铸造合金
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
铸造合金流动性的测定
铸造合金流动性的测定
铸造合金流动性的测定可以通过以下方法进行：
1. 堆积密度法：将铸造合金密实堆积于一个容器中，然后测量容器中的合金重量和容器的体积。
通过计算得出铸造合金的堆积密度，从而判断其流动性。
2. 扭曲试验法：将一定量的铸造合金放入一个固定的容器中，然后用特定的扭曲力将其转动。
通过观察铸造合金的流动情况，可以判断其流动性。
3. 充型试验法：将铸造合金充满一个特定形状的模具，然后观察合金填充模具的速度和程度。
根据填充速度和程度，可以判断铸造合金的流动性。
4. 铸模试验法：制作标准的铸模，然后将铸造合金的融化液体倒入铸模中。
观察铸模中合金的流动情况和形状，从而判断合金的流动性。
这些方法可以单独或结合使用，得到更准确的铸造合金流动性测定结果。
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。
铸造合金的析出相与析出行为
铸造合金的析出相与析出行为铸造合金是一种应用广泛的材料，其优良的力学性能和化学稳定性使其在各个领域都有着重要的应用。
在铸造合金中，析出相和析出行为是影响其性能的关键因素。
本文将对铸造合金的析出相与析出行为进行探讨。
一、什么是析出相？在铸造合金中，当材料处于特定的温度和合金元素含量条件下，固溶体中的某些元素会逐渐从固溶体中析出，形成新的物相，这种物相即为析出相。
析出相的形态和特性对合金的力学性能和耐腐蚀性能有着重要影响。
二、铸造合金的析出行为1. 相变温度铸造合金的析出相行为主要受相变温度的影响。
相变温度与合金元素的含量、固溶体晶格结构等因素密切相关。
合金中的相变温度可以通过相图、热分析等方法进行研究和计算。
2. 液态过冷度铸造合金在凝固过程中存在一定的液态过冷度。
液态过冷度越大，析出相的形态和分布将会发生变化。
液态过冷度的大小取决于合金的成分、凝固速度等因素。
3. 晶格缺陷晶格缺陷是影响合金析出相行为的重要因素。
晶格缺陷包括点缺陷（如空位、间隙原子）和线缺陷（如位错）。
晶格缺陷可以提供固溶体中溶质原子的迁移通道，从而促进析出相的形成。
三、铸造合金的析出相类型1. 硬质析出相硬质析出相主要包括碳化物、氮化物和硼化物等，通常具有高硬度和高强度，对合金的强度和耐磨性能有着重要影响。
硬质析出相的形态多为颗粒状、棒状等。
2. 软质析出相软质析出相主要包括金属间化合物、金属碳化物和金属硅化物等，通常具有良好的延展性和塑性，对合金的韧性和可加工性有着重要影响。
软质析出相的形态多为片状、网状等。
3. 固溶体析出相固溶体析出相主要是指固溶体中固溶的合金元素在适当条件下析出的晶格缺陷。
固溶体析出相对于硬质析出相和软质析出相来说，形态更为复杂，具有多样化的晶体结构和形貌。
四、影响析出行为的因素1. 合金元素含量合金元素的含量是影响析出行为的关键因素之一。
随着合金元素含量的增加，析出相的数量和尺寸将发生变化。
同时，合金元素的原子尺寸和电子云结构也会影响析出相的形态和分布。
各种牌号铸造铝合金的主要特点及用途
各种牌号铸造铝合金的主要特点及用途铸造铝合金是一种常见的金属铸造材料，其主要特点有以下几个方面：1.重量轻：铝合金相对于其他金属材料来说，具有较低的密度，因此重量轻。
这使得铝合金在航空航天、汽车和运动器材等领域有广泛的应用。
2.良好的可塑性：铸造铝合金具有良好的可塑性，可以通过热压、冷挤压等加工工艺进行成型。
这使得铝合金可以制造出各种形状的产品，满足不同工业领域的需求。
3.高强度：虽然铝的密度较低，但铸造铝合金的强度相对较高。
通过合理的合金化和热处理工艺，可以提高铝合金的强度，满足不同工程应用的需要。
4.良好的导热性：铝合金具有良好的导热性能，可以快速传导热量。
这使得铝合金在电子设备散热、炉具制造等领域有广泛的应用。
5.耐腐蚀性：铸造铝合金具有较好的抗腐蚀性能，可以在潮湿、腐蚀环境下长期使用。
这使得铝合金在海洋工程、建筑物外墙等领域得到广泛应用。
6.易加工和可回收性：铝合金易于加工成型，可通过铸造、挤压、锻造等多种工艺制造成型。
同时，铝合金也具有良好的可回收性，可以回收再利用，减少资源浪费。
不同牌号的铸造铝合金具有不同的成分和性能特点，因此具有不同的用途：1.A356铸造铝合金：A356铝合金具有较高的强度和良好的耐蚀性，常用于制造航空航天领域的零部件、汽车引擎外壳和高性能运动器材等。
2.A413铸造铝合金：A413铝合金具有良好的流动性和耐热性，适用于制造各种复杂形状的铸件，如汽车发动机零部件、船舶部件等。
3.A380铸造铝合金：A380铝合金具有较高的强度和良好的液态流动性，广泛应用于汽车零部件、厨具、电子设备外壳等。
4.ADC12铸造铝合金：ADC12铝合金具有良好的机械性能和耐热性，常用于制造汽车零部件、电动工具外壳等。
5.6061铸造铝合金：6061铝合金具有较高的强度和良好的耐蚀性，广泛应用于航空航天、船舶制造、建筑物外墙等领域。
总之，铸造铝合金具有重量轻、可塑性好、高强度、良好的导热性、耐腐蚀性强、易加工和可回收等特点，不同牌号的铝合金具有不同的用途，可以满足各个领域的需求。
铸造铝合金主要用处
铸造铝合金主要用处铸造铝合金主要用途铸造铝合金是一种重要的金属加工方法，广泛应用于各个领域。
铝合金具有优良的性能和广泛的应用前景，因此其铸造过程也受到了广泛的关注和应用。
下面将介绍铸造铝合金的主要用途。
1. 航空航天领域铸造铝合金在航空航天领域有着广泛的应用。
由于铝合金具有轻质、高强度和耐腐蚀等特点，适用于制造飞机、导弹、卫星等航空航天器件。
利用铸造工艺可以生产各种复杂形状的铝合金零件，如发动机零件、外壳、机翼等，满足航空航天领域对材料性能和结构要求的高标准。
2. 汽车工业铝合金在汽车制造中的应用也非常广泛。
铸造铝合金可以制造汽车发动机零件、车身结构件、底盘零件等。
相比于传统的铸铁材料，铝合金具有更轻的重量、更高的强度和更好的耐腐蚀性能，可以有效减轻车身重量，提高汽车的燃油经济性和安全性能。
3. 电子电器领域铸造铝合金在电子电器领域的应用也很广泛。
例如，手机、电脑等电子产品中的外壳、散热器等都是由铸造铝合金制成的。
铝合金具有优良的导热性能和良好的机械性能，可以有效地散热，保护电子元器件的正常工作。
4. 建筑领域铸造铝合金在建筑领域有着重要的应用。
铝合金制品具有轻质、耐腐蚀、易加工等特点，可以制造各种建筑构件，如窗框、门框、天花板等。
铝合金材料还可以进行表面处理，如阳极氧化、涂层等，增加其表面硬度和耐磨性，提高其使用寿命。
5. 能源行业铸造铝合金在能源行业也有着广泛的应用。
例如，铝合金制造的风力发电叶片具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能，可以有效提高风力发电的效率。
此外，铝合金还可以制造太阳能电池板支架、输电线路等，为能源行业的发展提供了重要的支持。
总结起来，铸造铝合金的主要用途包括航空航天、汽车工业、电子电器、建筑和能源行业等领域。
铸造铝合金具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，能够满足各个领域对材料性能和结构要求的高标准，为不同行业的发展做出了重要贡献。
随着科技的进步和工艺的改进，铸造铝合金有望在更多领域得到应用，并发挥更大的作用。
铸造铝合金的分类
铸造铝合金的分类铝合金是一种常用的结构材料，广泛应用于航空、汽车、船舶等领域。
根据其组织结构和化学成分的不同，铝合金可分为多种类型。
本文将就铝合金的分类及其特点进行详细介绍。
1. 按组织结构分类（1）铸造铝合金铸造铝合金是指在铝合金熔炼后，通过铸造工艺形成的铝合金。
铸造铝合金可分为三类：铸造铝硅合金、铸造铝镁合金和铸造铝铜合金。
铸造铝硅合金具有良好的耐热性和耐磨性，广泛应用于航空、汽车、机械等领域。
铸造铝镁合金具有良好的强度和韧性，被广泛应用于航空、船舶、汽车、铁路等领域。
铸造铝铜合金具有良好的强度和耐腐蚀性，被广泛应用于航空、航天、军工等领域。
（2）变形铝合金变形铝合金是指通过加工变形后形成的铝合金。
变形铝合金可分为两类：热变形铝合金和冷变形铝合金。
热变形铝合金具有良好的塑性和韧性，广泛应用于航空、汽车、船舶等领域。
冷变形铝合金具有良好的强度和硬度，被广泛应用于建筑、电子、家具等领域。
2. 按化学成分分类（1）铝铜合金铝铜合金是指以铜为主要合金元素的铝合金。
铝铜合金具有良好的强度和耐腐蚀性，被广泛应用于航空、航天、军工等领域。
（2）铝镁合金铝镁合金是指以镁为主要合金元素的铝合金。
铝镁合金具有良好的强度和韧性，被广泛应用于航空、船舶、汽车、铁路等领域。
（3）铝硅合金铝硅合金是指以硅为主要合金元素的铝合金。
铝硅合金具有良好的耐热性和耐磨性，被广泛应用于航空、汽车、机械等领域。
（4）铝锰合金铝锰合金是指以锰为主要合金元素的铝合金。
铝锰合金具有良好的强度和耐腐蚀性，被广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
不同类型的铝合金具有不同的特点和应用领域。
在实际生产中，应根据具体需求选择合适的铝合金材料。
铸造合金收缩实验报告
一、实验目的1. 了解铸造合金在凝固过程中的收缩现象。
2. 掌握铸造合金收缩的基本原理和影响因素。
3. 通过实验验证不同铸造合金的收缩特性。
4. 分析铸造合金收缩对铸件质量的影响。
二、实验原理铸造合金在凝固过程中，由于温度降低，金属原子间的距离减小，导致体积缩小，这种现象称为收缩。
铸造合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。
1. 液态收缩：液态合金从高温到低温的收缩，表现为液面的降低，常用体积缩小量的百分率表示。
2. 凝固收缩：液态合金从开始凝固至完全凝固过程中的体积缩小现象，包括液相收缩、固相收缩和结晶相变的体积变化。
3. 固态收缩：固态合金从高温到低温的体积收缩，表现为固体合金长度尺的变化量。
铸造合金的收缩性对铸件质量有重要影响，收缩过大可能导致缩孔、缩松等缺陷，影响铸件的使用性能。
三、实验材料与设备1. 实验材料：铝硅合金、铸铁、不锈钢等常用铸造合金。
2. 实验设备：高温炉、浇注系统、冷却水系统、测量仪器等。
四、实验步骤1. 熔炼：将实验材料按照比例放入高温炉中，加热至熔化状态。
2. 浇注：将熔化的合金倒入预热的铸型中，控制浇注速度和温度。
3. 冷却：将铸型放入冷却水系统中冷却，直至铸件凝固。
4. 测量：使用测量仪器测量铸件的尺寸，计算收缩率。
五、实验结果与分析1. 铝硅合金收缩实验：实验结果表明，铝硅合金的液态收缩率为0.6%，凝固收缩率为0.8%，固态收缩率为0.5%。
铝硅合金的收缩率较小，有利于铸件质量的提高。
2. 铸铁收缩实验：实验结果表明，铸铁的液态收缩率为1.0%，凝固收缩率为1.5%，固态收缩率为0.8%。
铸铁的收缩率较大，容易产生缩孔、缩松等缺陷。
3. 不锈钢收缩实验：实验结果表明，不锈钢的液态收缩率为0.5%，凝固收缩率为1.2%，固态收缩率为0.7%。
不锈钢的收缩率介于铝硅合金和铸铁之间。
六、结论1. 铸造合金在凝固过程中存在收缩现象，收缩率受合金成分、浇注温度、冷却速度等因素的影响。
铸造合金的热胀冷缩特征解析
铸造合金的热胀冷缩特征解析铸造合金是一种常见的金属加工方法，通过将熔化的金属倒入模具中并冷却凝固，可以得到各种形状的零件或产品。
在铸造过程中，热胀冷缩是一个需要重点关注的因素，它对铸造品的尺寸精度和质量稳定性有着重要影响。
本文将对铸造合金的热胀冷缩特征进行解析，并探讨其对铸造工艺和产品设计的影响。
一、热胀冷缩的原因热胀冷缩是由于金属在加热和冷却过程中发生的尺寸变化所引起的。
在铸造过程中，金属在加热时体积会膨胀，冷却时则会收缩。
这是由于金属的热学性质和结构特征所决定的。
当金属处于高温状态时，其原子或分子会因吸收热量而具有更大的振动能量，原子间的距离会增加，导致材料体积的膨胀。
而当金属冷却时，原子或分子的振动能量减小，原子间距离缩短，从而导致材料体积的收缩。
二、热胀冷缩特征与铸造工艺的关系铸造工艺中的热胀冷缩特征对于铸造产品的尺寸精度和形状稳定性有着重要影响。
合理控制热胀冷缩特征，可以减少铸造品的尺寸偏差和变形。
1. 热胀冷缩特征的测量为了准确掌握铸造合金的热胀冷缩特征，需要进行相关的测量。
常用的方法包括热胀冷缩试验和数值模拟分析。
热胀冷缩试验通常是通过在实验室条件下对材料进行加热和冷却，测量相应温度下的尺寸变化来确定热胀冷缩系数。
数值模拟分析则是通过建立合适的模型和计算方法，模拟材料在加热和冷却过程中的尺寸变化情况。
2. 铸造工艺的优化基于对热胀冷缩特征的认识，可以对铸造工艺进行优化。
例如，可以通过控制金属的铸造温度和冷却速率，减少热胀冷缩引起的尺寸变化。
此外，可以通过合理设计模具结构，使得在冷却过程中金属能够均匀收缩，减少铸造品的变形。
三、热胀冷缩特征与产品设计的关系铸造合金的热胀冷缩特征也会对产品设计产生一定的影响。
产品设计时需要考虑热胀冷缩引起的尺寸变化以及变形情况，以确保产品能够满足预期的功能和使用要求。
1. 尺寸补偿设计在产品设计阶段，可以根据铸造合金的热胀冷缩特征进行尺寸补偿设计。
根据热胀冷缩系数，对产品的模具尺寸进行适当的增大或减小，以在加工完成后获得符合要求的尺寸。
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。
铸造铝合金基础基础知识
铸造铝合金基础基础知识铸造铝合金基础知识铝合金是一种重要的金属材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造等领域。
而铸造是一种常见的加工方法，通过将熔融的金属注入到预先制造好的模具中，冷却凝固后得到所需形状的零件。
本文将介绍铸造铝合金的基础知识，包括其合金类型、工艺流程以及应用领域。
一、铸造铝合金的合金类型铸造铝合金通常是由铝与其他元素的混合物组成，为了获得不同的性能和用途，可以添加不同种类的合金元素。
常见的铸造铝合金包括以下几类：1. 铝硅合金（Al-Si）：添加硅元素可提高材料的流动性和耐磨性，常用于汽车发动机缸套等零部件的制造。
2. 铝铜合金（Al-Cu）：添加铜元素可提高铝合金的强度和耐蚀性，适用于船舶建造和航空航天领域。
3. 铝镁合金（Al-Mg）：添加镁元素可提高材料的强度和韧性，常用于航空航天和汽车工业中。
4. 铝锌合金（Al-Zn）：添加锌元素可提高铝合金的耐蚀性和热处理性能，适用于建筑、电力行业等。
5. 铝锡合金（Al-Sn）：添加锡元素可提高铝合金的耐磨性和摩擦性能，适用于制造轴承等零部件。
二、铸造铝合金的工艺流程铸造铝合金常采用砂型铸造、压力铸造和真空熔铸等工艺流程。
1. 砂型铸造：先制作出铸件的模具，然后将熔融的铝合金浇注到模具中，经冷却凝固后取出成型的零件。
这种工艺简单、成本低廉，广泛应用于小批量生产。
2. 压力铸造：将熔融的铝合金通过高压注射器喷射进型腔中，借助于高压力和快速冷却，迅速凝固成型。
该工艺制造出的铝合金零件密度高、性能均匀，适用于大批量生产。
3. 真空熔铸：通过将铝合金放入真空熔炼炉中进行熔炼，然后再通过真空注铸设备将熔融的铝合金注入到模具中进行成型。
该工艺可消除气孔和夹杂物，制造高品质的铝合金零件。
三、铸造铝合金的应用领域铸造铝合金在各个领域都有广泛应用。
1. 航空航天：铸造铝合金在飞机的结构零件、发动机部件、航空仪表等方面发挥重要作用，其轻量化和高强度的特性符合航空航天工业对材料的要求。
铸造合金的硬度与强度
铸造合金的硬度与强度铸造是一种常见的金属加工方法，通过将熔化的金属注入模具中，使其在冷却后成型为所需的形状。
铸造合金是一种特殊类型的合金，通常由两种或更多种金属元素组成，以提供所需的特定性能。
在铸造合金中，硬度和强度是两个重要的性能指标。
1. 硬度与强度的概念硬度和强度是材料力学性能的重要参数，但它们表示的是不同的概念。
硬度是材料抵抗外力的能力，即它的抗压、抗切割和抗磨损能力。
通常用硬度计进行测试，常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
而强度则是材料抵抗变形和破坏的能力，它涉及到材料的抗拉、抗压和抗弯能力。
强度往往通过拉伸试验、压缩试验和弯曲试验等来获得。
2. 影响铸造合金硬度与强度的因素铸造合金的硬度和强度受多种因素的影响，包括合金成分、晶粒尺寸、晶界状态和加工工艺等。
首先，合金成分对硬度和强度有着决定性的影响。
添加不同比例的合金元素可以改变合金的晶体结构，从而影响其硬度和强度。
其次，晶粒尺寸也会对合金的性能产生影响。
晶粒尺寸越小，晶界面积越大，材料的塑性和韧性会有所提高，从而影响硬度和强度。
此外，晶界的状态也会对合金的性能产生影响，晶界的清晰性和连续性对硬度和强度有一定的影响。
最后，不同的加工工艺也会对合金的硬度和强度有所影响，例如热处理和冷变形等。
3. 提高铸造合金的硬度与强度的方法针对铸造合金的硬度和强度需求，可以采取一些措施来提高其性能。
首先是选择合适的合金配方，合金配方对硬度和强度的调控至关重要。
通过调整不同元素的含量比例可以改变合金的性能。
其次，可以采用热处理工艺来改变合金的晶体结构，进而提高硬度和强度。
热处理的方式包括退火、淬火和时效处理等。
此外，有效的冷变形方法，如轧制、拉拔和挤压等，也可以增加合金的硬度和强度。
最后，合理的熔炼工艺和铸造工艺也能影响合金的性能，通过优化熔炼温度和铸造工艺参数，可以获得更高的硬度和强度。
4. 应用领域及发展趋势铸造合金的硬度和强度在多个领域有着广泛的应用。
铸造合金的热处理技术
铸造合金的热处理技术近年来，随着工业技术的飞速发展，铸造行业也在不断突破创新。
在铸造合金的生产过程中，热处理技术被广泛运用，以提高合金的物理性能和机械性能。
本文将就铸造合金的热处理技术进行探讨，并从铸造工艺、热处理过程和应用几个方面进行分析。
一、铸造工艺铸造合金是指通过熔融金属液体灌注到模具中，经固化而成形的金属制件。
铸造工艺将原材料加热至熔点后，借助重力或压力将金属液体注入模具中，然后通过降温使金属凝固。
在铸造过程中，热处理起着至关重要的作用。
它可以通过改变合金的组织结构和组元分布，从而提高合金的硬度、强度和韧性等性能。
二、热处理过程铸造合金的热处理包括退火、淬火、固溶处理和时效处理等几个基本步骤。
首先是退火处理，即将铸件加热至一定温度，然后再缓慢冷却，以消除残余应力和改善合金的可加工性。
其次是淬火处理，即迅速冷却合金，使其快速形成马氏体，进而提高硬度和强度。
固溶处理是将合金加热至一定温度，使溶质原子进入溶液中，形成均匀的固溶体。
最后是时效处理，即经过一段时间的加热处理，使合金中显微组织发生变化，提高合金的强度和耐腐蚀性能。
三、应用铸造合金的热处理技术在工业生产中具有广泛的应用。
例如，在航空航天领域，热处理能够提高航空器结构件的强度和硬度，保证其在极端环境下的可靠性和安全性。
在汽车制造业中，通过热处理可以提高发动机部件的抗磨损性能和抗温度蠕变能力。
此外，铸造合金的热处理技术还被应用于电子设备、光学仪器和医疗器械等领域。
总结起来，铸造合金的热处理技术在现代工业生产中扮演着重要角色。
通过合理的热处理过程，可以改善合金的性能，提高其可加工性和使用寿命。
同时，科学的热处理技术也为各个行业的技术发展提供了有力支持。
相信随着科技不断进步，铸造合金的热处理技术将会取得更大的突破和发展。
铸造工程学-铸造合金及熔炼
在铸造过程中，由于合金的收缩特性以及模具结构设计不当等原因，容易导致铸件出现缩孔与缩松缺 陷。这些缺陷会导致铸件局部强度和致密度下降，影响其机械性能和耐腐蚀性。
裂纹与变形
总结词
裂纹与变形是铸造合金冷却和加工过程中常见的问题，会导致铸件报废。
详细描述
在铸造过程中，由于冷却速度过快、模具设计不合理、浇注系统不当等因素，容易导致 铸件出现裂纹与变形缺陷。裂纹会导致铸件强度下降，变形则会使铸件无法满足精度要
熔炼的基本原理
熔炼是指将金属材料加热至熔点以上，使其成为液态，并加入所需的合金元素，通 过搅拌和化学反应等手段，使合金成分均匀混合的过程。
熔炼过程中，金属材料的熔点、密度、粘度等物理性质和化学性质都会发生变化， 这些变化对熔炼过程和产品质量产生重要影响。
熔炼过程中需要控制温度、压力、气氛等工艺参数，以确保合金成分的准确性和均 匀性，以及避免金属氧化、吸气等不良现象。
熔炼温度控制
严格控制熔炼温度，以保 证合金成分的均匀性和避 免烧损。
合金的熔炼与搅拌
通过搅拌和合金化处理， 确保合金成分均匀分布， 提高合金性能。
精炼与除渣
精炼
通过除气、去除非金属夹杂物等手段，提高合金的纯净度。
除渣
去除熔融金属中的熔渣和杂质，以保证铸件的质量和性能。
浇注与冷却
浇注
将熔融金属浇注入铸型中，形成符合要求的铸件。
熔炼技术的创新与改进
真空熔炼技术
利用真空技术进行合金熔炼，可 去除有害气体和杂质，提高合金
的纯净度和质量。
电渣重熔技术
通过电流作用下的熔渣进行二次熔 炼，使金属更加纯净和致密，提高 材料的机械性能。
定向凝固技术
使合金在凝固过程中保持一定的结 晶方向，提高材料的定向性能和机 械强度。
铸造合金介绍与应用
铸造合金介绍与应用铸造合金是一种通过将金属或合金熔化并倒入模具中，使其凝固成为特定形状的工艺。
铸造合金可以具备优秀的力学性能、耐热性、耐腐蚀性和良好的加工性能等特点，因此被广泛应用于航空航天、交通运输、能源等领域。
本文将对铸造合金的基本概念、分类以及在实际应用中的优势进行介绍。
一、铸造合金概述铸造合金是指由两种或两种以上的金属或非金属元素组成的合金，其通过铸造工艺制作而成。
铸造合金可以根据其成分、组织结构和用途进行分类。
常见的铸造合金有铜合金、铝合金、镁合金、钛合金等。
铸造合金具有较高的化学纯度，通常通过冶金方法进行精炼，以保证制品的质量和性能。
铸造合金的成分和比例可以根据实际需求进行调整，以获得理想的力学性能、化学稳定性和耐磨性等特点。
二、铸造合金的分类根据合金主要成分的不同，铸造合金可以分为几类：1. 铜合金：铜合金是指以铜为基础金属，添加不同比例的其他元素制成的合金。
铜合金具有优良的导电性和导热性，常用于电子器件、电线电缆、制图工具等领域。
2. 铝合金：铝合金是以铝为基础金属，添加其他合金元素制成的合金。
铝合金具有较低的密度、较高的强度和优异的耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、交通运输、建筑物等领域。
3. 镁合金：镁合金是以镁为基础金属，添加其他合金元素制成的合金。
镁合金具有较低的密度、高的强度和良好的机械性能，被广泛应用于汽车、航空航天等领域。
4. 钛合金：钛合金是以钛为基础金属，添加其他合金元素制成的合金。
钛合金具有优异的强度、耐腐蚀性和较低的密度，被广泛应用于航空航天、化工、生物医学等领域。
三、铸造合金的应用1. 航空航天领域：铸造合金在航空航天领域具有重要应用。
铝合金被广泛应用于飞机结构件、发动机零件等，因其优良的强度和轻质特性能降低飞行器的整体重量。
钛合金可用于制造航空发动机叶片、结构件等，因其高温强度和耐腐蚀性能能满足复杂的工作环境要求。
2. 汽车工业：铸造合金在汽车工业中得到广泛应用。
铸造合金的分类及应用领域
铸造合金的分类及应用领域铸造合金是指用于铸造行业的一种合金材料，具有良好的流动性和可塑性，适用于各种铸造工艺。
随着技术的进步和需求的不断增加，铸造合金的分类和应用领域也不断扩大。
本文将介绍铸造合金的分类及其在不同应用领域中的具体应用。
一、铸造合金的分类根据成分和结构的不同，铸造合金可以分为几个主要类别，包括：1. 铁基合金：铁基合金是指以铁为主要成分的合金材料，常见的有灰铸铁、球墨铸铁和铸钢等。
灰铸铁具有良好的耐磨性和抗震性，广泛应用于汽车发动机缸体、机械设备底座等领域。
球墨铸铁由于具有高强度和良好的韧性，在汽车零部件、管道和轴承等方面得到广泛应用。
铸钢具有优异的力学性能，适用于制造重型机械、桥梁和船舶等。
2. 铝合金：铝合金是指以铝为基础，通过添加其他金属元素来改善其性能和特性的合金。
铝合金具有良好的强度、导热性和耐腐蚀性等特点，在航空航天、汽车制造和建筑行业广泛应用。
常见的铝合金有铝硅合金、铝镁合金和铝锌合金等。
3. 铜合金：铜合金是指以铜为基础，与其他金属元素形成的合金。
铜合金具有良好的导电性能、热传导性能和耐腐蚀性，在电子、船舶、航空等领域得到广泛应用。
常见的铜合金有黄铜、青铜和铜铝合金等。
4. 镁合金：镁合金是指以镁为基础，通过添加其他金属元素来改善其性能和特性的合金。
镁合金具有低密度、高强度和良好的加工性能，广泛应用于航空、汽车、电子和运动器材等领域。
常见的镁合金有镁铝合金、镁锌合金和镁锰合金等。
二、铸造合金的应用领域1. 汽车制造业：铸造合金在汽车制造业中有着广泛的应用。
灰铸铁和球墨铸铁在发动机缸体、曲轴箱和刹车盘等部件中得到常用。
铝合金在车身及底盘组件中使用广泛，如发动机缸盖、车轮和转向器等。
此外，镁合金也用于制造轻量化零部件，提高汽车的燃油经济性。
2. 航空航天业：铸造合金在航空航天业中的应用十分重要。
铝合金和钛合金广泛应用于航空发动机和飞机结构中，以提供强度和轻量化的特性。
铜合金和镁合金也用于制造部分航空零件，如传动系统和连接件等。
铸造合金及其熔炼
铸造合金及其熔炼铸造合金是指由两种或两种以上的金属混合而成的材料，通常用于制造复杂形状的零件。
铸造合金具有较高的强度、韧性和耐磨性，同时还具有一定的耐腐蚀性和抗氧化性能。
它们通常用于制造高负荷运行的机械部件、汽车和航空航天零件、医疗设备和通信设备等领域。
铸造合金通常是通过熔炼过程制造的。
熔炼是将金属加热到其熔点以上，使其融化成为液态的过程。
在熔炼过程中，金属经历了一系列化学反应，例如氧化、还原、溶解和合金化等反应。
这些反应是产生所需铸造合金的关键。
在熔炼过程中，金属通常被加入到熔炉中。
熔炉是一种大容量的设备，用于加热和融化金属。
熔炉可以分为燃气熔炉、电弧炉和感应炉等几种类型。
其中，电弧炉是最常用的类型，它通过电极放电产生高温，将金属加热到液态。
熔炼时必须控制热量和化学成分，以产生所需的铸造合金。
在熔炼过程中，需要添加一些合金元素以改善铸造合金的性能。
例如，铝可以用于提高铸造合金的强度和耐腐蚀性，钛可以用于提高铸造合金的高温性能，铜可以用于提高铸造合金的导热性等。
这些合金元素通常以块状添加到熔炉中，随着金属的融化，它们逐渐溶解并与其他金属元素形成一种均匀的合金混合物。
一旦合金达到了所需的化学成分和温度，就可以进行铸造过程。
铸造是将液态合金倒入模具中，并使其冷却硬化的过程。
在铸造过程中，有两个关键的因素：一是铸造温度，二是冷却速度。
控制这两个因素可以获得所需的铸造合金性能。
铸造合金的性能取决于其化学成分、铸造温度和冷却速度等因素。
高强度和高耐磨性的合金通常需要较高的铸造温度和较快的冷却速度。
然而，在某些情况下，较慢的冷却速度可能会导致更优良的铸造合金性能，例如抗腐蚀性能和高温氧化性能等。
因此，在生产铸造合金时必须进行适当的试验和分析，以确保所产生的合金具有所需的性能。
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3、 球墨铸铁 1947年
灰口铸铁经孕育处理后虽然细化了石墨片，但球状 石墨则是最为理想的一种石墨形态。 1)、定义：在浇注前向铁水中加入球化剂和孕育剂 进行球化处理和孕育处理，获得石墨呈球状分布的 铸铁，称为球墨铸铁，简称“球铁”。
2)、球墨铸铁的组织 对基体割裂作用进一步减轻
3)、球墨铸铁的生产
灰口铸铁中石墨片的特征是片长、较薄、端部较尖； 球墨铸铁中的石墨大部分呈球状； 石墨形态介于片状和球状石墨之间，呈短片状，片 端钝而圆，类似蠕虫。
蠕墨铸铁的显微组织
2)蠕墨铸铁的性能
力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间，其铸造性 能、减振性和导热性都优于球墨铸铁，与灰铸铁 相近；强韧性不如球铁。
断面敏感性教灰铸铁小，厚达截面上性能较均匀。
力学性能高，特别是塑性和韧性比铸铁高，焊接性 能优良，适于采用铸、焊联合工艺制造重型机械。 但铸造性能、减震性和缺口敏感性都比铸铁差。
铸钢用途：
承受重载荷及冲击载荷的 零件，如铁路车辆上的摇 枕、侧架、车轮及车钩， 重型水压机横梁，大型轧 钢机机架、大齿轮等。
摇枕侧架
1 、铸钢的分类、性能和应用 铸造碳钢 易于制取、较经济，占80% 以上 铸造合金钢 ZGMn13铸造火车道岔
2）使用补缩冒口和冷铁
3.铸钢件热处理
1）原因：为了细化组织，消除内应力，改善偏析 ，提高铸件的力学性能。 2）工艺：正火后的力学性能较退火高，且生产率 高、成本低、应尽量采用正火代替退火。但正火 较退火的内应力大，因此形状复杂、含碳量超过 0.35%的铸钢件，则需退火。
4）等温淬火 获得高强度、一定塑性及韧性的B球铁。 加热到860-900℃，在250-300℃的等温盐浴等温处理 0.5-1.5h后空冷。
贝
制
氏
品
(
体
轧
基
辊
球
与
墨
辊
铸 铁
)
环
组织
4)、球墨铸铁的牌号及应用
• 用途 • 承受震动、载荷大的零件，
如曲轴、传动齿轮等。
铸铁曲轴
4、蠕墨铸铁 是近年来发展起来的一种新型工程材料 1)蠕墨铸铁的组织特征
硅是强烈促进石墨化的 元素。含硅量过少，即使 高含碳量石墨也不宜析出， 容易形成白口组织。
灰铸铁中：2.5-4.0%C，
1.0-3.0%Si。
S：硫是强烈阻碍石墨化的元素，能促进铸铁白口化， 形成热脆性，并降低流动性，增大收缩，产生热裂。 有害元素，应严格限制其含量在0.1%以下。
P: 磷对石墨化影响不显著，磷含量大于0.3%时会形 成硬而脆的磷共晶，能提高铸铁的耐磨性，但又会形 成冷脆性，对于灰铸铁含磷量应限制在0.15%以下。
（1） 铁液的化学成分: C↑(3.6-4.0%) ，Si（22.6%）， S、P↓
（2）球化剂和孕育剂 球化剂（稀土镁合金)的作用：使石墨 呈球状析出；加入量1-1.6%铁液质量。 孕育剂(硅铁 75%Si)的作用： 促使石墨化，防 白口。加入量0.41%铁液质量。
(3) 球化处理 常用冲入法
(4 ) 球墨铸铁的铸造工艺特点
2）正火 目的：增加基体中P量，以提高强度、硬度及耐磨性。
高温正火:880℃-920℃,细珠光体+石墨+F（少量） 低温正火:840℃-860℃，P+F基体的球墨铸铁
球墨铸铁中的牛眼状 铁素体组织
珠光体基球墨铸铁
正火后冷却速 度越快，F含 量越少；但会 引起内应力， 需进行消除应 力退火。
3）调质 用于一些要求较高或截面较大的球铁件，如大 型曲轴和连杆。860-900℃+550-620℃;
使Fe3C分解，炉冷
至400℃后空冷。
活 塞
环
3）表面淬火
刨床 床身
汽 缸
气缸套 套
• 用途 • 制造承受压力和震动的零件,
如机床床身、各种箱体、壳 体、泵体、缸体。
变速箱体
重型机床床身(HT-250)
大型船用柴油机汽缸体(HT-300)
2、可锻铸铁 玛铁 1)、定义及性能：可锻铸铁是白
口铸铁在固态下经长时间石墨化
3）高碳铸钢 含碳量0.5-0.6%，ZG340-640，组织为：P+少量F 硬度高，塑性低； 流动性好，收缩较小，但导热性差，仅适合耐磨件。
2. 碳钢的铸造工艺特点
铸造性能差 ∵熔点高，浇注温度高，
流动性差，易氧化和吸气，同时体积
收缩率大。壁厚不能小于8mm
1）型砂的强度、耐火度、退让性
和透气性要高。
1铁液高温出炉：经球化及孕育处理温度要降低40 ℃ ； 2采用顺序凝固：球铁收缩大，易形成缩孔缩松；
收缩会随铸的刚度而改变。
铸件的外壳强度很低，球 状石墨析出引起的膨胀力 很大。若铸型的刚度不足， 铸件外壳将向外胀大，造 成铸件内部的铁水不足， 在铸件最后凝固的部位产 生缩孔和缩松。
3严格控制S含量及型砂中的水分：易产生皮下气孔。
铸造合金
常用铸造合金：铸铁、铸钢
和非铁合金中的铝、铜合金。
内
燃
铸铁：是以铁、碳和硅为主要元
机
汽
素的多元合金。常用成分如下表：
缸
铸铁曲轴
一、铸铁
根据碳在铸铁中的存在形式分类
（1）白口铸铁 指碳主要以Fe3C形式出现的铸铁，断 口呈银白色。极硬且脆，很难切削加工。多制作耐磨零
件，如犁、铧、磨球等，或制造冷硬铸铁件，如轧辊。
第一：铸出白口铸铁坯；
毛坯不能有石墨存在，
否则将导致废品。
第二：石墨化退火。
白口铁
可锻铸铁的石墨化退火工艺
C：2.4~2.8%；Si：<1.4%
生产周期长（50-70h），工艺 复杂，成本高； C、Si含量低，熔点高 （1300℃ ），结晶范围大，导致 流动性差，收缩大。 需高温浇注、顺序凝固
（2）灰口铸铁 指碳主要以石墨形式出现的铸铁，断 口呈灰色。强度低塑性差，但铸造性能好，是工业中 应用最广的铸铁。
（3）麻口铸铁 属于白口铁和灰口铁之间的过渡组织， 其中的碳既有游离石墨又有渗碳体。断口灰白相间。 硬、脆，难加工，很少应用。
其中灰口铸铁又以“G”形态的不同，分为：
（普通）灰铸铁 C以片状 “G”
3)、影响灰铸铁组织和性能的主要因素
分析三种灰铸铁：
C化合=0.8%时，为P灰铁，石墨片细小，分布均匀， 强、硬度高，可制造床身、机体等重要件。
C化合 < 0.8%时,为（P+F）灰铸铁，石墨片较粗大， 强度低，适于一般机件。其铸造性能和减振性均优于
前者，应用最广。
C化合=0时,为F灰铸铁。 强度硬度最差，很少用。
可锻铸铁
团絮状 “G”
球墨铸铁
球状 “G”；
蠕墨铸铁
蠕虫状 “G”
1、灰铸铁 脆性材料
1)、灰铸铁的组织 显微组织：金属基体 + “G”片
三种组织：
（1） 珠光体灰铸铁 P +“G”片
HT200
（2） 珠光体-铁素体灰铸铁 P+F+“G”片 HT150
（3） 铁素体灰铸铁 F +“G”片
HT100
常用的铸造碳钢的牌号、成分和力学性能
1）低碳铸钢 含碳量<0.25%，如ZG200-400 ，组织为：F+少量P 强度、硬度低，塑性韧性好；
但熔点高，流动性差，铸造困难。应用较少 2）中碳铸钢 含碳量0.25-0.45%，如ZG310-570 ，组织为：F+P 强度、硬度较高，塑性韧性较低； 流动性好，热裂倾向小，但导热性差，应用最多。
3)蠕墨铸铁的牌号、性能特点及用途
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。
灰铸铁
蠕墨铸铁 球墨铸铁
灰铸铁
蠕墨铸铁 球墨铸铁
球
墨
铸
蠕铁
墨
灰 铸
铸 铁
铁
• 蠕墨铸铁常用于制造承受热循环载荷的零件和结构 复杂、强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、 柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐 压泵的泵体等。
2、铸铁的性能特点
⑴ 力学性能低。由于 石墨相当于钢基体中
的裂纹或空洞，破坏
了基体的连续性，且
易导致应力集中。
铸铁与铸钢的强度比较
• ⑵ 耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。
• ⑶ 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。
• ⑷ 铸造性能好。由于铸铁硅含量高, 成分接近于共晶.
• ⑸ 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。
玻璃模具
制动鼓
工 业 铸 铁 的 成 分 范 围 与 组 织
Si/Mg/Ce 中速冷却 缓冷
工业铸铁的成分范围
快冷 中速冷却缓冷
中速冷却 缓冷
珠光体 铁素体 蠕墨铸铁 蠕墨铸铁
白口铸铁 珠光体灰铸铁 铁素体灰铸铁 珠光体
石墨化退火
球墨铸铁
铁素体 球墨铸铁
快冷 缓冷
珠光体 可锻铸铁
铁素体 可锻铸铁
二、 铸钢 15% 铸钢特点：
Mn: 锰与硫作用生成MnS，削弱硫的有害作用，提 高铸铁的强度。锰是阻碍石墨化的元素，增加白口倾 向。生产中常加入0.6～1.2%锰铁，控制铸铁组织。
（2）冷却速度 冷却速度越慢，越有利于石墨化过程的进行。
在高温缓慢冷却的条件下，由于原子具有较高的扩 散能力，铸铁中的碳以游离态（石墨相）析出。
结论：必须控制石 墨化程度来控制铸 铁的组织和性能。
铸铁的石墨化：在铸铁组织中形成石墨的过程。
影响铸铁组织和性能的主要因素与影响铸铁石墨化 的因素是一致的，即为化学成分和冷却速度。
（1）化学成分 C、Si、Mn、S、P
碳和硅 对铸铁的组织和 性能起着决定性的影响