第二章常用合金铸件的生产

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铸造基础知识

（1）热应力：热应力是由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，致使在同一时期内铸件各部分收缩不一致所引起。
热应力的形成过程：金属在不同温度的两种力学状态塑性状态：应力使金属产生塑性变形而应力消失弹性状态：应力使金属产生弹性变形而保持应力临界温度T临：金属塑性、弹性状态的转变温度钢和铸铁 620℃～650 ℃
顺序凝固的优点：
可有效地防止缩孔和缩松。
缺点：
1、耗费许多合金。 2、增加造型工时，加大了
铸件成本。
3、顺序凝固扩大了铸件各部分的温度差，热应力大，促进了铸件产生应力、变形和裂纹倾向。
三、铸造应力、变形和裂纹
1、铸造应力
铸件凝固后，固态收缩，受到阻碍，内部产生应力。应力大于屈服强度——变形；应力大于抗拉强度——裂纹。类型：热应力、收缩应力（机械应力）。
2、可以用各种金属，如铸铁、钢、非铁金属、难熔合金铸造铸件。 3、可以生产重量从几克到几百吨，壁厚从不到一毫米到几百毫米的
铸件，如气缸体、气缸、曲轴、减速箱体、活塞等。铸型：砂型或金属型和砂芯或金属芯组成的成形工具。铸型质量影响铸件尺寸精度、表面粗糙度和力学性能。按铸型和浇注方式不同分砂型铸造和特种铸造。铸件通常作为毛坯，经切削加工后成为零件才能使用，但有时也可作
度越低越好。流动压力越大，流动速度越快，充型能力越好。
三、铸型条件（铸型导热能力、铸型流动阻力）
铸型导热能力差，散热慢，则合金保持在液态的时间长，充型能力好。砂型比金属型好
加高直浇口、扩大浇口截面积、安置出气口，则可提高液态合金的充型能力。
此外，零件壁厚小、复杂程度高充型能力降低。
§1-2 铸件的凝固
一、铸件的凝固
铸型中的合金从液态转变为固态的过程，称为铸件的凝固，或称结晶。

作业习题

作业习题第一篇第一章金属材料主要性能1.下列硬度要求或写法是否恰当？为什么？(1)HRC12～17；(2)HRC =50～60 Kgf/mm2；(3)70HRC～75HRC ；(4)230 HBW ；2.整体硬度要求230HBS～250HBS的轴类零件，精加工后再抽查，应选用什么硬度计测量硬度较合适？3.一紧固螺钉在使用过程中发现有塑性变形，是因为螺钉材料的力学性能哪一判据的值不足？4.用洛氏硬度试验方法能否直接测量成品或教薄工件？为什么？第二章铁碳合金主参考书邓本P263.填表注意：做题时必须按照要求列表、填写。

6.填表8.现拟制造以下产品，请根据本课所学金属知识中选出适用的钢号：六角螺钉车床主轴钳工錾子液化石油气罐活扳手脸盆自行车弹簧钢锉门窗合页第三章钢的热处理1.叙述热处理“四把火”的名称、工艺特点、工艺效果。

（要求：列表描述）2.锯条、大弹簧、车床主轴、汽车变速箱齿轮的最终热处理有何不同？第四章非金属材料见下图示，为一铸铝小连杆，请问： ⑴试制样机时宜采用什么铸造方法？ ⑵年产量为1万件时，应选用什么铸造方法？⑶当年产量超过10万件时，应选用什么铸造方法？1.焊条选择的原则？2.焊接规范选择的主要依据？3.焊接变形产生的原因及防止的措施？4.埋弧焊的特点？5.氩弧焊的特点？2.简述磨床液压传动的特点。

第三章常用加工方法综述1.车床适于加工何种表面?为什么?2.用标准麻花钻钻孔，为什么精度低且表面粗糙?3.何谓钻孔时的“引偏”?试举出几种减小引偏的措施。

4.镗孔与钻、扩、铰孔比较，有何特点?5.一般情况下，刨削的生产率为什么比铣削低?6.拉削加工有哪些特点?适用于何种场合?7.铣削为什么比其他加工容易产生振动?8.既然砂轮在磨削过程中有自锐作用，为什么还要进行修整?9.磨孔远不如磨外圆应用广泛，为什么?10.磨平面常见的有哪几种方式?第四章现代加工简介1.试说明研磨、珩磨、超级光磨和抛光的加工原理。

(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。

机械制造基础铸造第二章

凝固过程中，铸件断面上有三个区域：液相区、固相区、凝固区。凝固区越窄铸造性能越好
机械制造基础
第二章铸造成型
§2-1.2
金属与合金的铸造性能
液态合金的充型能力
—— 液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。充型能力不足容易出现浇不足、冷隔缺陷，尤其对于薄壁铸件
机械制造基础
第二章铸造成型
影响充型能力的因素：
1. 合金的流动性 ——液态合金本身的流动能力。
(1). 流动性的测试螺旋形试样法
机械制造基础
第二章铸造成型
(2). 影响流动性的因素：
合金的种类：
灰口铸铁、硅黄铜流动性最好，铸钢的流动性最差。灰口铸铁：l 1000 mm 硅黄铜： l 1000 mm 铸钢： l 200 mm
机械制造基础
第二章铸造成型
（2）机器造型
指用机器完成全部或至少完成紧砂操作的造型工序。 1）特点： ①提高了生产率，铸件尺寸精度较高； ②节约金属，降低成本； ③改善了劳动条件； ④设备投资较大。 2）应用：成批、大量生产各类铸件。
机械制造基础
第二章铸造成型
3）机器造型方法 ①震压造型：先震击紧实，再用较低的比压（0.15 －0.4MPa ）压实。紧实效果好，噪音大，生产率不够高。 ②微震压实造型：对型砂压实的同时进行微震。紧实度高、均匀，生产率高，噪音仍较大。
要预热后再浇注合金液。
(3). 铸型的排气能力，流动阻力，充型能力，所以铸型要留出气口。

机械制造基础
第二章铸造成型
2.1.2.2 铸件的收缩 ① 液态收缩阶段
② 凝固收缩阶段 ③ 固态收缩阶段
T ① ② ③

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。

第二章压铸过程原理及常用压铸合金

即压射力与压室截面积之比。 p=Fy/A
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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21
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。

机械制造基础(金属工艺学) 第二章铸造

第2章铸造
01 铸造工艺基础 02 合金铸件的生产工艺 03 砂型铸造 04 特种铸造 05 铸件结构设计
第2章铸造
铸造工艺特点 1）适合制造形状复杂的毛坯
第2章铸造
铸造工艺特点 2）毛坯大小不受限制
第2章铸造
铸造工艺特点 3）材料不受限制（能熔化的金属） 4）生产成本低（原材料来源广泛） 5）应用广泛（历史最久的金属成型方法，40%~80%）
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 2）铸件宽大平面应朝下
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—分型面分型面：铸型组元之间的结合面或分界面。分型面影响： 1）铸件质量； 2）生产工序的难易； 3）切削加工的工作量。
2.2.1 铸铁件生产 2）球墨铸铁由于石墨成球状，它对基体的缩减和割裂作用减至最低限度，球墨
铸铁具有比灰铸铁高的多的力学性能，塑韧性大大提高。
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 2）球墨铸铁
球墨铸铁的牌号、性能及用途 QTXXX-X
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 3）可锻铸铁将白口铸铁件经长时间的高温石墨化退火，使白口铸铁中的渗碳体
04 特种铸造 05 铸件结构设计
2.3 砂型铸造
铸造工艺
砂型铸造
特种铸造
手工造型机器造型金属型铸造熔模铸造
压力铸造低压铸造
陶瓷型铸造离心铸造
2.3 砂型铸造

机械制造基础复习题

机械制造基础复习题机械制造基础复习主要内容第⼀篇⾦属材料知识第⼀章⾦属材料的主要性能1.⼒学性能、强度、塑性、硬度的概念? 表⽰⽅法？⼒学性能（F）——材料在外⼒作⽤下所表现出的特性。

强度（σ）------材料在外⼒作⽤下，抵抗塑性变形和断裂的能⼒。

塑形------材料在外⼒作⽤下，产⽣永久变形⽽不引起破坏的能⼒硬度（布⽒硬度HB&洛⽒硬度H R）------是材料抵抗更硬的物体压⼊其内的能⼒。

2.布⽒和洛⽒硬度法各有什么优缺点？下列情况应采⽤哪种硬度法来检查其硬度？布⽒硬度(H R)优点：测试值稳定,准确度⾼。

缺点：测量费时，压痕⼤，不适合成品检验。

洛⽒硬度（HRC）优点：测试简单、迅速，压痕⼩、不损伤零件，可⽤于成品检验。

缺点：测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。

库存钢材---布⽒硬度硬质合⾦⼑头----洛⽒硬度锻件---布⽒硬度台虎钳钳⼝---洛⽒硬度3.下列符号所表⽰的⼒学性能指标的名称和含义是什么？σb：抗拉强度：抗拉强度是材料在拉断前承受最⼤载荷时的应⼒。

σs：屈服点：屈服点是拉伸试样产⽣屈服时的应⼒。

δ：伸长率：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。

HRC ：140kgf主载荷120°的⾦刚⽯圆锥体的压头测得的硬度。

HBS ：硬度的⼀种指标。

第⼆章铁碳合⾦1.⾦属的结晶过程，⾦属的晶粒粗细对其⼒学性能有什么影响？如何细化铸态晶粒？形核，长⼤。

⾦属是由许多⼤⼩、形状、晶格排列⽅向均不相同的晶粒所组成的多晶体。

⼀般⾦属的晶粒越细⼩，其⼒学性能越好。

细化的⽅法：变质处理；增⼤过冷度；机械的振动和搅拌；热处理；压⼒加⼯再结晶。

2.什么是同素异晶转变？室温和1100℃时的纯铁晶格有什么不同？在固态下，随着温度的变化，⾦属的晶体结构从⼀种晶格类型转变为另⼀种晶格类型的过程。

室温体⼼⽴⽅晶格；1100℃是⾯⼼⽴⽅晶格。

3.⾦属的晶体结构类型? 铁碳合⾦的基本组织A、F、M、P体⼼⽴⽅和⾯⼼⽴⽅。

2-3常用合金铸件的生产

2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
硫和锰对石墨化的影响
S 严重阻碍石墨化,有形成白口倾向,Fe和Fe 在晶界上形成低熔点(98.5℃)共晶体，具有热脆性，使流动性降低，增大收缩率。限制在０.1～0.15%以下。Ｍn能抵消Ｓ的有害作用。Mn与S的亲合力大。属有益元素Ｍn+S=MnS Mn+FeS=Fe+MnS MnS的熔点约1600℃.比重较小,随熔渣排出炉外.可提高基体的强度和硬度.过多的Mn阻碍石墨化作用，一般在0.6~1.2%。
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
灰铸铁的工艺性
属脆性材料，不能锻造和冲压。焊接时产生裂纹的倾向大，焊接区常产生白口组织，呈崩碎切屑，切削加工性能好。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
灰铸铁的减振性
比钢的减震性好得多，这是由于石墨对机械震动起缓冲作用，阻止了振动能量传播，减震能力为钢的5~10倍，是制造床身、机座的好材料。
2013年7月26日星期五
2－3 铸铁
壁厚、成分与组织之间的关系
成分不变壁厚变—增加壁厚得到低牌号铸铁，减小壁厚得到高牌号铸铁。壁厚不变成分变—增加碳硅含量得到低牌号铸铁，减少碳硅含量得到高牌号铸铁。壁厚和成分都发生变化，但铸件的组织和机械性能不变化—铸件壁厚增加则选择低碳硅的高牌号铸铁，铸件壁厚减小则反之。其实质就是利用铸件壁厚（冷却速度）和化学成分（碳硅含量）对铸件石墨化的综合影响。
铁素体基体＋团絮状石墨
珠光体可锻铸铁（白心可锻铸铁）的组织
珠光体基体＋团絮状石墨
2013年7月26日星期五 2－3 铸铁
可锻铸铁的性能
可锻铸铁的前身是白口铸铁，结晶温度范围大，流动性差，收缩大，易产生冷隔、浇不足、缩孔、缩松及裂纹等缺陷。在铸造工艺上应采用冒口及冷铁，创造顺序凝固条件，提高薄壁铸件的浇注温度，提高砂型的容让性。可锻铸铁的加工性能优于钢，减振、耐磨、低缺口敏感性及耐蚀性都较好。

金属工艺学习题答案

第二篇铸造
第一章铸造工艺基础
第二篇铸造
第一章铸造工艺基础
见教材 P48
（5）缩孔和缩松有何不同？为何缩孔比缩松较容易防止？
答：缩孔：呈倒圆锥形，内腔粗糙，是集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。缩松：呈小圆柱形，内腔光滑，分散在铸件某区域的细小缩孔。
邓文英等金属工艺学
目录
第一篇金属材料的基本知识 ......................................................................................... 2
第一章金属材料的主要性能 ................................................................................... 2
第 2 页共 30 页
邓文英等金属工艺学
（3）对于具有力学性能要求的零件，为什么在零件图上通常仅标注其硬度要求，而极少标注其他力学性能要求？
答：①在零件图上，除了用视图表达出零件的结构形状和用尺寸标明零件的各组成部分的大小及位置关系外，通常还标注有相关的技术要求。
②零件图上的技术要求一般有以下几个方面的内容：零件的极限与配合要求；零件的几何公差；零件上各表面的粗糙度；对零件材料的要求和说明；零件的热处理、表面处理和表面修饰的说明；零件的特殊加工、检查、试验及其它必要的说明；零件上某些结构的统一要求，如圆角、倒角尺寸等。
第 1 页共 30 页
第一篇金属材料的基本知识
第一章金属材料的主要性能
第一篇金属材料的基本知识第一章金属材料的主要性能

《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

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

灰铸铁共分为HTl00、HTl50、HT200、HT250、HT300、 HT350六个牌号。选择铸铁牌号时必须考虑铸件的壁厚。
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

材料与金属工艺学第二篇：铸造

佛山科学技术学院机电系
材料与金属工艺学：铸造篇
三、可锻铸铁
其石墨呈团絮状，减轻了对金属基体的割裂作用，故抗拉强度得到显著提高，有着较好的塑性与韧性。如σ b一般达300～ 400MPa。但可锻铸铁并不可以锻造。其牌号用“KTH”表示，如 KTH300-6。
制造可锻铸铁的首先步骤是先铸造出白口铸铁，然后退火得到团絮状石墨。
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材料与金属工艺学：铸造篇
由于是液态成型，理论上说，只要铸型造得出，金属液流得进，非常复杂的零件都可以铸造出来。某些非金属材料也可以铸造。下图展示出几件复杂零件和艺术铸件。
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材料与金属工艺学：铸造篇
第一章铸造工艺基础
第一节液态合金的充型
在液态合金的充型中，有时伴随着结晶现象，若充型能力不足，在型腔被填满之前，形成的晶粒将充型的通道堵塞，金属被迫停止流动，于是铸件将产生浇不足。
在铸件上为切削加工而加大的尺寸称为机械加工余量
一般来说，较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工余量。灰铸铁最小铸孔：单件生产30～50mm，成批生产15～20mm，大量生产12～15mm。
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材料与金属工艺学：铸造篇
二、起模斜度
为了使模样（或）型芯便于从砂型（或）芯盒中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模样时必须留出一定的倾斜度。起模斜度的大小取决于立壁的高度、造型方法、模样材料等因素，通常为15`~30。
三、铸件中的缩孔与缩松
1、缩孔与缩松的形成（1）缩孔集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。
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材料与金属工艺学：铸造篇
（2）缩松分散在铸件某区域内的细小缩孔。当缩松与缩孔的容积相同时，缩松的分布面积比缩孔大得多。金属按一定次序结晶（顺序凝固）易形成缩孔！

热加工工艺基础[1]

热加工工艺基础
2020/11/21
热加工工艺基础[1]ຫໍສະໝຸດ 《热加工工艺基础》教学大纲
英文名称：High Temperature Process
学分：2 学时：40 适用专业：机电工程、车辆工程
热加工工艺基础[1]
课程的性质、地位和任务
热加工工艺基础是材料科学与工程、机电工程、车辆工程等专业的必修课程。本课程对了解材料的热加工工艺过程、材料热加工过程中的结晶、变形及强化规律有重要作用，对解决材料加工实际问题有很大帮助。
（2）缩松的形成宏观缩松多分布在铸件最后凝固的部位，显微缩松则是存在于在晶粒之间的微小孔洞，形成缩松的主要原因也是液态收缩和凝固收缩所致。缩松形成过程见图1-7。
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（3）缩孔、缩松的防止措施
a）采用定向凝固的原则所谓定向凝固，是使铸
件按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程。
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（3）铸件的变形和防止铸件的变形包括铸件凝固后所发生的变形以及随后的切削加工变形。防止铸件变形有以下几种方法：
a) 采用反变形法可在模样上做出与铸件变形量相等而方向相反的预变形量来抵消铸件的变形，此种方法称为反变形法。
b) 进行去应力退火铸件机加工之前应先进行去应力退火，以稳定铸件尺寸，降低切削加工变形程度。
相同。在常用铸造合金中铸刚的收缩最大，灰铸铁最小。
2. 浇注温度合金浇注温度越高，过热度越大，
液体收缩越大。
3. 铸件结构与铸型条件铸件冷却收缩时，因
其形状、尺寸的不同，各部分的冷却速度不同，导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之铸型和型芯对铸件收缩的阻力，故铸件的实际收缩率总是小于其自由收缩率。这种阻力越大，铸件的实际收缩率就越小。