铸造合金及其熔炼
铸造合金及其熔炼(铸铁熔炼)

第三章 铸造合金及其熔炼
二、铸铁熔炼
铸铁熔炼是铸铁件生产的首要环节,也是决定 铸铁件质量的一项重要因素。它的基本任务是 提供成分和温度符合要求,非金属夹杂物与气 体含量少的优质铁液。
对铸铁熔炼的基本要求可概括为优质、高产、 低耗、长寿与简便等五个方面,即铁液质量高、 熔化速度快、熔炼耗费少,炉衬寿命长及操作 条件好。
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铸造工(高级)
第三章 铸造合金及其熔炼
(5)熔化与出渣 在正常熔化过程中,
应严格控制风量、风压、不得随意停风。按 规定及时取样,测量铁液温度、风量、风压、 风温等。经常观察风口、出渣口、出铁口、 加料口,注意铁液、炉渣质量,风量、风压、 三角试块白口变化。及时发现和排除故障, 保证熔化正常。应按时打开出渣口出渣,一 般每隔30~45min出一次渣。
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第三章 铸造合金及其熔炼
图3-12 冲天炉结构简图
1—炉脚 2—炉底板 3—炉底门 4—风口窥视孔 5—风箱 6—耐火砖
7—加料口 8—烟囱 9—除尘器 10—风口 11—过桥 12—前炉盖 13—前炉窥视孔 14—出渣口及出渣槽
15—出铁口及出铁槽
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第三章 铸造合金及其熔炼
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第三章 铸造合金及其熔炼
从炉渣的颜色、状态可以判断冲天炉的 熔化质量。观察酸性冲天炉炉渣时,一般 用铁棒蘸些炉渣,抽拉成丝,在亮处观察。 炉况正常的炉渣为黄绿色玻璃状。炉渣呈 深咖啡色,说明铁液含硫偏高;炉渣上带 白道或白点,说明石灰石加入量过多;炉 渣呈黑色玻璃状,致密、密度大,说明铁 液已严重氧化。
打炉前,应在炉底铺上干砂不能有积水或潮湿。 打开炉底门,用铁棒将底焦和未熔炉料捅下, 用水浇灭。
铸造铝合金的熔炼工艺

铸造铝合金的熔炼工艺
铸造铝合金的熔炼工艺一般包括以下几个步骤:
1. 材料准备:选择适合铸造铝合金的原材料,通常包括铝、合金元素和其他附加剂。
铝的纯度要求较高,合金元素根据合金配方进行选择。
2. 熔炼:将准备好的材料放入熔炉中进行熔炼。
熔炼温度根据不同的合金类型和铸造要求而变化,一般在600C至800C之间。
熔炼过程中,需要注意材料的均匀加热,搅拌破碎氧化层,并控制好熔炼温度和时间。
3. 清炼:熔炼完成后,需要进行清炼以去除杂质。
清炼一般包括除渣、除气等步骤,利用氮气等惰性气体进行喷吹,将杂质和气泡从熔液中排出。
4. 合金调质:铝合金需要进行合金调质以提高其力学性能。
合金调质一般包括固溶处理和时效处理两个步骤。
固溶处理是将合金加热至固溶温度,保持一定时间,使合金元素均匀溶解在铝中。
时效处理是在固溶处理后,将合金冷却到室温,在一定的温度下保持一定时间,使合金元素重新分布和形成细小的析出相,从而提高合金的强度和韧性。
5. 浇注:将熔融的合金倒入预先准备的铸型中。
在浇注过程中,需要控制好铸态温度、浇注速度和浇注压力,以确保铸件的质量。
6. 冷却:浇注后,铸件需要进行冷却。
冷却速度会影响铸件的晶粒大小和组织结构,因此需要根据不同的合金性能要求,选择合适的冷却方式。
7. 修磨和表面处理:冷却后的铸件需要进行去毛刺、修磨和表面处理等工艺,以提高铸件的表面质量和精度。
以上是铸造铝合金的一般熔炼工艺流程,具体操作步骤和参数设置会根据不同的铝合金材料和铸造要求而有所差异。
铸造有色合金及其熔炼

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04
熔化
合金在高温下由固态变为液态 ,发生物理变化。
氧化
合金在熔炼过程中与空气中的 氧气发生化学反应,形成氧化
物。
脱气
去除合金中的气体,如氢气和 氧气。
成分调整
通过添加或去除合金元素,调 整合金的化学成分。
合金元素的熔炼行为
溶解
合金元素在液态合金中溶解, 形成固溶体。
析出
合金元素以化合物形式从液态 合金中析出。
铸造有色合金及其熔炼
• 引言 • 有色合金基础知识 • 铸造有色合金的制备工艺 • 有色合金的熔炼原理 • 铸造有色合金的性能优化 • 铸造有色合金的应用实例 • 未来展望与研究方向
01
引言
主题简介
铸造有色合金及其熔炼是材料科学和工程领域的重要分支,主要涉及有色金属的熔 炼、凝固、组织和性能调控等方面的研究。
热处理工艺优化
总结词
热处理工艺优化是铸造有色合金性能优 化的重要环节,通过调整热处理工艺参 数,可以改变合金的相组成、析出相的 形貌和分布,进一步提高合金的综合性 能。
VS
详细描述
热处理是铸造有色合金的重要加工工艺之 一,通过控制热处理工艺参数,如加热温 度、加热时间、冷却速度等,可以改变合 金的相组成和析出相的形貌和分布,从而 进一步提高合金的力学性能、耐腐蚀性和 热稳定性。同时,合理的热处理工艺还可 以降低能耗和减少材料浪费,提高经济效 益。
熔炼工艺优化
总结词
熔炼工艺优化是铸造有色合金性能优化的重要手段,通过改进熔炼技术和工艺参数,可以降低杂质元 素含量、减少气体和夹杂物、提高合金纯净度。
详细描述
熔炼工艺对铸造有色合金的性能具有显著影响。优化熔炼工艺参数,如熔炼温度、熔炼时间、搅拌强 度等,可以提高合金的纯净度和均匀性。同时,采用先进的熔炼技术和设备,如真空熔炼、高频感应 熔炼等,可以进一步降低杂质元素含量、减少气体和夹杂物,提高合金的综合性能。
铸造合金及其熔炼

铸造合金及其熔炼1. 合金流动性及其影响因素?改善流动性措施?液态合金的流动能力,影响流动性的主要因素:――合金成分及结晶特点:层状凝固好、糊状凝固差,中间凝固介于二者之间。
结晶温度范围宽,流动性差。
纯金属/共晶合金/金属间化合物流动性好,随成分偏离这几点,流动性变差,但有例外。
——合金液的物理性质粘度越小流动性越好;表面张力越小流动性越好;结晶潜热越大,流动性越好。
――合金液纯净度(气体、夹杂物含量)气体、夹杂物越多,流动性越差,需精炼处理改善措施:正确选择合金成分:结晶温度范围小,如接近共晶成分合理的熔炼工艺:减少杂质含量一一原材料预处理、高温熔炼、净化/精炼处理变质/孕育细化组织:减小枝晶尺寸、提高临界固相量2. 铸件常见缺陷机理及预防措施:1、缩孔、缩松原因:糊状凝固特性、凝固温度范围宽、较大的共晶膨胀使型腔尺寸增大。
防止措施:一一加大铸型刚度。
发挥石墨化膨胀自补缩作用,无帽口铸造。
――增加石墨化膨胀体积。
提高CE,尤其C,强化孕育,防Fe3C形成。
——减少液态收缩。
适当降低浇注温度。
――优化工艺设计,顺序凝固/同时凝固2、夹渣一次渣:熔炼、球化处理(浇注前)形成的非金属夹杂物进入型腔所致——清渣/过滤、适当提高浇注温度、二次渣:浇注过程及尚未凝固前形成的非金属夹杂物一一浇注系统设计,平稳充型,控制Mg残留量3、石墨漂浮(与可锻铸铁的灰点缺陷区分,看看灰点缺陷,课本94页)原因:初生石墨上浮至铸件上表面/冒口防止措施:控制CE<4.6,厚壁铸件适当降低CE。
低硅原铁水+强化孕育4、皮下气孔:原因:铁水中的Mg/MgS与铸型/涂料中水反应生成措施:适当降低残余Mg及铸型水分,型砂添加煤粉5、球化衰退:原因:球化元素随球化处理后时间延长而损耗一一挥发、氧化、回硫;孕育衰退、石墨核心数量减少、石墨球粗大、畸变措施:保持足够球化元素残留量;清渣防回硫;覆盖防氧化减挥发;厚大件用抗衰退能力强的球化剂(铱基重稀土球化剂);抗衰退孕育剂、加Bi等微量元素3. 常用铸铁的成份、组织、性能特点及应用?1 )灰铁:以C、Si、Mn、P、S五元素为主,高牌号时还含有少量Cr、Mo、Cu、Ni、Sn等合金元素;碳主要以片状石墨形式存在,基体为P+F,常以P为主;断口呈暗灰色;铸造性能好、强度较低(<400MPa)、冲击韧性及伸长率很低,导热性、减振性较好。
铸造合金及其熔炼 第十三章 铸造铝合金的熔炼

浇注过程中生成的氧化夹杂称为二次氧化夹杂,多分 布在铸件壁的转角处及最后凝固的部位。
一次氧化夹杂按形态可分为二类。 第一类是分布不均匀的大块夹杂物,它的危害性很大, 使合金基体不连续,引起铸件渗漏或成为腐蚀的根源,明 显降低铸件的力学性能。
五、合金元素对铝液吸氢的影响
1、对溶解度的影响 在pH2 =0. 1MPa的条件下,测得硅、铜、镁对溶解
度影响,按公式(13-21)算得常数A、B值列于表13-3中。 从表中可见、含镁量越高,氢的溶解度越高;反之,
硅、铜含量越高,氢的溶解度越低。
2、对氧化膜性能的影响
Mg、Na、Ca等氧的亲和力比铝大,是表面活性元 素,密度又比铝小,富集于铝液表面,熔炼时,优先被炉 气氧化。铝液中含镁量高于1%,表面氧化膜即全部由 MgO所组成,这层MgO组织疏松,对铝液不起保护作用, 故Al-Mg类合金必须在熔剂覆盖下进行熔炼。
点状针孔由铸件凝固时析出的气泡所形成,多发生于 结晶温度范围小、补缩能力良好的铸件中,如ZL102合金 铸件中。当凝固速度较快时,离共晶成分较远的ZL105合 金铸件中也会出现点状针孔。
(2) 网状针孔 此类针孔在低倍显微组织中呈密集相 联成网状,伴有少数较大的孔洞,不易清点针孔数目,难 以测量针孔的直径,往往带有末梢,俗称“苍蝇脚”。
库应保持清洁,干燥,以防生成铝锈。对已生成铝锈的铝
锭,投入熔炉前应彻底清除铝锈,否则即使熔炼工艺操作
很严格,也不易获得高质量的铝液。
各种油污都是由复杂结构的碳氢化合物所组成,与铝 液接触后都会发生下列反应,生成氢气
4/3mAl+CmHn=1/3mAl4C3+1/2nH2
《铸造合金及其熔炼》总结

《铸造合金及其熔炼》总结前言:全书一共有三部分组成第一篇铸造及其熔炼主要讲的是几种铸铁和铸铁的熔炼重点在第一章,主要内容为铸铁的凝固剂组织形成的基本理论;熔炼部分重点为冲天炉熔炼。
第二篇铸钢及其熔炼,主要讲的是各种铸钢和铸钢的熔炼重点为铸造低合金钢、电弧刚及钢液的炉外精炼。
第三篇铸造非铁合金及其熔炼主要的内容是铝铜等其他非铁合金的性能及其熔炼方法,重点为铸造铝合金及其变质、精炼。
第一篇铸造及其熔炼合金相图是分析合金相组织的有用工具。
通过铁碳合金相图可以知道各种相得相变温度,合金成分含量,为热加工等工艺提供基础2。
铸铁的生产主要讲解了灰铸铁、强韧铸铁、以及其他特种性能铸铁(减摩铸铁,冷硬铸铁,抗磨铸铁,耐热的铸铁,耐腐蚀铸铁)的力学性能特点机械性能特点,金相组织的性能特点,以及铸铁的生产、分类和牌号。
(1)影响铸态组织的因素冷却速度的影响化学成分的影响铁液的过热和高温静止的影响孕育的影响炉料的影响3 铸铁的熔炼--- 冲天炉熔炼1 、冲天炉熔炼基本原理(1)底焦燃烧:冲天炉底焦燃烧可以划分为两个区带:A 、氧化带:从主排风口到自由氧基本耗尽,二氧化碳浓度达到最大值的区域。
B 、还原带:从氧化带顶面到炉气中[CO2]/[CO] 浓度基本不变的区域,从风口引入的风容易趋向炉壁,形成炉壁效应,形成一个下凹的氧化带和还原带,对熔化造成不利影响。
①不易形成一个集中的高温区,不利于铁水过热;②加速了炉壁的侵蚀;③铁料熔化不均匀,铁液不易稳定下降, 影响化学成分。
解决方法:①采用较大焦炭块度,使风均匀送入;②采用插入式风嘴;③采用曲线炉膛;④采用中央送风系统;⑤熔炼过程中为使焦炭不易损耗,送风量要与焦炭损耗相适应。
根据炉气、炉料、铁水浓度和温度,炉身分为4 个区域:(1)预热区(2)熔化区(3)过热区4)炉缸区。
:冲天炉熔炼过程在熔化过程中底焦燃烧而消耗,为了保证整个熔炼过程连续正常进行就必须及时得补充底焦,以此来始终保持底焦的高度。
铸造合金及其熔炼特种性能铸铁.pptx

•
形成氧化膜Al2O3、形成单一F基体、
•
提高相变温度。
• 2、成分、组织
Al:2—6%(低),16—26%(高)
图4-30
F+G+铁铝化合物 硬度高、耐热
3、工艺特点:
熔制困难:Al密度小,偏析、氧化,烧损大、易 产生G漂浮等
第29页/共36页
• 2)与氧的亲和力大于铁
• 3)元素的氧化物与铁的氧化物互不溶解
•
稀土氧化物也很好,可以抗高温氧化
• 3、铸铁组织对氧化的影响
• G形状 QT>RuT>HT
• G大小,晶粒细,不利于内部氧化,
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二、铸铁高温下生长
• 1、低于相变温度的生长(400-600 ℃)
•
P—F+G 膨胀生长
• 一、化学成分、组织特点
• 激冷层硬度、深度是冷硬铸铁的关键, • 1、成分:C、Si • C调整硬度 (C多,渗碳体多) • Si调整深度 ( Si多,深度浅)石墨化
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• 合金元素:
• 增加白口深度W、Mn、Mo、Cr、V(最强)
• 减小白口深度C、Si、Ti、Ni、Cu、Co、P(最弱)(Ti有问题)
•
强度硬度高,韧性好,(奥氏体、马氏体)
•
取决于基体和M7C3
•
M7C3规则排列强度可达3100MP
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• 6、应用
• 球磨机,输送煤灰管道,工业杂质泵
•
表4-23
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第四节 耐热铸铁
• 铸铁高温缺陷:
• 生长、氧化、机械性能下降 • 1、定义:抗高温氧化生长、具有高温强度、硬度的铸
铝合金熔炼与铸造

铝合金熔炼与铸造铝合金是一种常见且广泛使用的金属材料,具有较低的密度、良好的导热性和耐腐蚀性,因此在许多行业中得到了广泛的应用。
铝合金的熔炼和铸造是制造铝合金制品的关键步骤。
本文将介绍铝合金熔炼和铸造的基本原理、工艺和注意事项。
一、铝合金熔炼1.1 熔炼原理铝合金熔炼的主要原理是将铝及其他合金元素加热至其熔点,使其融化成液态,以便进行后续的铸造工艺。
铝的熔点较低,约为660°C,因此相对较容易熔化。
而其他合金元素的加入可以改变铝合金的性质,例如提高其强度、耐腐蚀性或者改善加工性能。
1.2 熔炼工艺铝合金熔炼工艺一般分为两种:批量熔炼和连续熔炼。
批量熔炼是将一定量的铝和其他合金元素加入炉内,通过加热熔化成液态,并进行充分混合。
这种方法适用于小规模生产,常用的炉型有电阻炉和燃气炉。
而连续熔炼是将铝合金材料加入熔炉的顶部,通过炉内的加热和熔化过程,使得底部的液态铝合金不断流出。
这种方法适用于大规模生产,常用的炉型有回转炉和隧道炉。
1.3 熔炼注意事项在铝合金的熔炼过程中,需要注意以下几个方面。
首先,炉内的温度需要控制在适当的范围内,以避免过度燃烧或者过度冷却。
其次,需要保持良好的熔炼环境,防止氧气、水分或杂质等对炉内材料的影响。
最后,在加入其他合金元素时,需要根据配比和工艺要求进行准确的添加,以保证最终铝合金的性能。
二、铝合金铸造2.1 铸型设计铝合金铸造的第一步是进行铸型设计。
铸型设计的目的是根据最终产品的形状和要求,确定合适的铸造方法和材料,以及适当的铸型结构。
常见的铸型结构有砂型、金属型和陶瓷型等。
其中砂型是最常用的铸造方法,可以应用于各种形状和尺寸的产品。
2.2 铸造工艺铝合金的铸造工艺可以分为传统铸造和压铸两种。
传统铸造是将熔融的铝合金液体倒入铸型中,并通过自然冷却形成最终产品。
这种方法适用于小批量生产,但精度和表面光滑度相对较低。
压铸是将高压液压机将铝合金液体注入铸型中,通过压力传递和快速冷却,实现快速成型。
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第一章1.铁碳相图的二重性从热力学观点上看,Fe-Fe3C相图只是介稳定的,Fe-C(石墨)相图才是稳定的。
从动力学观点看,在一定条件下,按Fe-Fe3C相图转变亦是可能的,因此就出现了二重性。
2.对比Fe-G和Fe-G-Si准二元相图,硅的作用有如下各点:1、共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少。
2、硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区。
(共晶区:液相、奥氏体加石墨;共析区:奥氏体、铁素体加石墨)3、共晶和共析温度范围改变了,硅对稳定系和介稳定系的共晶温度的影响是不同的。
4、硅量的增加,还缩小了相图上的奥氏体区。
实际意义:对分析铸铁的凝固过程、组织形成以及制定热处理工艺。
3.碳当量和共晶度的意义及表达式。
碳当量:CE=C+1/3(Si+P) 根据各个元素对共晶点的影响,将这些元素的量折算成碳量的增减。
共晶度:Sc=C铁/Cc=C铁/(4.26%-1/3(Si+P))C铁——铸铁实际含碳量(%)Cc——稳定态共晶点的含碳量(%)Si、P——铸铁中硅、磷含量(%)如Sc>1为过共晶、Sc=1为共晶、Sc<1为亚共晶成分铸铁。
4.初析石墨的结晶和初析奥氏体的结晶铸铁从液态转变成固态的一次结晶过程,包括初析和共晶凝固两个阶段初析石墨的结晶:当过共晶成分的铁液冷却时,先遇到液相线,在一定的过冷下便会析出初析石墨的晶核,并在铁液中逐渐长大。
初析奥氏体的结晶:当凝固在平衡条件下进行时,只有当化学成分为亚共晶时才会析出初析奥氏体。
非平衡条件下,铸铁中存在一个共生生长区,而且偏向石墨的一方,因而在实际情况下,往往共晶甚至过共晶成分的铸铁在凝固过程中也会析出初析奥氏体。
5.亚共晶灰铸铁共晶转变工程示意图(文字)看书6.球墨铸铁共晶转变示意图。
(文字)看书课后习题:分析讨论片状石墨、球状石墨的长大过程及形成条件。
石墨类型形成条件长大过程片状石墨石墨成核能力强,冷却速度慢,过冷度小。
石墨的正常生长方式应是延基面的择优生长,最后形成片状组织。
球状石墨铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的铁液与石墨间的界面张力。
一定成分的铁液,经过球化处理,使铁液中的硫和氧含量显着下降,此时球化元素在铁液中有一定的残留量,这种铸铁在共晶凝固过程中将形成球状石墨。
第二章灰铸铁的金相组织特点:由金属基体和片状石墨组成,还有少量的非金属夹杂物。
灰铸铁的性能特点:1、强度性能较差(石墨的缩减作用、缺口作用)2、硬度的特点(布氏硬度和抗拉强度比值不恒定)3、较低的缺口敏感性4、良好的减震性5、良好的摩擦性缩减作用:由于石墨在铸铁中占有一定量的体积,使金属基体承受负荷的有效截面积减少。
缺口作用(切割作用):在承受负荷时造成应力集中现象。
普通铸铁中主要有C、Si、Mn、P、S五种元素。
其中C和Si是最基本的成分铸铁中各元素对石墨形状、分布、大小的影响。
C、Si增高一定限度前降低C、Si量C、Si很低(孕育不良时)Cu、Ni、Mo、Mn、Cr、Sn(一定限度)O、S较高O、S很低Mg、RE(一定含量)石墨粗化石墨细化有形成D型石墨倾向石墨细化石墨成片状石墨有成球、团趋势。
石墨成球状铁液过热和高温静置的影响。
在一定范围内提高铁液的过热温度,延长高温静置的时间,都会导致铸铁的石墨及基体组织的细化,使铸铁强度提高;进一步提高过热温度,铸铁的成核能力下降,因而使石墨形态变差,甚至出现自由渗碳体,使强度性能反而下降。
孕育处理的目的孕育处理:铁液浇注以前,在一定条件下,向铁液中加入一定量的物质以改变铁液的凝固过程,改善铸态组织,从而达到提高性能为目的的处理方法。
目的:a.促进石墨化,降低白口倾向;b.降低断面敏感性;c.控制石墨形态,消除过冷石墨;d.适当增高共晶团数和促进细片状珠光体的形成,从而达到改善铸铁的强度性能及其它性能(如致密性、耐磨性及切削性能)。
用的最多的孕育剂是75%Si-Fe灰铸铁的铸造性能1、流动性:铁液充填铸型的能力。
2、收缩特性极其伴生现象普通灰铸铁是铁碳合金中铸造应力较小的一种课后习题:灰铸铁的金相组织特点及性能特点。
为什么在铸件总产量中灰铸铁件的产量要占70%或以上?金相组织由金属基体、片状石墨和非金属夹杂物组成。
主要金属基体形式:珠光体、铁素体、珠光体加铁素体。
性能特点:a强度性能较差。
b硬度的特点:同一硬度时,抗拉强度有一范围,同一强度时,硬度也有一范围。
c较低的缺口敏感性。
d良好的减震性。
e良好的减磨性。
原因:成本较低、生产工艺简单、具有良好的减震性和减磨性。
5.提高灰铸铁性能的主要途径是什么?当前灰铸铁研究及生产领域中的发展方向及最受到人们关注的问题是什么?途径:合理选定化学成分。
进行孕育处理。
低合金化。
第三章强韧铸铁是球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁的总称。
球墨铸铁的生产衡量石墨球化状况的标准是球化率、石墨球径和石墨球的圆整度。
球墨铸铁的熔炼要求:高温,低硫、磷含量和低的杂质含量。
球墨铸铁生产的孕育处理的目的1、消除结晶过冷倾向。
2、促进石墨球化。
3、减小晶间偏析。
球墨铸铁的凝固特点1、球墨铸铁有较宽的共晶凝固温度范围。
2、球墨铸铁的糊状凝固特性。
3、球墨铸铁具有较大的共晶膨胀。
球墨铸铁的流动性性能。
铁液经球化处理后,由于脱硫、去气和去除了部分金属夹杂物,使铁液净化,对提高流动性的有利的,因此,在化学成分和浇注温度相同时,球墨铸铁的流动性较灰铸铁好。
但通常由于铁液经球化、孕育处理后,温度降低较多,从而使实际的浇注温度偏低,再加之铁液中含有一定量镁,会使铁液的表面张力增加,因此在实际生产中往往感到流动性叫灰铸铁差。
所以,为了改善其充填铸型能力,应适当注意提高球迷铸铁的浇注温度。
石墨漂浮:在铸件上表面或型芯的下表面呈密集的黑斑分布,漂浮层和正常端口组织上有明显的分界线,黑白分明。
球化衰退的定义,防止措施。
定义:球化处理后的铁液在停留一定时间后,球化效果会下降甚至消失的现象。
防止措施:1、铁液中应保持有足够的球化元素含量。
2、降低原铁液中的含硫量,并防止铁液氧化。
3、缩短铁液经球化处理后的停留时间。
4、铁液经球化处理并扒渣后,为防止镁及稀土元素逃逸,可以用覆盖剂将铁液表面覆盖严,隔绝空气以减少元素的逃逸。
蠕墨铸铁孕育处理;铸造性能。
(1)孕育处理的作用:1、消除结晶过冷倾向,减少自由渗碳体;2、提供足够的石墨晶核,增加共晶团数,使石墨呈细小均匀分布,提高力学性能;3、延缓蠕化衰退。
孕育与球墨铸铁想似,通常采用Si75%的硅铁,也有用Ba硅铁及其他孕育剂,为防止衰退,尽量做到迟后孕育,必要时采用两次孕育。
孕育剂加入量:按铁液的0.4%~0.6%计算(考虑壁厚条件,薄壁应适当加强孕育)(2)铸造性能:具有良好流动性。
蠕墨铸铁的体收缩及线收缩与蠕化率有关。
蠕化率越高,其性能特点越靠近于灰铸铁,蠕化率越低,则其性能特点越靠近于球墨铸铁。
其型壁移动倾向也介于灰铸铁和球墨铸铁间。
因而要获得无内外缩孔及所送的致密铸件比球墨铸铁容易,但比灰铸铁要稍困难些。
可锻铸铁的定义,化学成分的选定及工艺特点。
可锻铸铁:将一定成分的白口铸铁毛坯经退火处理,使白口铸铁中的渗碳体分解成为团絮状石墨,从而得到由团絮状石墨和不同基体组织组成的铸铁。
化学成分的选定原则:1、保证铸件整个断面上在铸态时能得全白口,没有麻点,否则会明显降低力学性能。
2、石墨化过程要快,以保证在尽可能短的时间内完成石墨化退火,缩短生产周期。
3、有利于提高力学性能,保证得到优质产品。
4、在保证力学性能前提下,具有较好的铸造性能,以利于得到健全铸件。
各元素的选定C和Si可锻铸铁的工艺特点:可锻铸铁由于碳低、硅低,铸铁为白口组织,凝固时没有石墨析出,所以凝固时收缩较大,易产生缩孔、缩松、断裂等缺陷。
因此,其工艺设计应特别注意冒口及冷铁的设置,以增强补缩能力。
线收缩率约为1.4%~1.8%,薄件较大些。
可锻铸铁的孕育处理可锻铸铁孕育处理的目的:希望铁液在一次结晶时促进形成渗碳体组织,而在随后的石墨化退火过程中对石墨的形成没有影响或促进石墨的形成。
孕育剂的选择原则与灰铸铁和球墨铸铁的完全不同:1、孕育剂可以用单一元素也可用几个元素联合,后者称为复合孕育处理2、复合孕育剂的配合原则:一种元素促进石墨化,但在凝固时对石墨化没有强烈促进作用;另一元素阻碍凝固时的石墨化作用,允许选择较高的硅量,同时对退火时的石墨化没有强烈阻碍作用3、经复合孕育处理后,既能保证在凝固时得到全白口组织,又能加速石墨化过程,从而缩短退火时间。
课后习题:3.球墨铸铁生产时化学成分的选择原则是什么?;它和灰铸铁有何不同?选择:选择适当化学成分是保证铸件获得良好的组织状态和高性能的基本条件,化学成分的选择既要有利于石墨的球化和获得满意基体,以期获得所要求的性能,又要使铸铁有较好的铸造性能。
不同:与灰铸铁相比,其组织上的最大差别在于石墨形状的改善;球铁中的石墨避免了灰铸铁中尖锐石墨边缘的存在,使石墨对金属基体的破坏作用得到了缓和,从而使铸铁中金属基体的性能得到了不同程度的发挥。
灰铸铁强度低,韧性差,而球墨铸铁有较高的强度和较好的韧性。
7.提高孕育效果的基本思路有哪几个方面?目前是如何来实现的?基本思路:1)长时间保持孕育效果,即”长效孕育剂“2)孕育处理方法上,迟后孕育实现途径:1)各种含钡、锶、锆或锰的硅基孕育剂。
2)炉前一次孕育和多次孕育、瞬时孕育。
10.蠕墨铸铁生产中应注意控制哪些因素?如何设法拓宽有蠕化剂含量的范围?1、选择合适的化学成分并熔炼合格的铁液;2、炉前处理(蠕化处理及孕育处理)3、炉前检验及浇注。
利用反球化元素,即用球化元素加反球化元素制成复合蠕化剂。
12.试分析可锻铸铁孕育处理的目的与灰铸铁及球墨铸铁有何不同?可锻铸铁的目的:希望铁液在一次结晶时促进形成渗碳体组织,而在随后的石墨化退火过程中对石墨的形成没有影响或促进石墨的形成。
灰铸铁的目的:促进石墨化,降低白口倾向;降低断面敏感性;控制石墨形态,消除过冷石墨;改善铸铁的强度性能及其它性能(如致密性、耐磨性及切削性能)。
球墨铸铁的目的:消除结晶过冷倾向、促进石墨球化、减小晶向偏析。
第四章减摩铸铁的定义;常用的减摩铸铁种类举例定义:两个接触表面作相对运动时就会产生摩擦和磨损,摩擦系数小,磨损少及抗咬合性能好,在摩擦磨损条件下具备上述性能的铸铁。
种类:含磷铸铁、钒钛铸铁、硼铸铁。
冷硬铸铁的定义冷硬铸铁轧辊的铸造方法冷硬铸铁是通过一定的工艺方法,使铸铁激冷层的组织形成白口或麻口,铸件内部组织仍保持灰口的铸铁。
冷硬铸铁轧辊的方法:一体铸造、溢流铸造和离心铸造。
第五章冲天炉熔炼的基本要求:优质、高产、低耗、长寿与操作便利五个方面。
前炉的作用是1、储存铁液,使铁液成分和温度均匀;2、减少铁液在炉缸停留的时间,从而降低铁液在炉缸中的增碳和增硫作用;3、分离渣铁,净化铁液。