最新2第二章常用铸造合金汇总
常用铸造合金材料
用途：用于受力复杂、负荷较大、要求耐磨的铸件.
（F + G）：制作汽车、拖拉机底盘零件，阀体、阀盖。 （F + P + G ）：塑韧性较好，可制作机油泵齿轮。 （P + G）：强度较高，可代替中碳钢制作柴油机或内燃 机的曲轴、连杆、轧辊、凸轮轴等。 M回 + G 或 B下+ G ：用于制作汽车、拖拉机的传动齿轮。 应用
第2章 铸造成形
2.3 常用铸造合金材料
1.铸铁 2.铸钢 3.非铁铸造合金
2.3 常用铸造合金材料
2.3.1 铸 铁
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；铸铁生产工艺简单、成本低， 是使用最早、应用最广泛的材料之一。
铸铁的分类 铸铁的石墨化
铸铁的熔炼
2. 可锻铸铁—玛钢
指石墨呈团絮状的灰口铸铁，由亚共晶白口铸铁 经长时间石墨化退火（900～960℃）获得。
牌号：如 KTH300-06 ，表示抗拉强度≥300MPa ，
断后伸长率≥ 。
性能：抗拉强度比灰铸铁高，为碳钢的40~70%，
接近于铸钢；有一定塑性和韧性。但仍不可锻造。
断口 心部 呈黑 色 铁素体基体黑心可锻铸铁 珠光体基体可锻铸铁
5.灰铸铁可通过表面淬火，提高其表面硬度和耐磨性。
2.3.3 铸 钢
指在铸造工艺中使用的钢，碳的质量分数一般在0.15～0.60％。
主要内容：
1. 铸钢的分类 铸造碳钢 铸造合金钢：低合金铸钢
高合金铸钢
2. 铸钢件的生产
2.3.3
1. 铸钢分类
1）铸造碳钢：
铸
钢
常用铸造铝合金牌号
常用铸造铝合金牌号
铸造铝合金是一种常见的工业材料，用于制造各种零件和构件。
下面介绍几种常用的铸造铝合金牌号。
1. A356：A356铸造铝合金是一种广泛应用的铸造铝合金，具有良好的流动性和耐腐蚀性。
它通常用于制造汽车零部件、航空航天零部件和其他需要高强度与耐热性的应用。
2. 6061：6061铸造铝合金也是一种常用的铸造材料，具有良好的可加工性和强度。
它常用于制造飞机零件、自行车框架和汽车构件等。
3. 356：356铸造铝合金是一种广泛用于压铸和重铸的合金。
它具有优异的耐蚀性和机械性能，适用于制造汽车零部件、船舶零件和工业设备等。
4. A380：A380铸造铝合金是一种常见的高强度铸造合金，具有良好的机械性能和耐腐蚀性。
它通常用于制造发动机零部件、电子设备外壳和建筑构件等。
5. 319：319铸造铝合金是一种可塑性较好的铸造材料，具有良好的耐热性和耐蚀性。
它适用于制造航空发动机和涡轮机等高温应用领域。
这些常用的铸造铝合金牌号各具特点，在不同的应用领域有不同的优势。
选择合适的铸造铝合金牌号对于确保零件的质量和性能至关重要。
在实际应用中，还可以根据具体的要求进行合金调配和处理，以进一步提高材料的性能。
第二章常用铸造合金
当铸型刚度较小（如砂型）时：采用顺序凝固原则，加冒口和冷铁； 当铸型刚度大时：采用同时凝固原则，不用冒口或用较小冒口。 球墨铸铁的铸型的紧实度、透气性比灰铸铁要求的高。
2、性能与热处理
球墨铸铁的力学性能可以与钢媲美，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。除了作为形状复杂的铸件外，还可以浇注成各种机械零件。
低压阀门 铸铁曲轴
灰铸铁齿轮箱
第二章：常用铸造合金 第一节：铸铁
一、铸铁的分类
根据碳在铸铁中的存在形式分为三类： 1、白口铸铁：碳除少量溶入铁素体中外，其余全部以渗碳体（Fe3C) 形式存在， 断口白亮。 组织中以莱氏体作为基体 （Fe--Fe3C相图） 2、麻口铸铁：碳一部分以渗碳体（Fe3C)形式存在，又有少量游离 石墨（G)析出 3、灰口铸铁：碳全部或绝大部分以游离石墨（G)析出，断口呈暗灰 色。
第二章：常用铸造合金 第一节：铸铁
三、 铸铁的石墨化
������
������
铸铁按稳定系结晶，析出石墨的过程称为石墨化过程
共晶反应阶段析出石墨过程称为一次石墨化 共析反应阶段析出石墨过程称为二次石墨化
石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同
第二章：常用铸造合金 第一节：铸铁
三、 铸铁的石墨化 铸铁的石墨化程度与其组织之间的关系 （以共晶铸铁为例）
缺点： 强度低、硬度低、塑性低、韧性差
常用于制造形状复杂、承受压应力、摩擦、磨损、振动的部件（如：机 床床身、箱体、壳体等）
三、 铸铁的石墨化 Fe--Fe3C和Fe--C(G)双重相图
第二章：常用铸造合金 第一节：铸铁
L+ G
金属工艺学2
§2 铸钢件生产 铸钢件的生产比铸铁生产要求更严格， 这是因为铸钢的铸造工艺性较差，热裂、冷 裂倾向大且成分要求严格。
一. 铸钢的类别和性能 类别：铸造碳素钢和铸造合金钢。
铸钢不仅强度高，并有优良的塑性和韧性， 因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求都高 的零件。
14
性能：
从表中的数值可见：铸钢的综
抗拉强度一般为400～600Mpa，最高可
达900Mpa;伸长率一般为2℅～10℅，最高可达
18℅
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球墨铸铁兼有接近灰铸铁的优良铸造性能。
QT400 – 18
QT表示球铁
后面两组数字的含义与可锻铸铁相同
10
取代部分可锻铸铁、铸钢件，也取代部 分负荷较重但受冲击不大的铸钢件。 2. 生产特点：
与铸造灰口铁相比有如下特点。
RuT-400
RuT表示蠕墨铸铁
抗拉强度大于400松倾向比 球墨铸铁小，铸造工艺简便。
2. 应用 力学性能高，导热性和耐热性优良，可制造大型 柴油机气缸盖、制动盖、钢锭模、金属型等。
断面敏感性小，铸造性能好，可用于制造形状 复杂的大铸件，如重型机床和大型柴油机机体。
铸钢件的热处理----铸造后都应按工艺要求进行 热处理。常见的热处理为退火和回火。 标注代号： ZG19Mn12Si7 ( zh . H ) 回火代号 铸钢牌号 正火代号
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§3 铜、铝合金铸件生产 一 . 铸造铜合金 1. 铸造铜合金的种类及应用：
黄铜
以锌为主加元素的铜合金（硅、锰、铝、铅 ），随锌含量增加，强度和塑性显著提高，大 于47℅后显著降低
900---980℃
P
770℃
F
650℃
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三 . 球墨铸铁
§2-2 常用铸造合金
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------§2-2 常用铸造合金1 孕育处理：在铁水浇注前或浇注过程中 , 在铁水里加入 0. 4~1. 0%干燥的孕育剂主要由 Fe-Si, Si-C 等组成颗粒, 以抑制白口组织的产生和改善石墨的形态、大小、含量和分布，提高铸铁的性能。
石墨化退火：将白口铸铁在退火炉中加热到900~950 ℃ 并保温 5～12h，发生 Fe3C 3Fe+C 转变，且碳以团絮状石墨的形式析出；控制石墨化程度，可以得到不同基体组织的可锻铸铁。
球化处理：球墨铸铁原铁水由于含碳量高，如果直接浇注会形成灰口铸铁，因此在铁水浇注前将 1～1. 6%的球化剂主要由 RE-Mg 合金等组成加入到铁水中去进行球化处理。
由于 RE 和 Mg 是反石墨化元素，在球化处理时还必须同时进行孕育处理，方能得到球状石墨。
变质处理：在浇注前或浇注过程中，在铝合金液里加入细颗粒状 Na 的卤化盐等变质剂，使铝合金尤其是铝硅合金中的粗大组织1 / 8得到细化，从而提高合金的机械性能和加工性能。
精炼除气：⑴ 在熔炼的初期和中期，在合金或合金液表面覆盖一层由 NaCl、 KCl 等组成的熔剂，隔绝空气，避免氧化和吸气；⑵ 在熔炼后期向合金液中通入氯气或压入除气剂含ZnCl2 和C2Cl6 等，形成细小的气泡将合金液中的气体和非金属夹杂物带出，达到去气和精炼目的。
铝硅合金变质处理前后的组织五言诗歌 4 合箱造型完，只待浇注好，合金铸造性，影响铸坏好，铸造性常用，流动收缩表，流动性能好，铸件质量好，收缩性影响，缺陷常见到。
流动性能差，冷隔不足到，流动性优劣，螺旋长度表，影响因素多，成分为首要，共晶流动好，适当高温好，流阻尽量小，铸型设计保。
铸造知识(全)汇总
第一章铸造工艺基础§1 液态合金的充型充型: 液态合金填充铸型的过程.充型能力: 液态合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力充型能力不足:易产生: 浇不足: 不能得到完整的零件.冷隔:没完整融合缝隙或凹坑, 机械性能下降.一合金的流动性液态金属本身的流动性----合金流动性1 流动性对铸件质量影响1) 流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件.2) 流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除.3) 流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩.2 测定流动性的方法:以螺旋形试件的长度来测定: 如灰口铁:浇铸温度1300℃试件长1800mm.铸钢: 1600℃100mm3 影响流动性的因素主要是化学成分:1) 纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表面平滑,对液流阻力小2) 共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大.3) 非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围内进行,初生数枝状晶阻碍液流二浇注条件1 浇注温度: t↑合金粘度下降,过热度高. 合金在铸件中保持流动的时间长,∴t↑提高充型能力. 但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔等,故不宜过高2 充型压力: 液态合金在流动方向上所受的压力↑充型能力↑如砂形铸造---直浇道,静压力. 压力铸造,离心铸造等充型压力高.三铸型条件1 铸型结构: 若不合理,如壁厚小, 直浇口低, 浇口小等充↓2 铸型导热能力: 导热↑金属降温快,充↓如金属型3 铸型温度: t↑充↑如金属型预热4 铸型中气体: 排气能力↑充↑减少气体来源,提高透气性, 少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型.§2 铸件的凝固和收缩铸件的凝固过程如果没有合理的控制,铸件易产生缩孔,缩松一铸件的凝固1 凝固方式:铸件凝固过程中,其断面上一般分为三个区: 1—固相区2—凝固区3—液相区对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式.1) 逐层凝固:纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心.2) 糊状凝固合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化.3) 中间凝固大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间.2 影响铸件凝固方式的因素1) 合金的结晶温度范围范围小: 凝固区窄,愈倾向于逐层凝固如: 砂型铸造, 低碳钢逐层凝固, 高碳钢糊状凝固2) 铸件的温度梯度合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度.温度梯度愈小,凝固区愈宽.(内外温差大,冷却快,凝固区窄)二合金的收缩液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体积和尺寸减少的现象---.是铸件许多缺陷(缩孔,缩松,裂纹,变形,残余应力)产生的基本原因.1 收缩的几个阶段1) 液态收缩: 从金属液浇入铸型到开始凝固之前. 液态收缩减少的体积与浇注温度质开始凝固的温度的温差成正比.2) 凝固收缩: 从凝固开始到凝固完毕. 同一类合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大.如: 35钢,体积收缩率3.0%, 45钢 4.3%3) 固态收缩: 凝固以后到常温. 固态收缩影响铸件尺寸,故用线收缩表示.2 影响收缩的因素1) 化学成分: 铸铁中促进石墨形成的元素增加,收缩减少. 如: 灰口铁C, Si↑,收↓,S↑收↑.因石墨比容大,体积膨胀,抵销部分凝固收缩.2) 浇注温度: 温度↑液态收缩↑3) 铸件结构与铸型条件铸件在铸型中收缩会受铸型和型芯的阻碍.实际收缩小于自由收缩.∴铸型要有好的退让性.3 缩孔形成在铸件最后凝固的地方出现一些空洞,集中—缩孔. 纯金属,共晶成分易产生缩孔*产生缩孔的基本原因: 铸件在凝固冷却期间,金属的液态及凝固受缩之和远远大于固态收缩.4 影响缩孔容积的因素(补充)1) 液态收缩,凝固收缩↑缩孔容积↑2) 凝固期间,固态收缩↑,缩孔容积↓3) 浇注速度↓缩孔容积↓4) 浇注速度↑液态收缩↑易产生缩孔5 缩松的形成由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足,或者,因合金呈糊状凝固,被树枝状晶体分隔开的小液体区难以得到补缩所至.1) 宏观缩松肉眼可见,往往出现在缩孔附近,或铸件截面的中心.非共晶成分,结晶范围愈宽,愈易形成缩松.2) 微观缩松凝固过程中,晶粒之间形成微小孔洞---凝固区,先形成的枝晶把金属液分割成许多微小孤立部分,冷凝时收缩,形成晶间微小孔洞. 凝固区愈宽,愈易形成微观缩松,对铸件危害不大,故不列为缺陷,但对气密性,机械性能等要求较高的铸件,则必须设法减少.(先凝固的收缩比后凝固的小,因后凝固的有液,凝,固三个收缩,先凝固的有凝,固二个收缩区----这也是形成微观缩松的基本原因.与缩孔形成基本原因类似)6 缩孔,缩松的防止办法基本原则: 制定合理工艺—补缩, 缩松转化成缩孔.顺序凝固: 冒口—补缩同时凝固: 冷铁—厚处. 减小热应力,但心部缩松,故用于收缩小的合金.l 安置冒口,实行顺序凝固,可有效的防止缩孔,但冒口浪费金属,浪费工时,是铸件成本增加.而且,铸件内应力加大,易于产生变形和裂纹.∴主要用于凝固收缩大,结晶间隔小的合金.l 非共晶成分合金,先结晶树枝晶,阻碍金属流动,冒口作用甚小.l 对于结晶温度范围甚宽的合金,由于倾向于糊状凝固,结晶开始之后,发达的树枝状骨状布满整个截面,使冒口补缩道路受阻,因而难避免显微缩松的产生.显然,选用近共晶成分和结晶范围较窄的合金生产铸件是适宜的.§3 铸造内应力,变形和裂纹凝固之后的继续冷却过程中,其固态收缩若受到阻碍,铸件内部就发生内应力,内应力是铸件产生变形和裂纹的基本原因.(有时相变膨胀受阻,负收缩)一内应力形成1 热应力: 铸件厚度不均,冷速不同,收缩不一致产生.塑性状态: 金属在高于再结晶温度以上的固态冷却阶段,受力变形,产生加工硬化,同时发生的再结晶降硬化抵消,内应力自行消失.(简单说,处于屈服状态,受力—变形无应力)弹性状态: 低于再结晶温度,外力作用下,金属发生弹性变形,变形后应力继续存在.举例: a) 凝固开始,粗细处都为塑性状态,无内应力∵两杆冷速不同,细杆快,收缩大,∵受粗杆限制,不能自由收缩,相对被拉长,粗杆相对被压缩,结果两杆等量收缩.b) 细杆冷速大,先进如弹性阶段,而粗杆仍为塑性阶段,随细杆收缩发生塑性收缩,无应力.c) 细杆收缩先停止,粗杆继续收缩,压迫细杆,而细杆又阻止粗杆的收缩,至室温, 粗杆受拉应力(+),(-) 由此可见,各部分的温差越大,热应力也越大,冷却较慢的部分形成拉应力,冷却较快的部分形成压应力.预防方法: 1 壁厚均匀2 同时凝固—薄处设浇口,厚处放冷铁优点: 省冒口,省工,省料缺点: 心部易出现缩孔或缩松,应用于灰铁锡青铜,因灰铁缩孔、缩松倾向小，锡青铜糊状凝固，用顺序凝固也难以有效地消除其显微缩松。
(完整版)第二节常用的铸造方法
第二节常用的铸造方法(五)离心铸造离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力的作用下凝固的铸造方法。
铸件的轴线与旋转铸型的轴线重合。
铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。
1．离心铸造机离心铸造机是离心铸造所用的设备，按其旋转轴空间位置的不同分为立式、卧式二种。
立式离心铸造机的铸型是绕垂直轴旋转（图2-2-41a）,由于金属液的重力作用,铸件的内表面呈抛物线形,故铸件不易过高,它主要用于铸造高度小于直径的环类、套类及成形铸件。
卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转（图2-2-41b），铸件的壁厚较均匀，主要用长度大于直径的管类、套类铸件。
图2-2-41 离心铸造示意图图 2-2-9 离心铸造2．离心铸造的特点和应用与其它铸造方法相比，离心铸造的优点是：（1）优点1）铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。
2）铸造圆形中空铸件时，不用型芯和浇注系统，简化了工艺过程，降低了金属消耗。
3）提高了金属液的充型能力，改善了充型条件，可用于浇注流动性较差的合金及薄壁铸件。
4）可生产双金属铸件，如钢套内镶铜轴承等，其结合面牢固、耐磨，又可节约贵重金属材料。
5）离心铸造适应性较广，铸造合金的种类几乎不受限制。
既合适于铸造中空件，又可以铸造成形铸件。
中空铸件的内径通常为8～3000mm；铸件长度可达8000mm；质量可由几克至十几吨。
但离心铸造不宜生产易偏析的合金（如铅青铜等），铸件内表面较粗糙，尺寸不易控制。
（2）应用离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，如铸铁管、铜套、滑动轴承、缸套、双金属钢背铜套等铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。
（六）熔模铸造熔模铸造是指在易熔（如蜡料）制成的模样上包覆若干层耐火涂料，待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳，型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。
熔模铸造是精密铸造方法之一。
1．熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程如动画2-2-7所示。
常用铸造合金材料
常用铸造合金材料铸造合金是指用于铸造工艺的金属合金材料。
它们具有良好的流动性和铸造性能，适用于各种铸造方法，常用于制造复杂形状和大型铸件。
以下是一些常用的铸造合金材料：1. 灰铸铁（Gray Cast Iron）：灰铸铁是一种碳含量较高的铸铁材料，通常含有3%-4%的碳。
它具有良好的铸造性能和低成本，广泛应用于汽车发动机缸体、机械设备底座和重型铸件等。
2. 白口铸铁（White Cast Iron）：白口铸铁是一种碳含量极高的铸铁材料，通常含有2%-3%的碳。
它具有良好的硬度和耐磨性，常用于制造磨石、切割工具和轴承等。
3. 球墨铸铁（Ductile Cast Iron）：球墨铸铁是一种含有球状石墨颗粒的铸铁材料，通常含有2%-4%的碳和0.03%-0.03%的镁。
它具有良好的韧性和抗拉强度，常用于汽车发动机曲轴箱、悬架系统和管道等。
4. 铝合金（Aluminum Alloy）：铝合金具有较低的密度和良好的耐腐蚀性，是一种常用的轻质合金材料。
它具有良好的导热性和导电性，常用于航空航天、汽车和电子设备等领域。
5. 钢铁（Steel）：钢铁是一种含有较高碳量的铁合金材料，通常含有0.2%-2.1%的碳。
它具有良好的强度和硬度，广泛应用于建筑、制造和交通等领域。
6. 铜合金（Copper Alloy）：铜合金具有良好的导热性和导电性，常用于制造电线、电线和管道等。
它还具有优异的耐腐蚀性和可塑性，常用于制造装饰品和工艺品等。
7. 镁合金（Magnesium Alloy）：镁合金具有较低的密度和良好的强度，是一种轻质合金材料。
它具有良好的耐腐蚀性和刚韧性，常用于航空航天、汽车和电子设备等领域。
8. 镍合金（Nickel Alloy）：镍合金具有优异的耐腐蚀性和热稳定性，常用于制造航空航天发动机、化工设备和核电设备等。
它还具有良好的机械性能和耐高温性能。
除了上述常用的铸造合金材料，还有许多其他合金材料可用于铸造工艺。
第二章压铸过程原理及常用压铸合金
压射比压的作用和影响 对压铸件力学性能的影响：压射比压大，合金结晶细，细晶层增厚。
由于填充特性改善，压射比压大，压铸件表面质量提高，气孔缺陷减轻 ，从而抗拉强度提高，但伸长率降低。
对填充条件的影响：金属液在高的压射比压作用下填充型腔，填充动 能增大，流动性改善，有利于克服浇注系统和充填薄壁压铸件型腔的阻 力，提高质量。
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Introduction
第一篇：压铸原理及常用压铸合金
⑵ 压铸速度 压铸速度：压射速度和充填速度。 a.压射速度 压室内压射冲头推动金属液的移动速度称为压射速度。一般有二级和 三级两种。压射速度由压铸机的特性所决定。一般在0.1-7m/s。 作用：使压室内空气有充分的时间溢出，并防止金属液从浇口中溅出 （第一阶段）； 在较短的时间里充填满模具型腔（第二阶段）。
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④ 压铸铜合金
⑴ 主要特性 ☆ 铜合金的力学性能高，其绝对值均超过锌、铝和镁合金 ； ☆ 铜合金的导电性能好，并具有抗磁性能，常用来制造不允许受磁场干 扰的仪器上的零件； ☆ 铜合金具有小的摩擦系数，线膨胀系数也较小，而耐磨性、疲劳极限 和导热性都很高； ☆ 铜合金密度大、价格高、其熔点高； ☆ 压铸铜合金多采用质量分数为35%～40%的锌（Zn）黄铜，它们的结 晶间隙小，流动性、成形性良好；
（5） 注意问题 ☆ 在压铸件结构设计时，采用加强肋提高强度；铸件的壁厚变化应较平 缓过渡，不应急剧变化，更应避免尖角，主要是由于镁合金压铸件易产生缩 松和热裂。 ☆镁合金零件在装配中应避免与铝合金、铜合金、含镍钢等零件直接接 触而导致电化学腐蚀，主要是由于镁的电极电位低。 ☆在熔炼时应采取阻燃措施。方法一：加入微量铍（0.003%）阻燃。铍 以Al-5%Be中间合金方式加入，考虑到烧损，加入量一般为所需量的3倍。 但不能加入过多，易产生过多的渣。方法二：采用气体保护熔炼。SF6、 CO2、SO2、N2。
材料成形技术--第2章 铸造成形
2）设备投资大，生产准备周期长，只适于大量生产。
压力铸造主要用于生产铝、锌、镁等有色合金铸件， 如发动机缸体、缸盖、箱体、支架等。
4. 低压铸造
低压铸造：用较低压力将金属液由铸型底部注入型腔， 并在压力下凝固以获得铸件的方法。 (1).低压铸造的工艺过程 ： 低压铸造的工艺过程如图2-26所示，包括如下过程：
续
刮板造型 用刮板代替模样造型。节约木材， 用于等截面或回转体大中 缩短生产周期，生产率低，技术水 型铸件的单件、小批生产 平高，精度较差 两箱造型 最基本的造型方法。各种 铸型由上型和下型构成，各类模样， 铸型，各种批量 操作方便
三箱造型
铸件两端截面尺寸比中间大，必须 主要用于手工造型，具有 有两个分型面 两个分型面的铸件的单件、 小批生产
5. 离心铸造
离心铸造：将金属液浇入高速旋转的铸型中，使其在离心 力作用下成形并凝固的铸造方法。可用金属型也可用砂型
(1).离心铸造的类型 根据铸型旋转轴的空间位置，离心铸造可分为立式 和卧式两大类。 1）立式离心铸造：铸型绕垂直轴旋转，如图2-27a,b所 示。在离心力和重力的共同作用下，内表面为回转抛物 面，因此用于高度小于直径的圆环类或成形铸件。
主要特点如下：
R 1） 铸件 的 精 度 和 表 面质量高 ；尺寸公差 IT11∼IT14， a 12.5∼ Ra 1.6；
2）可制造形状较复杂的铸件； 3）适用于各种合金铸件，尤其是高熔点和难以加工的高 合金钢，如耐热合金、不锈钢、磁钢等。 4）工艺过程较复杂，生产周期长，使加工费和消耗的材 料费较贵，多用于小型零件。 熔模铸造适用于制造形状复杂，难以加工的高熔点合 金及有特殊要求的精密铸件；主要用于汽轮机、燃汽轮机 叶片、切削刀具、仪表元件、汽车、拖拉机及机床等零件 的生产。
第二章 常用铸造合金
2.1 铸铁
2.1.7 合金铸铁
1. 耐磨铸铁 高磷耐磨铸铁：加入0.4％-0.7％的P可形成高硬度断续 网状分布的磷共晶； 铬钼铜耐磨铸铁：加入铬、钼、铜可形成高硬度的C、 N化合物； 钒钛耐磨铸铁：加入V、Ti等元素，可形成高硬度的C、 N化合物 ； 耐磨铸铁用于机床导轨、汽车发动机缸套、活塞环、轴 套、磨球等。
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
2. 灰铸铁的孕育处理
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
3. 灰铸铁件的生产特点及牌号 （1）灰铸铁的生产特点
灰铸铁的铸造性能好：接近共晶成分，流动性好； 石墨化膨胀，收缩小，铸件的浇不到、缩孔、缩松、 气孔、变形、裂纹等倾向小。 不需热处理。
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
蠕墨铸铁的性能：
因蠕虫状石墨对基体的割裂作用不如片状强烈，且应 力集中小，故蠕墨铸铁的抗拉强度、屈服强度、断后伸长 率、弹性模量和弯曲强度均优于灰铸铁，接近于铁素体基 体的球墨铸铁，同时其导热性、减振性、铸造性、切削加 工性优于球墨铸铁。
2.1 铸铁
2.1.6 蠕墨铸铁
蠕墨铸铁的性能：
2.1 铸铁
2.1 铸铁
2.1.5 可锻铸铁
可锻铸铁虽然存在退火周期长，生产过程复杂，能 耗大的缺点，但在生产形状复杂，承受冲击载荷的薄 壁小件时，目前仍有不可替代的位置。这些小件若用 铸钢制造困难较大，若用球墨铸铁，质量又难保证。 可锻铸铁不仅对金属原材料的限制小，且质量容易控 制。今后发展方向，主要是探求快速退火新工艺，发 展可锻铸铁新品种。
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
1. 灰铸铁的组织与性能
灰铸铁的组织结构可看作在钢的基体中嵌入了大量石 墨片。图2-4 （1）力学性能 抗拉强度和弹性模量比钢低得多，抗拉强度仅为120250MPa。塑性、韧性近于为零，脆性材料。 原因 灰铸铁中的片状石墨犹如钢基体中布满裂纹。 ① 降低承载能力；② 造成应力集中。 抗压强度与钢相近，达60-80MPa，一般铸铁可作抗 压件用。
金属工艺学铸造第二章
4.牌号 4.牌号 ：
KTH数字1 数字 数字2 KTH数字1—数字2 数字
KT：表示可锻铸铁， KT：表示可锻铸铁， H：表示黑心 Z：表示珠光体 数字1 数字2 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 清理坯件——石墨化退火 5.生产方式：先铸出白口坯件 生产方式 清理坯件 石墨化退火
（一）灰铸铁（灰口铸铁） 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。 应用最广，占铸铁总产量80%以上。 80%以上 • 灰铸铁的组织： 灰铸铁的组织： 片状石墨+ 片状石墨+金属基体 • 几点注意： 几点注意： 铸铁含碳量； 铸铁含碳量； 状态图上的位置； 状态图上的位置； 铸铁的常温组织。 铸铁的常温组织。
（二）可锻铸铁 （玛铁、玛钢） 玛铁、玛钢）
由白口铸铁经石墨化退火而成的一种铸铁 1.组织 团絮状石墨+ 组织： 1.组织：团絮状石墨+金属基体 2.机械性能 石墨割裂作用减小,抗拉强度显著提高。 机械性能： 2.机械性能：石墨割裂作用减小,抗拉强度显著提高。 σb=300～400 MPa,最高可达700 MPa。 =300～ MPa,最高可达 最高可达700 MPa。 但不能用于锻造。 (δ≤12%,aK≤30 J/cm2,）但不能用于锻造。 ≤12%,a 3.分类 分类： 3.分类：
（四）蠕墨铸铁 1.组织：蠕虫状石墨+ 1.组织：蠕虫状石墨+金属基体 组织 2.蠕墨铸铁的性能 2.蠕墨铸铁的性能 • 力学性能介于基体相同的灰铸铁和球墨铸铁之间； 力学性能介于基体相同的灰铸铁和球墨铸铁之间； b=360～ 优于灰铸铁, 抗拉强度 σb=360～440MPa, 优于灰铸铁,塑性和 b=360 韧性δ=1.5% 4.5%） =1.5%～ 韧性δ=1.5%～4.5%） =1.5% • • • • • 强度和韧性不如球铁； 强度和韧性不如球铁； 铸造性能接近灰铸铁；缩孔、缩松倾向比球墨铸铁小, 铸造性能接近灰铸铁；缩孔、缩松倾向比球墨铸铁小,故 铸造工艺较简便； 铸造工艺较简便； 耐磨性优于孕育铸铁及高磷耐磨铸铁； 耐磨性优于孕育铸铁及高磷耐磨铸铁； 导热性优于球铁,抗氧化性较其它铸铁均高； 导热性优于球铁,抗氧化性较其它铸铁均高； 断面敏感性较灰铸铁小,厚大截面上的性能较为均匀。 断面敏感性较灰铸铁小,厚大截面上的性能较为均匀。
§2-2 常用铸造合金
§2.2 铸造合金
Hale Waihona Puke 三 铸 铁 及 其 工 艺 性 能
铸铁有良好的铸造性、 耐磨性、 铸铁有良好的铸造性 、 耐磨性 、 减震 性、可加工性和低的缺口敏感性等 。 另外, 生产简便，成本低廉，应用广泛。 另外 生产简便，成本低廉，应用广泛。 如内燃机的汽缸体、 汽缸盖、 汽缸套、 如内燃机的汽缸体 、 汽缸盖 、 汽缸套 、 活 塞环, 汽车和拖拉机的变速箱、前后桥、 塞环 汽车和拖拉机的变速箱、前后桥、油 缸、阀体等等 . 铸铁的力学性能较铸钢差 , 这与其中的 石墨形态、大小、 石墨形态、大小、数量和分布有关 。
(1) 铸 铁 的 分 类
15
1 铸铁的分类和组织及性能
铸铁的组织可概括为： 铸铁的组织可概括为： 钢的基体组织
§2.2 铸造合金
三 铸 铁 及 其 工 艺 性 能
+
石墨
(2) 铸 铁 的 组 织
16
1 铸铁的分类和组织及性能
(3) 铸铁的金相组织照片
§2.2 铸造合金
三 铸 铁 及 其 工 艺 性 能
26
2 铸铜及其工艺性能
铸造黄铜
§2.2 铸造合金
四 其 它 铸 造 合 金
铸造青铜 除Cu外，加入 、Sn、 外 加入Pb、 、 、 为主 化学成分 以Cu、Zn为主 Al、Be、Si、Mn等作 、 、 、 等作 为主要合金元素。 为主要合金元素。 具有良好的导电、导热性能， 具有良好的导电、导热性能，耐磨性 物化性能 好，耐蚀性优良，力学性能视加入的 耐蚀性优良， 合金元素及其含量而定。 合金元素及其含量而定。 工艺性能 铸造性能好 铸造性能好 应 用 阀体、蜗轮、 阀体、蜗轮、螺 旋桨、水泵、 旋桨、水泵、叶 轮、轴承和轴套 等。 泵壳、蜗轮、 泵壳、蜗轮、弹簧及 弹性零件、轴瓦、 弹性零件、轴瓦、轴 高强度和耐磨、 承，高强度和耐磨、 耐蚀件等。 耐蚀件等。
常用铸造合金的生产
小结：本章讨论了常用合金的生产，重点是铸铁件生产，
要熟知生产工艺特点，并会简单应用；铸钢生产、铜铝合
金生产要熟记常用牌号。
18
课后练习的讨论 (P54-9)
⑼下列铸件适宜选用哪类铸造合金？请阐述理由。 火车轮：按GB8061－88规定： “ 铁路用辗（nian）钢整体车轮”有专门钢号：
CL60 (Wc=0.55~0.65)
铸铁好。但不能锻造。
9
4.牌号 GB9440—88
K T H（或Z） — —A= %
Rm≥ Mpa 黑心或P 可锻铸铁（可铁）
如：KTH300—06；建筑脚手架扣件、三 通管件、阀门。
KTZ550—04；用于；载荷较高的耐磨损 、凸轮轴，齿轮等。
见P48 表2－4。
10
三、球墨铸铁 nodular graphite cast--iron
15
§3铜铝合金铸件生产
有色合金熔融性质：熔点低；流动性好；收缩大 ；易吸气、易氧化。 一、铸造特点：容易铸造、注重熔炼、防止氧化 。
二、铸造铜合金
纯铜－紫铜，玫瑰红色，表面氧化膜后呈紫色。
白铜 － Cu—Ni合金；精密件，仪表；如 B19 等
青铜 － Cu—Sn 合金常称锡青铜。如Z CuSn10Pb1 (俗称：10-1锡青铜)
黄铜－ Cu—Zn 合金 颜色随Zn↑，由黄红色→淡黄
色；如：ZCuZn38(含38％的锌，余为铜)
16
三、铸造铝合金
1.纯铝 Al aluminium
—银白色，熔点660℃，面心立方晶格，没有同素异构转变。
2.铝合金的分类： 变形铝合金 ；铸造铝合金 (1)变形铝合金
厂家直接按加工成各种规格的型材、板材、带材、 管材、线材等 。
第二篇 第二章 常用合金铸件的生产
思考：某产品上的灰铸铁件壁厚有5mm、25mm两种，力学 性能全部要求抗拉强度为220MPa，若全部选用HT200,是否 正确？
二、可锻铸铁
可锻铸铁又称玛铁（钢）。它是将白口铸铁经石墨化 退火而成的一种铸铁。抗拉强度得到显著提高，且有着相 当高的塑性与韧性(但不可锻)。
（3）缺口敏感性小 由于石墨已使金属基体形成了大量缺口， 因此，外来缺口对灰铸铁的疲劳强度影响甚微，从而增加了
零件工作的可靠性。
（4）铸造性能优良，切削加工性好 灰铸铁的含碳量近于共 晶，流动性好。由于铸铁在结晶过程中伴有石墨析出，石墨 的析出所产生的体积膨胀抵消了部分铁的收缩，故收缩率甚 小。
2．影响铸铁组织和性能的因素
铸铁中的碳以石墨形式析出的过程称为石墨化。在铁碳合金中 ，碳有两种存在形式：其一是渗碳体，其中w（C）=6．69% ；其二是石墨，用符号G表示，其w（C）=100%。石墨具有特 殊的简单六方晶格，如图所示。
一、灰铸铁
金属基体+片状石墨
(1)灰铸铁的化学成分 灰铸铁的化学成分大致是： w(C)=2.5%～4.0%，w(Si)=1.0%～2.5%，w(Mn)=0.5%～1.4%， w(S)≤0.15%，w(P)≤0.3%。 (2)灰铸铁的显微组织 由于化学成分和冷却条件的综合影 响，灰铸铁在室温下的显微组织有三种类型：铁素体(F)＋ 片状石墨(G)；铁素体(F)+珠光体(P)＋片状石墨(G)；珠光 体(P)＋片状石墨(G)。
灰铸铁的抗压强度受石墨的影响较小，并与钢相近。
图 2-12 灰铸铁的显微组织
铸造性能好，价格低、 生产简单，强度低， 减磨，耐磨，减振， 石墨膨胀，作承受压 力的机床底座，床身 和不重要的构件、零 件如：端盖、凸轮等 导轨、缸体
《常用铸造合金》课件
具有较好的耐蚀性、制造成型性和可锻性，常用于制造锻件、压铸件等。
3
锰铜合金
硬度高、强度大，耐磨性和耐蚀性好，常用于制造海洋用设备。
镁合金
镁铝合金
具有轻质、高强度、低密度等优点，适用 于汽车、电子、航空等工业领域。
镁锌合金
自重轻、强度高，适用于制造电子器件外 壳、光学设备等。
钢铁合金
不锈钢
高速钢
耐腐蚀性好，适用于制药、电子、化工等领域。 适用于加工高硬度、高强度的材料，常用于制 造刀具、打钉机器等。
应用领域介绍
1 汽车工业
铁、铝等合金被广泛应用于轿车、Fra bibliotek车、摩托车等。
2 航空航天
镁铝、航空铝合金、不锈钢、钛合金等被广泛应用于飞机、火箭制造。
3 建筑工业
钢铁、铝合金等常被用于建筑框架和幕墙等。
选择合金的考虑因素
性质 耐腐蚀性 可加工性 成本
合金的强度、硬度、塑性等性质需满足使 用要求。
根据使用环境和条件选择合适的耐腐蚀性 能合金。
铝青铜
铝硅合金
机械性能好，耐热性能优异，广泛应用于航空、 轨道交通领域。
低密度、高强度、可塑性好，应用于汽车、航 空工业中。
航空铝合金
具有轻巧、高强度、高刚性等优点，广泛应用 于航空、航天领域。
铜合金
1
青铜
是铜和锡的合金，优良的机械性能和耐磨性，广泛应用于制造带轮、弹簧、轴承 和电器零件等。
2
硅青铜
常用铸造合金
铸造是一种广泛应用于制造行业的技术。常见的铸造材料有铸铁、铝合金、 铜合金、镁合金和钢铁合金等。每种铸造合金都有其特定的性质和应用领域。
铸铁
灰口铸铁
含有一定比例的石墨，强度低但耐磨性好，在制造机床等方面应用广泛。
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优良 AlSi AlCu AlMg AlZn
AlSi：铸造性能最好。流动性好、线收缩 率低、收缩小 适宜于复杂、薄壁、气密件
AlCu：铸造性低，耐蚀性低 但有较高的室温和高温力学性能
AlMg：耐蚀性最好，密度最小，强度最高 但铸造工艺复杂
AlZn：耐蚀性差，热裂倾向大， 但强度较高
润滑剂的 5）缺口敏感性 石墨相当于基体中的缺口
2. 牌号
形式：HT××× HT：表示灰铸铁 数字表示抗拉强度 其σb与壁厚有关，越厚， σb↓
如，HT100
3.孕育处理
●加入孕育剂，细化石墨，并使其均匀分 布
●孕育处理的铸铁——孕育铸铁 ●孕育铸铁的强度、硬度显著提高，但石
墨仍为片状，故塑性、韧性仍很低。
牌号：KT×××—×× 最低抗拉强度 最低延伸率
§2—2铸钢件的生产
其产量占铸件总量的15％，仅次于灰铁 应用广泛 ①机械性能高于各类铸铁，σ，HB，δ，
αk ②某些合金铸铁具有特殊的性能，如耐磨
性，耐热性等 ③焊接性好，便于采用铸—焊联合结构铸
造复杂、巨大件 分类：铸造碳钢和合金铸钢
一、铸造碳钢牌号
ZG×××—××× ZG：铸造碳钢 前一数字：屈服强度 后一数字：抗拉强度
三、铸钢件的铸造工艺特点
不好 熔点高，流动性差，收缩大，钢液易氧化 易产生粘砂，冷隔，浇不到，缩孔，气孔 易产生变形、裂纹 因此，其铸造工艺复杂
铸钢件晶粒粗大，后经热处理细化
§2—3有色金属铸件的生产
具有优良的物理性能、化学性能
前一数字表示最低抗拉强度 后一数字表示最低延伸率 如，QT450—10
2. 化学成分 应严格控制。二高二低，高C高Si，低S低P
3. 球化及孕育处理 球化剂：稀土镁硅铁或纯镁 孕育处理：使石墨更圆更细、分布更均匀
4. 铸件工艺特点 ●铸造性能不如灰铸铁 ●凝固温度范围较宽，有糊状凝固的特征 ●流动性差，易产生缩孔、缩松 ●若铸型刚性足够，可利用石墨的膨胀实
2第二章常用铸造合金
二、铸铁的石墨化 石墨化：铸铁中石墨
析出的过程 1. 石墨化过程的三个阶段： 第一阶段：共晶反应
Lc‘→AE’+G 第二阶段：沿E‘S’线 第三阶段：共析阶段 As‘→Fp’+G
2. 影响石墨化的过程 1）铸铁成分的影响 碳、硅元素是促进石墨化的元素
硫（S）、锰（Mn）是阻碍石墨化的元素 2）冷却速度的影响 石墨化是碳原子在铸铁中聚集和析出过程，
3.灰铸铁的铸造工艺特点
●碳当量接近于共晶成分，故结晶温度范 Nhomakorabea围窄，以层状凝固方式凝固
●流动性好，能铸造出形状复杂的薄壁铸 件
●自补缩能力，析出石墨，体积膨胀，铁 液被压向晶粒间
●收缩量小
四、球墨铸铁
●经球化，石墨呈球状
●具有优良的机械性能、切削性能和铸造 性能 其应用仅次于灰铸铁
1. 牌号
形式：QT×××—×× QT：表示球墨铸铁
工艺特点： ▲活泼金属，易于氧化和吸气 ▲形成Al2O3，难清除，形成夹杂 ▲ 冷却中析出的气体被表面致密的Al2O3 膜阻碍，在铸件中形成针孔
二、铸造铜合金 有铸造青铜和铸造黄铜
铸造黄铜：普通黄铜 : Cu-Zn，耐磨、耐蚀差 特殊黄铜：HB高，耐磨、耐蚀
铸造青铜：不以Zn为主要合金元素 Cu-Sn，锡青铜；其余为特殊青铜
现自补缩；否则，膨胀压力使型腔扩大
三、蠕墨铸铁
新型铸铁材料 石墨短而粗，端部圆钝，形态介于片和球
之间 （组织图） 其性能介于灰铸铁和球铁之间 耐磨性比灰铸铁好，减振性比球铁好 用其代替灰铁生产要求更高的铸件 其铸造性能接近于灰铁 牌号：RuT×××，最低抗拉强度
蠕墨铸铁中石墨的形状
四、可锻铸铁
需要时间。冷却速度慢，有利于石墨化
三、灰铸铁
1. 组织与性能 其组织结构可视为在钢的基体中嵌入了 大量的片状石墨 其塑性与韧性接近于0
性能 1）力学性能 属于脆性材料，塑性几乎为零
σb=120～250MPa 2）工艺性能 不能冲压和锻造，焊接性差
但铸造性能优良，切削加工性好 3）减振性 石墨的存在有关 4）耐磨性 储存润滑油；石墨本身也是良好
白口铸铁→经石墨化退火→石墨呈团絮状 具有较高的韧性 适宜于制造壁厚不太大的小型铸件
种类：
1）黑心可锻铁，中性气氛石墨化，缓冷， F基体，断口中部呈黑绒状。
塑性、韧性、耐磨性好 2）白心可锻铁，氧化性气氛中脱碳退火， 断口呈银白色。
机械性能差，很少应用 3）珠光体可锻铸铁 石墨化第三阶段被
抑制，基体为珠光体
青铜的耐磨性比黄铜好
铜合金的铸造工艺性能
易氧化吸气 生成的氧化亚铜（Cu2O)溶于铜中，使塑性
变差 黄铜：结晶温度范围窄，易形成集中缩孔 青铜：糊状凝固，易产生枝晶偏析是缩松
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