2.2.3常用铸造合金的熔炼及其铸件的生产
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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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
3
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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
第一节 铝合金液的精炼原理
精炼的目的：
清除铝液中的气体和各类有害杂质，净化铝液，防 止在铸件中形成气孔和夹渣。
一、铝铸件中气孔的形态及对性能的影响
1、针孔 分布在整个铸件截面上，因铝液中的气体，夹杂含量高、
精炼效果差、铸件凝固速度低所引起。针孔可分三种类型。
(1) 点状针孔 此类针孔在低倍显微组织中呈圆点状， 轮廓清晰且互不相连，能清点出每平方厘米面积上的针孔数目并测 得针孔的直径。这类针孔容易和缩孔、缩松相区别。
在所有的炉气成分中，只有氢能大量地溶解于铝液中。 根据测定，存在于铝合金中的气体，氢占85%以上，因而 “含气量”可视为“含氢量”的同义词。
铝液中的氢和氧化夹杂主要来源于铝液与炉气中水 汽的反应。
1、铝和水汽的反应
低于250℃时，铝锭与大气中的水汽接触会产生下 列反应
Al+H2O→Al(OH)3+H2
气孔位于铸件表皮下面，因铝液和铸型中水分反 应产生气体所造成，一般和铝液质量无关.
3、单个大气孔
这种气孔产生的原因是由于铸件工艺设计不合理， 如铸型或型芯排气不畅，或者是由于操作不小心，如浇注 时堵死气眼，型腔中的气体被憋在铸件中所引起，也和铝 液纯净度无关。
二、铝铸件中氧化夹杂物形态及对性能的影响
图13-1为铝液与各种炉气成分反应 时标准状态自由能的变化。
从表13-1和图13-1可见，除按反应式(13-2)、(13-6)
生成Al4C3外，其余反应都将生成Al2O3，而AlN与H2O或O2按式(1310)、(13-11)反应， Al4C3与H2O或O2按式(13-8)、(13-9)反应又都 生成Al2O3，因此，表13-1所列众多反应的最终产物中大部分是Al2O3。 Al2O3的化学稳定性极高，熔点高达2015℃±15℃，在铝液中不再分 解，是铝铸件中主要的氧化夹杂物。
铸造合金及其熔炼(铸钢及其熔练)ppt课件
6
断面收缩率 ψ
（ %） 35 35 35 35 30 25 22 20
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第三章 铸造合金及其熔炼
常用的一些特殊铸造高合金钢有不锈耐
酸钢（如ZG1Cr17、ZG1Cr18Ni9Ti）、 耐磨高锰钢 （如ZGMn13-1）、耐热钢 （如ZG35Cr26Ni12）等。
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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
2）装料 补炉完毕，即可装料。一 般小容量电弧炉由人工进行装料，3t以 上的电弧炉用料罐从炉顶装料。在往料 罐中装料时，需要合理地布置炉料。原 则是尽量多装料并使炉料熔化快，炉料 要装得紧密，以利于导电和电热。
3）熔化期 熔化期的任务是将固体 炉料熔化成钢液，并进行脱磷。
锡青铜不易形成集中缩孔，所以不用很大的补缩冒口。其线 收缩率不大，铸件变形、缩裂的倾向较小。
为了进一步改善锡青铜的性能，常加入一些锌、铅、磷、 镍等元素。
铸造锡青铜的牌号、成分及性能见表2-11。
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第三章 铸造合金及其熔炼
表2-11 铸造锡青铜
牌号 ZCuS n3Zn8Pb6Ni1 ZCuS n3Zn11Pb4 ZCuS n5Pb5Zn5 ZCuS n10P1 ZCuS n10Pb5 ZCuS n10Zn2
1）补炉 一般每炼完一炉钢以后， 在装料前，照例要进行补炉。目的是修 补侵蚀和损坏的炉衬。补炉材料用卤水 镁砂。补炉工具和方法一般为大铲贴补、 铁锹投补或用机械化设备补炉。出钢后 打开炉门，升起电极，立即扒净残钢、 残渣，迅速进行补炉操作。补炉操作的 要点是：炉温高、操作快、补层薄，以 利于补炉材料的烧结。
0.9
ZG310-570 0.5 0.6
常用铸造合金及其熔炼
2．性能及应用
石墨形态：
比灰铸铁中的石墨片的长厚比要 珠光体基体
小的片状，端部较钝、较圆，介于 片状和球状之间的一种石墨形态：
牌号：RuT420、RuT380、RuT340、
RuT300、RuT260
铁素体基体
蠕墨铸铁中的石墨
蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸 铁，其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。
球化处理：
以冲入法最为普 遍，球化处理后 的铁液应及时浇 注，以防孕育和 球化作用的衰退。
（3）铸型工艺
凝固特性：球墨铸铁 含碳量较高，近共晶成 分，凝固收缩率低，但 缩孔、缩松倾向较大。 凝固的外壳强度较低；
而球状石墨析出时的 膨胀力却很大，若铸 型的刚度不够，铸件 的外壳将向外胀大， 造成铸件内部金属液 的不足，在铸件最后 凝固的部位产生缩孔 和缩松。
应用：
1）农业机械中占40～60％； 2）汽车拖拉机中约占50～70％； 3）机床制造中约占60～90％。
铸铁特点：
1）生产设备和工艺简单、价 格便宜；
2）有良好的铸造性、切削加 工性及减震性等优良的使用性能 和工艺性能。
分类
①按碳的存在形式分: 白口铸铁、 灰口铸铁和麻口铸铁。 ②按石墨存在形式分：灰口铸铁、 可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。 ③按成分分：普通铸铁、合金铸铁。
石墨（G）的力学性能与作用
①性能： σb=20MPa、HB3~5、δ、ak = 0。
②割裂作用：减振、机械性能降低； 断屑性能好。
③尖端效应：应力集中； ④润滑作用（自润滑和储油）：减
摩和耐磨、切削性能好。 石墨（G）的形态
片状、球状、絮状。
铸造生产的工艺流程
铸造生产的工艺流程铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序：1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图；2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型与制芯；4）熔化与浇注；成形原理铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。
但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。
型砂的性能及组成1、型砂的性能型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。
2、型砂的组成型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。
铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。
铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。
为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。
型砂结构，如图2所示。
图2 型砂结构示意图工艺特点铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。
与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。
铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。
2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。
铸造合金及其熔炼复习摘要
铸造合金及其熔炼复习思考题铸铁及其熔炼1.什么是Fe-C双重相图，那一个相图是热力学稳定的，如何用双重相图来解释同一化学成分的铁水在不同的冷却速度下会得到灰口或白口，硅、铬对双重相图共晶临界点各有何影响？2.什么是碳当量、共晶度，有何意义。
3.分析片状石墨、球状石墨、蠕虫状石墨与奥氏体的共晶结过程和形成条件。
4.铸铁固态相变有那些，对铸铁最终组织有何影响？5.冷却速度、化学成分（C、Si、Mn、Cr、Cu等）对铸铁的一次结晶和二次结晶有何影响？6.灰铸铁中石墨的分布形态有那几种，对铸铁的性能有何影响，从化学成分、冷却速度及形核等方面说明其形成条件。
7.灰铸铁的基体和非金属夹杂物有那些类型，对铸铁的性能有何影响？8.灰口铸铁的性能有何特点？与其组织有何关系？汽车上那些铸件采用灰口铁生产？9.影响灰铸组织、性能的因素有那些，根据组织与性能的关系分析提高灰铸铁性能的途径和措施。
10.灰铸铁孕育处理的目的是什么，有那些作用，孕育铸铁化学成分的选择原则是什么，提高孕育效果有那些途径和措施？11.说明球墨铸铁生产的工艺过程，其化学成分选择的原则是什么，与灰口铸铁有何不同？12.球墨铸铁的球化剂和球化处理方法有那些？13.球铁凝固组织中为何易于出现自由渗碳体，如何消除自由渗碳体？14.根据铸铁组织形成原理分析在铸态下获得高韧性、高强度球墨铸铁的途径与措施。
15.球墨铸铁比灰口铸铁易出现缩孔、缩松缺陷，分析其原因和防止措施。
16.铸铁的热处理有何特点，生产上球墨铸铁采用那些热处理工艺？17.蠕墨铸铁有何性能特点？18.蠕墨铸铁的化学成分选择与灰铁和球铁有何不同，蠕化剂和蠕化处理工艺有那些？19.简述可锻铸铁生产工艺过程，化学成分选择原则，为何对于薄壁小件采用可锻铸铁生产有优越性？20.减摩铸铁与抗磨铸铁的组织要求有何不同，常用减摩铸铁和抗磨铸铁有那些？21.提高铸铁的耐热性能的途径和措施有那些？常用耐热铸铁有那些？22.提高铸铁的耐蚀性能的途径和措施有那些，硅、铭、铬三元素在耐热铸铁及耐蚀铸铁中的作用是什么？23.简述冲天炉的结构与熔炼的一般过程。
铸造合金熔炼试题及答案
铸造合金熔炼试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 下列哪项不是铸造合金熔炼过程中需要考虑的因素？A. 合金成分B. 熔炼温度C. 熔炼时间D. 合金的硬度答案：D2. 在铸造合金熔炼过程中，通常采用哪种气体进行炉内保护？A. 氧气B. 氮气C. 氩气D. 二氧化碳答案：C3. 铸造合金的熔炼温度通常取决于以下哪项？A. 合金的熔点B. 炉子的容量C. 熔炼时间D. 操作者的熟练程度答案：A4. 下列哪种合金元素通常不用于铸造合金中？A. 铜B. 铝C. 铅D. 镁答案：C5. 铸造合金熔炼过程中，为了提高熔炼效率，可以采取以下哪种措施？A. 增加熔炼时间B. 提高熔炼温度C. 使用预热的炉料D. 减少炉内保护气体流量答案：C二、判断题（每题1分，共5分）6. 铸造合金熔炼过程中，炉料的预热可以减少熔炼时间和能耗。
（对）7. 铸造合金的熔炼温度越高越好，因为这样可以更快地完成熔炼。
（错）8. 铸造合金熔炼时，炉内保护气体的作用是防止合金氧化和污染。
（对）9. 铸造合金的熔炼过程中，合金元素的添加顺序对最终合金的性能没有影响。
（错）10. 铸造合金熔炼完成后，应立即进行浇注，以防止合金凝固。
（错）三、简答题（每题5分，共20分）11. 简述铸造合金熔炼过程中的三个主要步骤。
答案：铸造合金熔炼过程中的三个主要步骤包括：炉料的预热、合金的熔化、调整成分和精炼。
12. 为什么在铸造合金熔炼过程中需要使用炉内保护气体？答案：炉内保护气体用于创造一个惰性气氛，防止合金在高温下与空气中的氧气或其他气体反应，从而避免合金氧化和污染，确保合金的性能。
13. 描述铸造合金熔炼过程中温度控制的重要性。
答案：温度控制对于铸造合金熔炼至关重要，因为它直接影响合金的熔化效率、成分均匀性以及最终合金的性能。
过高的温度可能导致合金过度氧化或烧损，而过低的温度则可能导致合金熔化不充分或成分不均匀。
14. 说明铸造合金熔炼过程中合金元素添加的一般原则。
铸造的方法
铸造的方法1. 铸造技术的方法选择铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。
铸造是常用的制造方法，优点是：制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，在机械制造中占有很大的比重，如机床占60～80%，汽车占25%拖拉机占50～60%。
铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。
铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。
随着工业技术的发展，铸造技术的发展也很迅速，特别是19世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等，在20世纪下半叶得到完善和实用化。
由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自动化和清洁化的方向发展，例如我国这几年在精密铸造技术、连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造成型模拟技术等方面发展迅速。
铸造主要工艺过程包括：金属熔炼、模型制造、浇注凝固和脱模清理等。
铸造用的主要材料是铸钢、铸铁、铸造有色合金(铜、铝、锌、铅等)等。
铸造方法常用的是砂型铸造，其次是特种铸造方法，如：金属型铸造、熔模铸造、石膏型铸造......等。
而砂型铸造又可以分为粘土砂型、有机粘结剂砂型、树脂自硬砂型、消失模等等,如下图：铸造方法选择的原则：1．优先采用砂型铸造据统计，我国或是国际上，在全部铸件产量中，60～70％的铸件是用砂型生产的，而且其中70％左右是用粘土砂型生产的。
主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。
所以象汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件都是用粘土湿型砂工艺生产的。
当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。
粘土湿型砂铸造的铸件重量可从几公斤直到几十公斤，而粘土干型生产的铸件可重达几十吨。
一般来讲，对于中、大型铸件，铸铁件可以用树脂自硬砂型、铸钢件可以用水玻璃砂型来生产，可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件，但成本较高。
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bMPa
400
0.2MPa 5%
250 18
HB 130～180
应 用 举 例 汽车、拖拉机床底盘 零件；16-64大气压阀 门的阀体、阀盖 机油泵齿轮
QT400-15
QT450-10 QT500-7
铁素体
铁素体 铁素体 + 珠光体 珠光体 +铁素 体 珠光体 珠光体 下贝氏 体
可锻铸铁的牌号、机械性能 及应用
分 类 牌 号 铸铁 壁厚 mm >12 >12 >12 >12 试棒 直径 mm 16 16 16 16 抗拉 强度 延伸 率 % 6 8 10 12 ≤150 硬度
b
MPa
HB
应用举例
铁 KTH300-06 素 KTH330-08 体 基 KTH350-10 KTH370-12
5）蠕墨铸铁件的生产 ★组织 钢基体上分布有蠕虫状石墨
★性能 ※强度、塑性、韧 性、耐磨性优于灰 铸铁 ※铸造性能优于球 墨铸铁 ※具有良好的热疲 劳性及导热性 ★应用 代替灰铸铁生产较 高要求的铸件，如 液压阀，钢锭模等
★牌号 RuT420 ★生产特点 ※成分：高碳、高硅、低 P、S ※球化处理 ※孕育处理 ★铸造工艺 与灰口铁接近
2）铝合金的铸造工艺特点
★铸造性能 极易吸气、氧化；收缩 大；易产生缩孔、缩松、 夹渣、变形、甚至开裂等 缺陷。 ★铸造工艺 ※充型：十分平稳，不产生 涡流、飞溅和冲击现象， 尽快充满铸型 ※型砂：SiO2含量低的硅砂， 粒度应较细100/200目 ※浇注系统： ☆较矮铸件：顶注式或中间 注入式 ☆其余：底注开放式或垂直 缝隙式 ☆浇注系统内有时放过滤网， 以撇渣。 ☆内浇道数量应多些，以便 快速充型。 ☆浇注系统应有利于实现顺 序凝固和冒口的补缩 ☆充分发挥冷铁作用以增强 冒口的补缩效果。
珠光体+ 石墨 珠光体+ 石墨 珠光体 +铁素体 +石墨 铁素体 +珠光体 +石墨 铁素体+ 石墨
RuT300
300
240
1.5
140～217
RuT260
260
195
3
121～197
蠕墨铸铁的牌号及应用
牌号 组织 用途举 例 汽车、拖拉机底盘类零件、驱 动桥壳、阀体等 排气管、变速箱体、汽缸盖、 纺织零件、液压件等
2.2.3常用铸造合金的熔炼 及其铸件的生产
一、 钢铁的生产过程
冲天炉 铁锭 钢液 电弧炉 钢锭 铁水 钢 转炉 铸钢 连铸件(型材）
铸铁
铸铁件 钢锭 铸钢件
铁矿石 高炉
目录
钢锭
钢水浇注成钢锭的方法
二 常用合金铸件的生产
1、铸铁件的生产 1）概述 ★ 铸铁分类
白口铁 Fe3C
按碳的存在形式分 麻口铁 Fe3C+G 普通灰口铁G片 灰口铁 G 可锻铸铁G团絮 球墨铸铁G球 蠕墨铸铁G蠕虫 普通铸铁 按化学成分分
※一般用水玻璃砂造型 ※浇注系统多采用底注开放式， 使液流尽量平缓 ※浇注系统截面积要大、简单、 拐弯不要多；浇注温度高。 ※按顺序凝固原则设计浇冒口 系统，热节处加冷铁或冒口 ※在易产生裂纹处设收缩筋， 对易变形的铸件则常设拉筋 以加强刚性。 ※铸钢件需热处理
3铝合金铸件的生产 1）铸造铝合金的熔炼
4 铜合金铸件的生产
1）铸造铜合金的熔炼 ★设备：坩锅炉、工频炉、中频炉 ★熔炼工艺
※熔剂：熔化青铜时加入玻璃、硼砂以覆盖铜液 ※脱氧剂：出炉前加入0.3～0.6%的磷铜进行脱氧
2）铜合金的铸造工艺特点
铜合金的铸造工艺特点
合金种类 凝固结晶 特点 锡青铜 凝固结晶 温度范围 宽，不易 氧化，易 产生缩松。 冒口补缩 采用同时凝 固方式,一 般不用冒口 补缩，在厚 壁处设冷铁 浇注系统 雨淋式 压力式 带滤网或滤片式 应用范围 大型长筒式铸件 矮小圆盘、圆套、 轴瓦类 中大型复杂件
★普通灰口铸铁的牌号（GB9439-88）
※牌号意义
单铸φ30mm试棒的抗拉强度值，分为六个牌号 HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350
※牌号的选用
根据铸件受力处的主要壁厚或平均壁厚，按国标
GB9439－88所规定的参考值选。
※注：普通Байду номын сангаас口铸铁的壁厚增大，强度降低。
RuT260
RuT300 RuT340 RuT380 RuT420
F+G蠕
F+P+G蠕 F+P+G蠕 P+G蠕 P+ G蠕
重型机床件、大型齿轮箱体、 盖、刹车鼓、玻璃模具、飞轮 等 活塞环、气缸套、制动盘、 玻璃模具、刹车鼓、钢珠研磨 盘吸泥泵体等
2铸钢件的生产
1）铸钢的分类、性能及应用
分类: 铸钢 铸造碳钢 铸造合金钢
蠕墨铸铁的牌号和机械性能
抗拉强度 牌号
bMPa
420 380 340
0.2MPa
小 335 300 270
屈服强度 于
延伸率
%
硬度值范 蠕化率 VG% 围 HB 不小于 200～280 193～274 170～249 50
组
织
不 RuT420 RuT380 RuT340
0.75 0.75 1.0
合金铸铁
目录
★影响铸铁石墨化的因素
※化学成分 ※冷却速度
2）普通灰口铸铁件的生产
★普通灰口铸铁的成分及组织 接近共晶成分
F F+ P + P+ G+ G 片G片 F+G片
片 F+P+G片
P+G片
★普通灰口铸铁的性能
※机械性能：σb:125～250MPa δ、ψ、αk 趋于零。 ※工艺性能：不能锻造和冲压；焊接性很差； 良好的铸造性；切削加工性好。 ※其它性能：良好的减震性、耐磨性；缺口敏 感性低于钢。
4）球墨铸铁件的生产 ★组织：钢基体上分布有球状石墨
F+G球
F+P+G球
P+G球
★性能
良好的机械性能
σb:400～600MPa σ0.2/σb＞0.7 δ=2～18%
★牌号
QT450-10
★应用
以铁代钢，生产重载机件，如曲轴。
★生产工艺特点
※成分：高碳、高硅、低P、S ※球化处理 ※孕育处理
球墨铸铁的牌号、机械性能及应用
300 330 350 370
弯头、三通等管件 螺丝扳手等，犁刀、犁柱、 车轮壳等 汽车拖拉机前后轮壳、减 速器 壳、转向节壳、制动器等
KTZ450-06
珠 光 体 基 KTZ550-04 KTZ650-02
16
16 16
450
550 650
6
4 2
150～200
180～230 210～260
曲轴、凸轮轴、连杆、齿 轮、
若采用单一的生铁锭或回炉铁为原料，铸出的产品品质
如何？若采用单一的废钢来熔炼，铸出的产品属于铸钢 还是铸铁？ 5 分析比较灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁的 组织、性能、生产特点、铸造性能及铸造工艺。
5 分析比较灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸 铁、蠕墨铸铁的 组织、性能、生产特点、 铸造性能及铸造工艺。
★设备：坩锅炉、反射炉、 工频炉 ★熔炼特点：元素烧损大、 易吸气 ★熔炼方法： ※常规熔炼法:以Mg、Al、Zn 金属锭作炉料，其余元素 以中间合金形式加入。 ※合金锭重熔法：直接按牌 号购买铸造铝合金锭重熔 ※一次熔炼法：大部分合金 元素以纯金属锭加入。 ★熔炼工艺： ※熔剂（覆盖剂）KCl、NaCl ※精炼除气，熔炼后期通入氯 气或压入氯盐、氯化物，如 氯化锌、六氯乙烷等，以除 去合金液内的气体和氧化夹 杂。 ※细化晶粒：Al-Mg、Al-Cu中 加入Ti、B、Zr 等元素或其 盐类，使晶粒细化。 ※变质处理：Al-Si合金熔炼时， 加变质剂，以细化晶粒。
汽车、拖拉机传动齿 轮
球化处理工艺有冲入法和型内球化法
铁水 出铁槽
冒口
积渣包
铁水包 草木灰 硅铁粉 合金球化剂 铸件 反应室
冲入法
型内球化法
★铸造工艺
※高的出炉铁水温度 ※浇注系统的截面积＞灰铸铁 ※采用半封闭或开放式浇注系统（球铁易氧 化） ※增加铸型刚度，安放冒口、冷铁以防止缩 孔，缩松。 ※严格控制型砂中的水分及原铁水的碳、硅 含量，降低铁水中含硫量和残余镁量，防 止产生气孔 Mg+H2O=MgO+H2 MgS+H2O=MgO+H2S
灰铸铁的壁厚与强度的关系 牌号 铸件壁厚/mm 2.5~10 10~20 HT100 20~30 30~50 2.5~10 10~20 HT150 20~30 30~50 σb/MPa 130 100 90 80 175 145 130 120
灰铸铁的用途
牌 号 HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350 组织 F+G片 F+P+G片 F+P+G片 P+G片 P细+G细片 P细+G细片 用途举例
◇不需冒口和冷铁，一般采用同时凝固。 ◇浇注系统截面多采用封闭式 ∑F内∠F横∠F直 或 ∑F内∠F直∠F横 ◇对型砂的要求比钢低，粘土砂，中小型件可用湿 型砂。 ◇一般不需热处理，或仅需时效处理
3）可锻铸铁件的生产 ★组织：钢基体上分布有团絮状石墨
P+G团絮
F+G团絮
★性能（与普通灰口铁比） 具有较高的韧性δ ≤12％ αk≤30J/cm2 ★牌号：※黑心可锻铸铁 KTH300-06 ※珠光体可锻铸铁KTZ450-06 ★应用：结构复杂，承受冲击载荷的薄壁零 件，如水管弯头，农机具，阀门等。