铸铁和钢的基础知识.共30页文档
铸造成形技术-基本知识
(1)流动性 (1)流动性
决定合金流动性的因素主要有： 1、合金的种类：合金的流动性与合金的熔点、 热导率、合金液的粘度等物理性能有关。铸 钢熔点高，在铸型中散热快、凝固快，则流 动性差。
(1)流动性 (1)流动性
2、合金的成分：同种合金中，成分不同的铸造 合金具有不同的结晶特点，对流动性的影响 也不相同。
合金的充型能力及影响因素
1、熔融合金的充型能力: 这里有二个基本概念即充型与充型能力。 ★熔化合金填充铸型的过程,简称充型。 , ★熔融合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓 清晰铸件的能力,称合金的充型能力。
合金的充型能力及影响因素
2、影响合金充型能力的主要因素有： (1)流动性：流动性指熔融金属的流动能力,它是 影响充型能力的主要因素之一。 (2)浇注条件：指的是浇注温度与充型的压力。 (3)铸型条件：熔融合金充型时，铸型的阻铸型 对合金的冷却作用 都将影响合金的充型能力。
(3)铸型条件 (3)铸型条件
4、铸件结构的壁厚 当铸件壁厚过小，壁厚急剧变化、结构复杂 或有大的水平面时，均会使充型困难。因此 在进行铸件结构设计时，铸件的形状应尽量 简单，壁厚应大于规定的最小壁厚。对于形 状复杂、薄壁、散热面大的铸件，应尽量选 择流动性好的合金或采取其它相应措施。
(3)铸型条件 (3)铸型条件
合金的收缩及影响因素
合金的收缩：
铸件在凝固和冷却过程中，其体积减少的现象称为 收缩。
１）收缩过程及影响因素
收缩可分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩，液态 收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小，通常以体积 收缩率表示，它们是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本 原因。 合金的固态收缩，尽管也是体积变化,但它只 引起铸件各部分尺寸的变化。因此，通常用线收缩率 来表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等 缺陷的主要原因。
铸造球铁球化的深度讲解和控制
碳主要结晶成游离状态的石墨。其中碳主要 以片状石墨形状存在，断口为暗灰色，常见 的铸铁件多数是灰口铸铁。
球化的基本知识和控制
一、球化的基本知识 2、铸铁的基本种类 b) 球墨铸铁
铁水在浇注前经球化处理，其中碳大部分或全部以 球状石墨形式存在，机械性能高，生产工艺比可锻 铸铁简单，近年来日益得到广泛的应用。
球化的基本知识和控制
一、球化的基本知识 4、球铁的基本要求和标准(续) GMW10中球铁的机械性能要求
球化的基本知识和控制
一、球化的基本知识 4、球铁的基本要求和标准(续) 对于球铁化学成份和机械性能标准的分析可以得出以下结论： 影响球铁拉伸强度规格的化学成份主要是： Cu Mn
提高Cu和Mn的含量，球铁的拉伸强度和硬度都将上升，不同之处在于： Cu对于硬度的影响较小，而Mn对于硬度影响较大。 随着拉伸强度，硬度的提高，材料的延伸率将下降。 案例：目前泛亚开发中的C14曲轴要求在700拉伸强度下达到6以上的延伸 率，供应商无法达到，sourcing困难。
F‘
共析转变发生727℃（水平线PSK），反应 式为： K‘
共析转变的产物是铁素体与渗碳体的机械 混合物。 同理，奥氏体在738度将产生共析转变， 产物是铁素体与石墨。 C 图1
C
球化的基本知识和控制
一、球化的基本知识 1、基础知识储备（续）
Fe-C相图分析－－－特性线
F‘
ES线是碳在奥氏体中的溶解度曲线。 奥氏体的最大溶碳量是在1148℃时，可以溶解 2.11%的碳。而在727℃时，溶碳量仅为 0.77%，因此含碳量大于0.77%的合金，从 1148℃冷到727℃的过程中，将自奥氏体中 析出渗碳体，这种渗碳体称为二次渗碳体 (Fe3CII)。 如果是按照Fe-C图，则从奥氏体 中析出石墨，被称为为二次石墨。 图1 K‘
钢铁生产基础知识
GB221钢铁产品牌号表示方法1
❖ 1生铁01生铁牌号（GB221）.docx
❖ 2碳素结构钢和低合金结构钢02碳素结构钢和 低合金结构钢牌号（GB221）.docx
❖ 3优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢03优质碳 素结构钢和优质碳素弹簧钢牌号（GB221） .docx
❖ 4易切削钢04易切削钢牌号（GB221）.docx
脆。当氢在缺陷处以分子态析出时，会 产生很高内压，形成微裂纹，其内壁为白色 ，称白点或发裂。
夹杂物分类
夹杂物的延展性
（1）脆性夹杂：热加工后形状和尺寸都不变化， 沿轧制方向成串或成点链状排列。主要是Al2O3.
（2）塑性夹杂：沿轧制方向延伸成条带状。 MnS、铁锰硅酸盐（SiO2含量40-60%）。
❖ 碳含量越少，钢组织中珠光体比例也越小， 钢的强度也越低，但塑性越好，这类钢统称 为亚共析钢。
铁碳相图中的A1、A3线
❖ A1：PSK线，温度727℃，共析转变温度。 ❖ A3：GS线，温度727~912°，铁素体转变
为奥氏体的终了线（加热）或奥氏体转变为 铁素体的开始线（冷却）。
❖ 由于加热的时候有过热度，冷却的时候有过 冷度，所以同样一个相变点，加热和冷却不 一样。加热用c表示，冷却用r表示，因此： 加热Ac1、Ac3，冷却Ar1、Ar3。
转炉炼钢的特点
❖ 使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生 铁里，使杂质硅、锰等氧化。
❖ 在氧化的过程中放出大量的热量 （含1%的 硅可使生铁的温度升高200℃），可使炉内 达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另 外使用燃料。
❖ 主要以生铁液为原料，加适量的废钢，其特 点是生产率高、节省能源、成本低，适合于 大型钢铁联合企业，主要生产各类普通用途 的非合金钢（碳钢）。
铸造知识
第一章铸造概述铸造——将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法。
铸造生产的特点：优点——零件的形状复杂；工艺灵活；成本较低。
缺点——机械性能较低；精度低；效率低；劳动条件差。
分类：砂型铸造——90%以上特种铸造——铸件性能较好，精度低，效率高我国铸造技术历史悠久，早在三千多年前，青铜器已有应用；二千五百年前，铸铁工具已经相当普遍。
泥型、金属型和失蜡型是我国创造的三大铸造技术。
§1-1 金属的铸造性能合金的铸造性能是表示合金铸造成型获得优质铸件的能力。
通常用流动性和收缩性来衡量。
一、合金的流动性1、流动性概念流动性——液态合金的充型能力。
流动性好的合金：易于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件；有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除；易于补缩及热裂纹的弥合。
合金的流动性是以螺旋形流动试样的长度来衡量。
试样越长，流动性越好。
２、影响合金流动性的因素a、合金性质方面纯金属、共晶合金流动性好。
（恒温下结晶，凝固层内表面光滑）亚、过共晶合金流动性差。
（（在一定温度范围内结晶，凝固层内表面粗糙不平））b、铸型和浇注条件提高流动性的措施：提高铸型的透气性，降低导热系数；确定合理的浇注温度；提高金属液的压头； 浇注系统结构简单。
C 、铸件结构铸件壁厚>最小允许壁厚二、合金的收缩1、收缩的概念收缩是铸件中的缩孔、缩松、变形和开裂等缺陷产生的原因。
收缩的三个阶段：液态收缩形成缩孔、缩松（体收缩率） 凝固收缩固态收缩 ——产生变形和裂纹（线收缩率）2、铸件的缩孔和缩松 缩孔的形成：纯金属或共晶成分的合金易形成缩孔。
缩松的形成：结晶温度范围大的合金易形成缩松。
缩孔和缩松的防止：定向凝固——在铸件可能出现缩孔的厚大部位，通过增设冒口或冷铁等工艺措施，使铸件上远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近冒口的部位凝固，冒口本身最后凝固。
结果——使铸件各个部分的凝固收缩均能得到液态金属的补充，而将缩孔转移到冒口之中3、铸造应力铸造内应力有热应力和机械应力，是铸件产生变形和开裂的基本原因。
铸造培训-铸造基本知识
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三、铸型充填条件
（1）铸型的材料
（2）铸型温度 铸型温度越高，液态金属与铸型的
温差越小，充型能力越强。 （3）铸型中的气体
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§1-2 铸件的凝固与收缩
一、铸件的凝固方式
温度
1. 逐层凝固
2. 糊状凝固 3. 中间凝固 影响铸件凝固方 式的主要因素:
温度
a b c
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金属型铸造
金属型铸造是在重力作用下将金属液体浇入金属铸型以 获得铸件的方法。铸型用金属制成，可反复使用，故又称永久 型铸造。
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金属型铸造
特点： •节省造型材料， “一型多铸” •精度高，IT12~IT16，Ra<12.5μm •生产率高 •周期长，成本高，工艺参数严格 •无透气性，浇不到、裂纹等缺陷。
这些有别于砂型铸造的其他铸造方法通称为特种铸造。 金属型铸造
挤压铸造 离心铸造 七 种 常 见 的 特 种 铸 造 方 法
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压力铸造
特种铸造 陶瓷型铸造 低压铸造
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熔模铸造
熔模铸造
在易熔模样表面包覆若干层耐火材料，待其硬化干燥后， 将模样熔去制成中空型壳，经浇注而获得铸件的一种 成形工艺方法。模样材料多位蜡质，又称为失蜡铸造。
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低压铸造
1、低压铸造的工艺过程 ：
1）准备合金液和铸型 2）升液，浇注。
3）增压凝固。 4）减压、降液。 5）开型取出铸件。
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低压铸造
特点：
•充型压力和速度便于控制，适用于各种铸型；
铸铁和钢的基础知识
04
铸铁和钢的应用领域
铸铁的应用领域
01
02
03
04
机械制造
铸铁是机械制造领域中常用的 材料之一，如机床底座、轴承
座等。
建筑行业
铸铁在建筑行业中用于制造门 窗、栏杆、楼梯等。
管道和阀门
铸铁管道和阀门广泛应用于水 、蒸汽等流体输送系统。
农业机械
铸铁在农业机械中用于制造犁 、锄头、拖拉机零件等。
蠕墨铸铁具有较好的热稳定性和耐疲劳性，适用于制造高温和重载条件下工作的零 件。
蠕墨铸铁在汽车、拖拉机、柴油机等领域得到广泛应用。
特殊铸铁
特殊铸铁是指在普通铸铁的基础上， 通过加入合金元素或采用特殊的处理 方法，获得具有特殊性能的铸铁。
特殊铸铁广泛应用于化工、电力、矿 山等领域的机械设备制造。
常见的特殊铸铁包括耐磨铸铁、耐热 铸铁、耐腐蚀铸铁等。
详细描述
不锈钢主要由铁、铬和镍等元素组成，其中铬的含量一般在10.5%以上，镍的含量在8%以上。不锈钢的表面形 成了一层致密的氧化膜，这层膜能够阻止氧化的进一步发生，从而提高了钢材的耐腐蚀性。不锈钢广泛应用于化 工、食品、医疗器械等领域。
不锈钢
总结词
不锈钢的优点是耐腐蚀性强、美观耐用，能够满足各种不同场合的需求。
浇注
将液态的铁水注入模具中， 冷却凝固后形成铸铁件。
热处理
铸铁件需要进行热处理以 提高其机械性能和耐腐蚀 性。
钢的生产工艺
炼钢
将铁矿石和废钢铁等原 料放入炼钢炉中炼制成
钢水。
连铸
将炼制好的钢水连续浇 注到连铸机中，形成各
种规格的钢坯。
轧制
将钢坯经过轧制加工， 形成各种形状和规格的
钢材。
钢铁基础知识提纲
钢铁联合企业
钢铁联合企业一般包括原料处理、炼铁、炼钢、轧钢、能源供应、交通运输 等生产环节，是一个复杂而庞大的生产体系。我国的钢铁企业一般都是这样 的全流程联合企业。 。
影响钢铁性能的因素(2)
化学成分对钢铁性能的影响（2）
钒(V)、铌(Nb)、钛(Ti)
钒、铌、钛都能使钢材晶粒细化。我国的低合金钢都含有这三种元素，作为 锰以外的合金元素，既可提高钢材强度，又保持良好的塑性、韧性。
•氧(O)、氮(N)
氧和氮也是有害杂质，在金属熔化的状态下可以从空气中进入。氧能使钢 热脆，其作用比硫剧烈，氮能使钢冷脆，与磷相似。
板材
电工硅钢薄板
无缝钢管 管材 焊接钢管 金属制品 金属制品
也叫硅钢片或矽钢片
用热轧、热轧——冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管 将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管 包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等
钢铁的基础知识提纲
钢铁简介
钢铁分类
1
我国钢号的 表示方法
钢材的尺 寸与重量
不同类型 钢材介绍
钢号表示方法
钢铁的基础知识提纲
钢铁简介
1
钢铁分类
我国钢号的 表示方法
钢材的尺 寸与重量
不同类型 钢材介绍
钢的分类
2
钢材分类
钢分类(1)
•按品质分类
(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%） (2) 优质钢（P、S均≤0.035%） (3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%） •按化学成份分类 (1) 碳素钢： a.低碳钢（C≤0.25%）； b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）； c.高碳钢（C≤0.60%）。 (2)合金钢： a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）； b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）； c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。
08.钢材知识大全三
钢材知识大全三第一章钢的分类一、黑色金属、钢和有色金属在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。
1、黑色金属是指铁和铁的合金。
如钢、生铁、铁合金、铸铁等。
钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。
把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。
铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。
钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。
通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。
钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
另外，在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。
以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。
二、钢的分类钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。
为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。
钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。
钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种：1、按品质分类(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）(2) 优质钢（P、S均≤0.035%）(3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）2.、按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。
(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。
钢铁方面知识点总结
钢铁方面知识点总结一、钢铁的生产钢铁是一种合金，由铁和碳组成。
钢铁的生产采用高炉法和转炉法两种方式。
高炉法是将生铁矿、焦炭和石灰石等原料放入高炉中，通过高温熔化和还原，产生生铁。
转炉法是将废钢、铁矿石和废钢水放入转炉中，通过氧气吹炼产生合金的冶炼方法。
这两种方法都能生产高质量的钢铁。
二、钢铁的种类根据碳含量的不同，钢铁可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢碳含量在0.25%以下，具有良好的焊接、加工性能，广泛用于制造零件、汽车轮毂等。
中碳钢碳含量在0.25%-0.6%之间，具有较高的强度和硬度，适用于制造大型结构件、机械零部件等。
高碳钢碳含量在0.6%以上，硬度较高，用于制造刀具、弹簧等需要硬度的部件。
三、钢铁的应用钢铁广泛应用于建筑、制造、交通运输等领域。
在建筑领域，钢铁用于制造钢结构、钢桥梁等，具有较高的强度和稳定性。
在制造领域，钢铁用于制造汽车、机械设备等，既耐磨又耐腐蚀。
在交通运输领域，钢铁用于制造船舶、铁路轨道等，能够承受较大的压力和扭曲。
四、钢铁的性能钢铁具有良好的强度、硬度和韧性，能够承受较大的压力和拉力。
同时，钢铁具有良好的加工性能，易于冷热加工成各种形状。
另外，钢铁还具有良好的抗腐蚀性能，能在恶劣环境下长期使用。
总的来说，钢铁是一种优秀的金属材料。
五、钢铁的发展趋势随着科学技术的不断发展，钢铁的生产和加工技术不断提高。
新型材料和新工艺的不断涌现，使得钢铁材料的性能得到了进一步提高。
未来，钢铁材料将更加环保、节能和高效，应用范围也会更加广泛。
综上所述，钢铁是一种重要的金属材料，在各种领域都有广泛的应用。
随着科学技术的发展，钢铁的生产和加工技术不断提高，使得钢铁材料的性能得到了进一步提高。
相信在未来，钢铁材料将在更多的领域展现其优越性能。
钢铁基础必学知识点
钢铁基础必学知识点1. 钢铁的定义：钢铁是一种由含碳量在0.02%至2.11%之间的铁碳合金制成的金属材料。
当碳含量小于0.02%时，它被称为铁，而当碳含量超过2.11%时，它被称为铸铁。
2. 钢铁的制造：钢铁通常是通过冶炼铁矿石来制造的。
这个过程包括将铁矿石加热到高温，使其与石灰石和焦炭反应，生成炼铁矿石。
然后，炼铁矿石被冷却并与再生铁和其他添加剂一起加入炼铁炉中进行冶炼，产生钢铁。
3. 钢铁的特性：钢铁具有高强度、硬度、韧性和可塑性。
它也具有良好的导电性和导热性。
4. 钢铁的分类：钢铁可以根据其化学成分和物理性质进行分类。
常见的分类方法包括碳含量、合金元素、热处理方式等。
5. 钢铁的用途：钢铁广泛应用于各个领域，包括建筑、汽车制造、船舶制造、机械制造、电力工业等。
钢铁也是制造其他金属制品的重要材料。
6. 钢铁的保护：由于钢铁容易受到氧化、腐蚀和磨损的影响，保护钢铁非常重要。
一些常见的保护方法包括涂覆防锈涂料、电镀、镀锌和使用不锈钢等。
7. 钢铁的可持续发展：在钢铁生产中，重要的问题是减少对环境的影响。
钢铁行业采取了一系列的措施来提高能源效率、降低碳排放和减少废物产生。
8. 钢铁的国际贸易：钢铁是全球贸易中最重要的商品之一。
各国之间进行钢铁的进口和出口，以满足国内需求和获得经济利益。
9. 钢铁的市场价格：钢铁的价格受到供需关系、全球经济形势、原材料成本等因素的影响。
钢铁市场价格常常波动，对行业和经济有重要影响。
10. 钢铁的未来发展趋势：随着科技的不断进步，钢铁行业也在不断发展。
未来的趋势包括可持续发展、数字化生产、高强度钢等。
铸造基础知识及常见铸造缺陷简介
第十六页，共五十四页。
压力铸造 的特 (zhùzào) 1、压铸件尺寸精度高； 点
2、铸件强度和表面硬度高；
3、可以压铸复杂形状的薄壁件；
4、具有很高的生产效率；
5、铸件中残留气体多，不宜(bùyí)进行过多的表面
10
第十页，共五十四页。
消失模铸造(zhùzào)
消失模铸造，又称实型铸造，采用(cǎiyòng)可气化的材 料制得的模型来造型，不用起模直接将金属液浇注 到气化模上，使其燃烧、气化并形成空腔来容纳金 属液，从而获得铸件的方法。
第十一页，共五十四页。
消失模铸造 的优点 (zhùzào)
（1）铸件精度高，消失模铸造的铸件质量和金属型铸造
1.炉料潮湿、锈蚀、油污
2.型、芯、涂料未充分烘干
3.浇注系统不合理，形成紊流、卷入气体
4.水分过多及粘结剂发气量过大、未及时排出
5.铁水浇注温度过低
6.阴雨天气
31 第三十一页，共五十四页。
气孔(qìkǒng)
32 第三十二页，共五十四页。
气孔(qìkǒng)
33
第三十三页，共五十四页。
气孔(qìkǒng)
第五页，共五十四页。
金属型铸造的特点
(tèdiǎn)
1. 铸型是永久(yǒngjiǔ)型，生产效率高，对环境污染小。 2.铸件的机械性能高，精度和表面光洁度高。
3.工序简化，易于实现生产的机械化和自动化。 6.模具结构复杂，成本高，适合大批量生产； 7.金属型激冷作用大，无退让性，无透气性。
8.不易生产过大和过薄的铸件。
钢的热处理介绍及钢的判别
金属材料进行热处理是改善和提高零件性能的重要方法，因此在零件的制造过程中，热处理是不可缺少的。
一、常用的金属材料——钢与铸铁金属材料包括纯金属及其合金（即在一种金属中加入其它元素所形成的金属材料）。
工业上又把金属材料分为两大类：一类为黑色金属，它包括铁、锰、铬及其合金，其中以铁基合金（即钢和铸铁）应用最广；另一类为有色金属，是指除黑色金属以外的所有金属及其合金。
在工业上使用的金属材料中，以钢和铸铁使用最多。
钢和铸铁（总称为钢铁材料）是以铁为主，加入碳等其它合金元素所组成的，故称为铁碳合金材料。
一般把含碳量小于2%的铁碳合金称为钢；大于2%的铁碳合金称为铸铁。
1.钢的分类、编号及性能特点：根据成分不同钢可分为碳素钢（简称碳钢）和合金钢两类。
（1）碳素钢碳素钢中以铁和碳为主要元素，但常含有Mn、Si、S、P等杂质元素，其中S、P对钢的性能危害很大。
因此根据硫、磷含量多少，把钢分为：普通质量钢（S≤00.0%,P≤0.005%）优质钢（S≤0.03%,P≤0.035%），高级优质钢（S≤0.02%,P≤0.003%）等。
碳钢的性能主要绝定于含碳量的高低，随着含碳量的增多，碳钢的强度、硬度提高，塑性和韧性降低。
根据含碳量的多少，碳钢分为低碳钢（C≤0.25%）、中碳钢（C=0.3～0.6%）和高碳钢（C>0.6%）。
所以低碳钢的强度、硬度低，塑性韧性好，常用于受力较小的冲压件（如皮带轮罩壳、垫圈、自行车的挡泥板等）、焊接件等；高碳钢的强度高，塑性低，常用于制造受力较大的弹簧等零件；中碳钢既有一定强度，也有一定塑性，常用于制备受力较大、较复杂的轴类零件等。
工业上根据用途不同，将碳素钢分为碳素结构钢和碳素工具钢。
（a）碳素结构风该类钢主要用于各种结构件。
根据钢的质量不同（即S、P含量）分为碳素结构钢和优质碳素结构钢。
碳素结构钢是属于普通质量钢，其牌号表示方法为Q 三位数字。
Q为“屈”字的汉语拼音子首，后面三位数为表示该钢的屈服点（Mpa）数值，如常用的Q235，表示屈服点为235MPa 的普通质量钢。
钢铁材料基础知识
•
建成最具核心竞争力的特钢企业
2.钢铁产品的牌号表示方法
• 1．碳素结构钢 ①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠 以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单 位是MPa例如Q235表示屈服点（Rel）为235 MPa的碳素结构 钢。 ②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。 质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾 钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静 钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾 钢。 ③专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用 碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。
•
建成最具核心竞争力的特钢企业
分类方 法
分类名称 (1)灰铸铁
说
明
1．按断 口 颜 色 分
这种铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色，有一定的力学性 能和良好的被切削性能，普遍应用于工业中。 白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金，其断口呈白亮色，硬而脆，不能 进行切削加工，很少在工业上直接用来制作机械零件。由于其具有很高的表面硬度和耐磨性，又称 激冷铸铁或冷硬铸铁。 麻口铸铁是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状，性能不好，极少 应用。 是指不含任何合金元素的铸铁，如灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等。 是在普通铸铁内加入一些合金元素，用以提高某些特殊性能而配制的一种高级铸铁。如各种耐蚀、 耐热、耐磨的特殊性能铸铁。 参见“灰铸铁”。 这是在灰铸铁基础上，采用“变质处理”而成，又称变质铸铁。其强度、塑性和韧性均比一般灰铸铁 好得多，组织也较均匀。主要用于制造力学性能要求较高，而截面尺寸变化较大的大型铸件。 可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火而成，比灰铸铁具有较高的韧性，又称韧性铸铁。 它并不可以锻造，常用来制造承受冲击载荷的铸件。 简称球铁。它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂，以促进呈球状石墨结晶而获 得的。它和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其他性能均接近，是兼有钢和铸铁优点的优良材料，在 机械工程上应用广泛。 这是一种有某些特性的铸铁，根据用途的不同，可分为耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。大都属 于合金铸铁，在机械制造上应用较广泛。
铸造知识(全)
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。
球墨铸铁、铸铁和铸钢的区别
球墨铸铁、铸铁、铸钢的区别？与铸铁相比，球墨铸铁在强度方面具有绝对的优势。
球墨铸铁的抗拉强度是60k，而铸铁的抗拉强度只有31k。
球墨铸铁的屈服强度时40k，而铸铁并没有显示出屈服强度，并且最终出现断裂。
球墨铸铁的强度成本远远优于铸铁。
球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。
球墨铸铁具有更高的屈服强度，其屈服强度最低为40k，而铸钢的屈服强度只有36k。
在大部分市政应用领域，如：水、淡水、蒸汽等，球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。
由于球墨铸铁的球状石墨微观结构，在减弱震动能力方面，球墨铸铁优于铸钢，因此更加有利于降低应力。
选择球墨铸铁的一个重要原因在于球墨铸铁比铸钢成本低。
球墨铸铁的低成本使得这种材料更加受欢迎，铸造效率更高，也减少了球墨铸铁的机加工成本。
作为钢的替代品，1949年人类开发了球墨铸铁。
铸钢含碳量少于0.3%，而铸铁和球墨铸铁含碳量则至少为3%。
铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。
铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。
在球墨铸铁内，这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。
这种改进后的球体使得球墨铸铁比铸铁和钢具有更加优异的物理性能。
正是这种碳的球状微观结构，使得球墨铸铁具有更加良好的延展性和抗冲击性能，而铸铁内部的薄片形式导致铸铁没有延展性。
通过铁素体基本可获得最佳的延展性。
因此，球墨铸铁的压力负载部件都经过铁素体化退火周期的工艺处理后，球墨铸铁内部的球状结构也能够消除铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。
在球墨铸铁的微观照片中，可以看见裂缝游行到石墨球后终止。
在球墨铸铁行业内，这些石墨球称为“裂缝终结者”，因为他们具有阻止断裂的能力。
第一章钢和铸铁的基本知识
碳素工具钢
碳素工具钢含碳量较高，用于制造刀具、 碳素工具钢含碳量较高，用于制造刀具、模具和 量具。 量具。
铸造碳钢
铸造碳钢一般用于制造形状复杂、力学性能要求 铸造碳钢一般用于制造形状复杂、 较高的机械零件。 较高的机械零件。铸造碳钢广泛用于制造重型机械的 某些零件，如轧钢机机架、水压机横梁、 某些零件，如轧钢机机架、水压机横梁、锻锤和砧座 等。
三、钢的选择与使用 1、碳素钢 普通碳素结构钢
碳素结构钢是工程中应用最多的钢种。 碳素结构钢是工程中应用最多的钢种。其杂质和 非金属夹杂物较多，但冶炼容易，工艺性好， 非金属夹杂物较多，但冶炼容易，工艺性好，价格便 产量大， 宜，产量大，在性能上能满足一般工程结构及普通零 件的要求。碳素结构钢通常轧成钢板和各种型材， 件的要求。碳素结构钢通常轧成钢板和各种型材，用 于厂房、桥梁、 于厂房、桥梁、船舶等建筑结构或一些受力不大的机 械零件，如铆钉、螺钉、螺母等。 械零件，如铆钉、螺钉、螺母等。
光学显微镜观察组织 碳的平均含量0.77% 碳的平均含量0.77%
电子显微镜观察组织
性能： 性能：综合了铁素体和渗碳体的性能
莱氏体（Ld） 5、莱氏体（Ld）
莱氏体是奥氏体和渗碳体的混合物，用符号Ld Ld表 莱氏体是奥氏体和渗碳体的混合物，用符号Ld表 示。即（ A = Cm ） 性能： 性能：硬而脆
3．按钢的用途分 结构钢：含碳量一般均小于0.70% 结构钢：含碳量一般均小于0.70% 工具钢：含碳量一般均大于0.70% 工具钢：含碳量一般均大于0.70% 4．按冶炼时脱氧程度的不同分 沸腾钢：脱氧程度不完全的钢 沸腾钢： 镇静钢： 镇静钢：脱氧程度完全的钢 半镇静钢： 半镇静钢：脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的 钢 碳素钢牌号 化学元素符号＋汉语拼音字母＋ 化学元素符号＋汉语拼音字母＋阿拉伯数字 ．（普通 普通） 1．（普通）碳素结构钢 2．优质碳素结构钢 3．碳素工具钢 4．铸造碳钢
铸铁的基本类别、特征及控制要点
三、铸铁的基本特征
四、铸铁（灰、球、蠕）的控制要点
1）化学成分的控制要点 2）孕育处理的控制要点 3）球化处理的控制要点 4）蠕化处理的控制要点
四、铸铁的控制要点
2）孕育处理的控制
➢ 什么是孕育处理: 孕育处理就是在铁液进入铸件型腔前，把称为孕育剂 的附加物加入到铁液中以改变铁液的冶金状态；从而改 善铸铁的结晶特征、显微组织和性能，而这些性能的改 善产不能用由于加入孕育剂后铁液化学成分的变化来解 释。 ➢ 孕育处理的目的: 促进石墨化，减小白口倾向，改善断面均匀性，减少 过冷石墨，细化组织改善力学性能
四、铸铁的控制要点
1-1）灰铸铁化学成分的控制
a、常规5大元素的作用
➢碳和硅：碳是形成石墨的元素，也是促进石墨化的元素。碳含量 越高，析出的石墨就越多。越粗大，但这种可能性还取决于硅的 含量 ，其实就是看碳当量。硅也是强烈促进石墨化的元素。当CE ＝4.3%时，为共晶铸铁 CE值高，组织中石墨粗大，强度降低，缩松倾向减小 CE值低，组织中石墨变细，强度增加，缩松倾向增大，铸造性 能下降，硬度增大不易加工 在不改变CE值的前提下提高Si/C比，可提高铸件强度（在低CE 时成立，CE较高则不成立），高Si可增强铸件高温时的耐氧化性
白口铸铁 铸铁
（按C存在的形式 分）
我司主要铸件 材质类型
灰口铸铁
麻口铸铁
二、铸铁的分类
2）铸铁的分类
石墨的存在形式及状态对铸铁性能有重要影响。因此，重点对 第二种分类进行分析： ➢ 白口铸铁 概念：所含碳除极少量溶于铁素体 外，全部以渗碳体形式存在，断 口呈银白色，故而称为白口铸 铁。