩的三个阶段: (1)液态收缩 从浇注温度到凝固开始温度的收缩。表现为合金体 积的收缩。 (2)凝固收缩 从凝固开始温度到凝固终止温度(即固相线温度)间 的收缩。表现为合金体积的收缩。 (3)固态收缩 从凝固终止温度到室温间的收缩。表现为合金体积 的收缩及尺寸上的缩减。
《金属工艺学》
答疑信箱：qst@
16
3．铸件的裂纹与防止
产生原因： 当残余应力大于铸件的材料抗拉强度则产生裂纹。
分类：裂纹分为热裂纹和冷裂纹 （1）热裂纹：裂纹短，宽，曲折，有氧化色。 产生原因： 在液固两相区是产生，合金性质和铸型阻力是对热裂产生和形 成的主要因素。 S、P低熔点物质形成， S、P 含量高则热裂趋向大 铸型阻力：（1）造型材料的退让性差 （2）浇注结构和铸型的设计不合理
《金属工艺学》
第二篇 铸 造
1
概 述
铸造——将液态金属浇注到具有与零件形状、 尺寸相适应的铸型型腔中,待其冷却凝固,以获 得毛坯或零件的生产方法,称为铸造。 注意： 相适应：形状类似、像似但不是相等。 铸型型腔种类： 有砂型；泥型；金属型；壳型等。
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
26
铸铁性能取决于（片状石墨+金属基体）
灰铸铁基体组织 可分为三类： 铁素体灰铸铁： F+片状石墨 珠光体-铁素体灰铸铁； （ F+P）+片状石墨 珠光体灰铸铁： P+片状石墨
《金属工艺学》
答疑信箱：qst@
27
2.影响铸铁组织和性能因素：（化学成分、冷却速度） （1）化学成分 （主要是碳、硅元素）
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
2
一、 特 点:
1.能制成形状复杂,特别是内腔复杂的毛坯； 2.适应性广； 可适应不同形状大小； 可适应不同金属材料； 可适应不同批量； 3.普通砂型铸造毛坯成本低廉； 4.生产周期较长,废品率高,质量 (机械性能,表面质量) 较差 ； 5.手工砂型铸造时劳动强度较大.
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
《金属工艺学》
答疑信箱：qst@
23
（一）灰铸铁（灰口铸铁） 灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁 应用最广，占铸铁总产量80%以上。 灰铸铁的组织： 片状石墨+金属基体 几点注意： 铸铁含碳量； 状态图上的位置； 铸铁的常温组织。
《金属工艺学》
答疑信箱：qst@
14
三、 铸造内应力，变形与裂纹 产生：收缩受阻，其内部形成内应力。 危害：内应力存在，会造成铸造变形，内应力过大时，铸 件则出现裂纹等铸造缺陷。 1.内应力形成 分类：可分为热应力和机械应力两种） （1）热应力形成： 由于壁厚不同，冷却速度不同引起。 （2）机械应力形成：铸件收缩时受到机械阻碍而形成。 防止热应力措施： （1）结构上保证壁厚均匀，对称，减小冷却温度差； （2）采用同时凝固的原则。
常用材料：以灰口铸铁，硅黄铜流动性最好
（1000-1500mm）.铸钢最差（100mm）.铝合金 （硅铝）等居中（700－800mm）
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
9
2、影响合金流动性的因素： （1）化学成分。 共晶成分合金 纯金属 合金 （2）浇注条件 浇注温度 充型压力 （3）铸型填充条件 铸型材料 铸型温度 铸型中气体
《金属工艺学》
答疑信箱：qst@
17
（2）冷裂纹：裂纹细小，呈连续直线状， 有时候缝内有轻微氧化色。 产生原因： 一般与应力大小、铸件材料的塑性有关，多出现 在脆性材料，例如灰铸铁，白口铁，高铝钢等； 冷裂纹一般出现在复杂工件或工件的应力集中处 （形状突变处、气孔、缩孔处）。 防止裂纹措施： （1）合理选用合金成分，控制S、P含量； （2）提高铸件设计质量，减少应力集中趋势； （3）防止应力产生的各种措施也适用防止和减少裂 纹倾向。
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
29
4.灰铸铁的牌号及应用
灰铸铁的牌号： HT+三位数字
（参阅GB5612—85《铸铁牌号表示方法》HT： 表示灰铁 数字：为其最低抗拉强度值，MPa。
应用：参见书 P53 表 2 - 3
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
25
石墨的存在，使灰铸铁具有如下优越性能: 优良的减振性 （由于石墨对振动起缓冲作用,从而阻止振动能量的传 播。灰铸铁减振能力为钢的5～10倍） 应用：制造机床床身、底座、复杂件的壳体。 耐磨性好（减磨性） （石墨本身是一种良好的润滑剂,而石墨剥落后又可使 金属基体形成储存润滑油的凹坑） 应用：制造机器导轨、衬套、活塞环等。 缺口敏感性小 （石墨已使金属基体形成了大量缺口,外来缺口对灰铸 铁的疲劳强度影响甚微） 优良的铸造性能切削加工性能
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
10
二、 铸件的凝固与收缩 1.铸件的凝固方式 （1）逐层凝固 （2）糊状凝固 （3）中间凝固。 凝固方式与铸件质量关系： 逐层凝固,充型能力强,便于防止缩孔和缩松; 糊状凝固时,难以获得结晶紧实的铸件。
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
三、铸造发展方向：
1.机械化程度大为提高； (向铸造自动发展) 2.对质量的进一步控制和提高； (毛坯精度可达IT10~IT11 表面粗糙度Ra可达 6.4~0.8微米)
《金属工艺学》 答疑信箱：qst@
7
第二篇 铸 造