合成铸铁的研究及应用
钢铁铸件研究报告
钢铁铸件研究报告
本报告对钢铁铸件进行了全面研究，包括其材料、制造工艺、性能特点、应用领域等方面进行了详细介绍和分析。
首先，钢铁铸件的材料主要有铁素体钢、奥氏体钢、马氏体钢等。
不同材料的组成和性质决定了其在制造过程中的性能表现和应用范围。
其次，本报告详细介绍了钢铁铸件的制造工艺，包括模型制作、熔炼、浇注、冷却等各个环节。
同时，针对不同的铸造工艺，也提供了一些优化建议和注意事项。
在性能方面，本报告重点分析了钢铁铸件的力学性能、热学性能、耐腐蚀性能等方面。
通过实验数据和实际应用经验，得出了不同材料和工艺下的性能表现和适用范围。
最后，本报告还对钢铁铸件的应用领域进行了探讨，包括汽车工业、机械制造、船舶制造等领域。
同时，也提供了一些未来发展趋势和可能的创新方向。
总之，本报告为钢铁铸件的研究和应用提供了全面、深入的分析和参考，对相关从业人员和研究者具有一定的参考价值。
- 1 -。
铸铁的结构原理及应用
§1
铸铁的分类及石墨化
③P含量大于0.3%后出现Fe3P，硬而脆，细小均 匀分布时，提高铸铁的耐磨性，反之连成网，降 低铸铁的强度，除耐磨铸铁外，（0.5~1.0%P）通 常铸铁P含量＜0.3%。 ④阻碍石墨化Mn、S等。 ⑤S不仅阻碍石墨化，还会降低铸铁的强度和流 动性，故其含量应尽量低，一般在0.15%以下，而 錳因为可与硫形成MnS，减弱硫的有害作用，同时 可促进珠光体基体的形成，从而提高铸铁的强度， 故可充许其含量在0.5~1.4% .
§1
铸铁的分类及石墨化
☂铸铁的分类 ♥白口铸铁
指碳主要以游离碳化物形式出现的铸铁， 断口呈白色，故称为白口铸铁。因为白口铸铁 硬度高，脆性大，难切削，所以很少用来制造 机械零件，工业中应用较少。
§1
铸铁的分类及石墨化
♥灰口铸铁
指碳主要以石墨形式出现的铸铁，断口呈 灰色，故称为灰口铸铁。根据石墨形态不同， 灰口铸铁又分为以下几类： (1)灰口铸铁。碳主要以片状石墨形式出现 的铸铁。 (2)可锻铸铁。碳主要以团絮状石墨形式出 现的铸铁。 (3)球墨铸铁。碳主要以球状石墨形式出现 的铸铁。 (4)蠕墨铸铁。碳主要以蠕虫状石墨形式出 现的铸铁。
§２
灰铸铁
(2)消除白口组织的退火 将铸件加热到850～950℃，保持一定时间(一般 为2～5h)，然后随炉冷却至400～500℃出炉空 冷，使渗碳体在高温和缓慢冷却中分解，用于 消除白口，降低硬度，改善切削加工性。 (3)表面淬火 表面淬火的目的是提高铸件表面硬度和耐磨性。 常用的表面淬火有火焰加热表面淬火、高频与 中频感应加热表面淬火和电接触加热表面淬火 等。如对机床导轨进行中频感应加热表面淬火， 使表面淬火层获得细马氏体基体＋石墨的组织， 其耐磨性就会显著提高。
铸铁在生活中的应用【可编辑全文】
可编辑修改精选全文完整版铸铁在生活中的应用铸铁是近代工业生产中应用最广泛的一种铸造金属材料。
一般在机械制造，冶金矿山，石油化工，交通运输和国防工业等各个部门中得到了广泛的应用。
铸钢在许多重型的和承受动载荷的机械零件中得到了广泛的应用。
按照铸铁中石墨的存在形式，又可以将铸铁分为灰铸铁，白口铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁等等，按照铸铁的特殊性能又可以分为减摩铸铁，冷硬铸铁，抗磨铸铁，耐热铸铁等。
每种铸铁都因为其特殊的性能而得到了不同的应用。
灰铸铁（灰口铸铁）：碳主要以片状石墨形式出现的铸铁，断口呈灰色，基体形式为：铁素体、珠光体、珠光体加铁素体。
由于灰铸铁具有一定的强度和良好的减震性、耐磨性，以及优良的切削加工性和铸造工艺性，并且生产简便、成本低，因此在工业生产和民用生活中得到最广泛的应用。
孕育铸铁：仍属灰铸铁范畴，是铁液经孕育处理后，获得的亚共晶灰铸铁。
孕育铸铁的碳主要以细片状石墨形式出现，基体形式为珠光体、铁素体。
经孕育处理后的孕育铸铁，Si常被调整到1.2%--1.8%，共晶团被显著地细化，石墨的尺寸及分布得到改善，从而提高了强度，因此孕育铸铁又常称为高强度灰铸铁。
孕育铸铁的抗拉强度可达200--400Mpa，抗弯强度可达450--600Mpa，但延伸率和冲击韧性仍较低，故常用于动载荷较小，静力强度要求较高的重要铸件，如机床床身、发动机缸体等。
球墨铸铁：是铁液经过球化剂处理而不是经过热处理，使石墨大部或全部呈球状，有时少量为团絮状的铸铁。
但球墨铸铁经过一定的热处理却可改变基体的形式，球墨铸铁的基体形式为：铁素体、珠光体、铁素体加珠光体、贝氏体、奥氏体加贝氏体。
（奥贝）球墨铸铁是二十世纪40年代末发展起来的一种新型结构材料，除有类似于灰铸铁的良好减震性、耐磨性、切削加工性和铸造工艺性外，还具有比普通灰铸铁高得多的强度、塑性和韧性，抗拉强度可达1200--1450Mpa，延伸率可达17%，冲击值可达60J/cm2，因此已用于生产受力复杂，强度、韧性、耐磨性等要求较高的零件，如汽车、拖拉机、内燃机等的曲轴、凸轮轴，还有通用机械的中压阀门等。
合成铸铁技术在发动机缸体上的应用
ｔｉｌ ｎ ｆ ｃｕ ｅ ｈ ｒ ｐ ｉ ｒ ｈ ｌｇ ｆｔ ｅ ｓ ｎ ｈ ｔ ａ ｔ ｒ ｎ ｗａ ｍｐｏ ｅ ，ｔ ｅ ｅ ｙ ｉ ｒ — ａ ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ，ｔｅ ｇ ａ ｈｔ ｍｏ ｐ ｏｏ ｙ ｏ ｈ ｙ ｔｅ ｉ ｃ ｓ ｉ ｓ ｉ ｒ ｖ ｄ ｈ ｒ ｂ ｔ ｅ ｃ ｏ ｓ
生产 成本考虑 ，最后 确定废钢： 回炉料为７３ ：。
Ｍｎｅ ｒｅ Ｆ 、ＣＦ 、阴极铜 ，使用德国Ｏ Ｌ 直读光谱仪对 ＢＦ
铁液进行 陕速成分分析 ，调整铁液成分为 ３ ％ ３ ％ Ｃ ． ～． ２ ４ 、
１６ ～１８ Ｓ 、 ０ ６ ～０ ７ Ｍ ｎ Ｐ ０ ０ ％ 、 ０ ０ ％ ～ ．％ ．％ ｉ ．％ ．％ 、 ＜ ．３ ．８
五菱微 车发 动机Ｂ 系列缸体的试制情 况介绍如下 。
浓度 起伏 ，带来 更 多的石 墨结 晶核 心 ，细化 石 墨 ，减
小对金属基体的割裂作用【 ” 。其二 ，由于增碳剂和废钢 中都含氮 ， 大量加入使铁液含氮量增加 ，而适量 的氮 将有助于细化石墨 ，促进珠光体形成［ ２ １ 图１ ，如 所示 。
制 ，合成铸铁的石墨形态得到 了改善 ，提高 了力学性能 ，同时改善机械加工性能，提高 了经济效 益，降低 了生产成本 。
关键 词 ：发 动机缸体 ；合成 铸铁 ；增碳剂 ；石墨形态 中图分 类号 ：Ｔ ２７ 文 献标识 码 ：Ｂ Ｇ５ 文章 编号 ：１０—９７ （０ １—２６０ ０ １４７ ２ １） ２ １２— ３ １
推广合成铸铁应用的若干工艺技术问题
推广合成铸铁应用的若干工艺技术问题金永锡(上海圣德曼汽车铸造有限公司，上海201805)摘要：介绍以废钢和回炉料为主要炉料生产合成铸铁的熔炼条件和合成铸铁的力学性能指标。
对合成铸铁力学性能较高的原因进行了分析，并对熔炼合成铸铁时选用增碳剂的原则和增碳工艺进行了详细讨论。
以笔者公司的铸件为例，介绍了生产合成灰铁、合成球铁的具体配料、化学成分、性能水平及原材料成本。
关键词：合成铸铁；增碳剂；增碳工艺中_图分类号：T G25文献标识码：A文章编号：1003—8345(2009)05—0015一06S o m e Tec hn i ca l Pr obl em s w i t h Produ c t i o n Proc es s of Sy nm et i c C a s t I r onsJI N Y ong—xi(Sha ngha i Sandm ann A ut om ot i ve Fo und l y C o．L t d．，Shang hai201805，Chi na)A bs t r ac t：The m el t i ng condi t i ons a nd m e chani ca l pr oper t i es of t he s ynt het i c c as t i r ons pr oduced w i t h s teel s cm p a nd r et um s as m ai n m el t i ng ch ar g e w er e i n t r odu ced．T he r eas on of r elat i vel y hi g h m e c hani cal pr oper t i es of s ynt het i c c as t i r ons w a s anal yz ed，as w el l as t hecar bu r i zer choi ce pr i nci pl e a nd car bur i zi ng pr o cess f br m el t i ng of s ynt het i c c a st i r ons w as di scus sed i n det a i l．T ak i ng s o m e cas t i ngs of aut hor’s com pany as ex am p l e s，t he act ual ch ar g e m i xt ur e r at i o，eh em i cal com pos i t i on，pr op er t y l evel and c o s t of r a w m at er i al of s ynt het i c gr ay i r ons a nd no du l ar i r ons w as i nt roduced．K e y w o r ds：syn t het i c c as t i m n；car bu“zer；car bu r i zi ng pm c e ss在汽车、拖拉机和机械制造业生产过程中产生的返回料、废品和切屑总量达铸件总量的l倍以上，某些产品甚至达4～5倍之多。
有关合成铸铁的一些问题
有关合成铸铁的一些问题1、什么叫合成铸铁？传统的铸铁熔炼，其炉料组成是以新生铁为主，配加回炉料和少比例的废钢，加废钢的目的是为了降低铁液中的含碳量。
一直以来，熔炼球铁大多数只加5%-10%废钢，保持着在不产生石墨漂浮的情况下，遵循高碳低硅大孕育的原则，认为碳当量高，尤其是碳高有利于铸铁的自补缩，不容易产生缩孔缩松缺陷，因此尽量少加废钢是很自然的事，而在灰铸铁的熔炼中，因知道降低碳含量，能减少割裂铸铁金属基体中的石墨量，而有效的增加强度，碳越低，强度就越高，所以依灰铸铁的牌号不同，配加一定比例的废钢，以达到各牌号所需的含碳量，相当长一个时期，我们生产的铸铁牌号不高，很多小型企业还不要求牌号，大多生产的牌号只为HT150，HT200和HT250，，因此所加废钢比例就低，大多在15-35%范围内，认为多加废钢，铸件缩性大，因此不敢多用。
现在知道，炉料的组成是对铸铁件的质量有很大影响的，在铸铁的熔炼中，我国长期的采用低比例的废钢配比，是否是我国在同样CE下强度不如国外高，而强度相当时，CE又比人家的低，因而铸造性能恶化，是值得我们探讨的。
近些年来，我国铸造界热门的话题有两个，一个是风电，高铁等所用的高韧性低温铁素体球铁，提高性能措施之一就是要用高纯生铁，第二个就是合成铸铁，提倡多用废钢和加增碳技术来提高铸铁性能，这两项技术都牵涉到炉料的合理应用，认识到了精料出精品的内在含义。
应当说是我们在铸铁件的生产中的一种进步。
到底为什么叫合成铸铁，在铸铁件的生产中，炉料以废钢为主，不加生铁或少用生铁，然后就是加入本厂的回炉料，并用增碳技术达到所需的含碳量，这就叫合成铸铁吗？这种新的配料所获得的铸铁，虽然与老工艺相比在炉料单目上大体相同，只是各组分加入比例不同而已，但在铸铁的性能上有了很大的提高，因此对这种工艺所获得的铸铁，取一个新的名词，叫合成铸铁，表示与原传统工艺的区别。
看到美国铸造协会1974年年刊上一篇有关铸铁生产所用增碳剂的文章内，提到自然界本没有铁元素，它是由铁矿石经高炉用焦炭还原而获得，它把这种铁称之为合成铁，或人造铁（Synthetic iron）因而用这种铁生产的铸铁件叫做合成铸铁也算说得有理。
21.合成铸铁的研究及应用
合成铸铁的研究及应用王顺安，邹荣剑（重庆大江信达铸锻有限公司，重庆 401321）摘要：由于合成铸铁废钢加入量大，增碳技术成为其生产的关键技术。
本文着重从探讨增碳原理、成分、合成铸铁熔炼工艺进行探讨，并对合成铸铁机械性能和金相组织等进行了介绍。
关键词：合成铸铁；增碳剂；机械性能；金相组织近年来，随着铸铁的不断发展，生铁资源日益紧缺，优质生铁更是供不应求，价格日趋上涨。
面对日益严峻的形势，一部分铸铁件生产厂家应用电炉生产合成铸铁技术，提高产品质量，降低成本，提高企业效益。
在合成铸铁技术不断发展过程中，废钢加入量越来越大，从最初的30%，现已增加到80%。
由于电炉熔炼合成铸铁废钢加入量的增大，其增碳技术是保证熔炼质量，改善铸铁组织和性能的关键。
本文就电炉熔炼合成铸铁增碳原理，熔炼工艺进行了探讨，并介绍了合成铸铁的金相组织和性能。
1 增碳的原理合成铸铁熔炼过程中，由于废钢加入量大，铁液C 含量低，必须采用增碳剂增碳。
增碳剂中以单质形式存在的碳，熔化温度为3727℃，在铁液温度下不能熔化，因此，增碳剂中的碳主要通过溶解和扩散两种方式溶于铁液。
当铁液的含碳量在2.1%时，石墨增碳剂中的石墨可直接在铁液中溶解直溶[1]。
而非石墨增碳的直溶现象基本不存在，只是随着时间的推移，碳在铁液中逐渐的扩散溶解。
对于电炉熔炼合成铸铁的增碳，采用晶体石墨增碳的增碳速度显著高于非石墨增碳剂。
电炉熔炼铸铁采用增碳剂进行增碳，其碳在铁液中扩散溶解，国外某大学就这个问题对含碳物质在铁碳溶液中溶解进行了试验研究。
试验把温度处在1623～1923K 之间的各种含碳物质作为研究对象，研究它们在铁液中的溶解及相互作用。
含碳物质的溶解遵守公式如下：)(Cb C K j −•=式中：j ——表示碳溶解时的传质通量；C ——表碳的饱和浓度； Cb ——表示碳的主体浓度；K ——表示总溶解系数，KpKu K 111+=； Ku ——表示固体粒子表面液体边界层的碳传质系数；Kp ——表示界面反应常数。
铸铁的发展及应用方向
铸铁的发展及应用方向铸铁是一种重要的工程材料，具有良好的可铸性、强度和耐磨性，广泛应用于工业生产和建筑领域。
本文将从铸铁的发展历程、应用方向以及未来发展趋势等方面进行阐述。
铸铁是人类使用最早的金属材料之一，它的历史可以追溯到公元前4世纪。
最初铸铁主要用于铸造武器和农具等军事和农业工具，随着工业革命的到来，铸铁得到了更广泛的应用。
在19世纪后期和20世纪初期，铸铁得到了新的发展，出现了多种不同强度和性能的铸铁材料。
铸铁的应用方向非常广泛。
首先，在建筑领域，铸铁常用于制造构件和装饰品。
铸铁构件具有高强度和耐久性，可以承受重载和外部压力，常用于建筑框架、支撑柱和梁等结构。
同时，铸铁装饰品以其精美的造型和纹饰广受青睐，常用于室内和室外装饰。
其次，在机械制造领域，铸铁广泛应用于制造零部件和工艺设备。
铸铁材料具有良好的机械性能，可以承受高压和高温，因此常用于制造发动机缸体、机座、轴套等重要零部件。
此外，铸铁还常用于制造工艺设备，如管道、阀门和泵类等。
再次，铸铁在交通运输领域也有广泛应用。
铸铁铸件可以用于制造汽车和船舶的零部件，如发动机缸盖、转向机壳等。
同时，铸铁材料还可以用于制造铁路轨道和铁路桥梁等。
随着科技的进步和工业的发展，铸铁也在不断进化和改进。
一方面，研究人员正在开发新型铸铁材料，以提高其强度、韧性和耐腐蚀性能。
例如，球墨铸铁是一种通过在铸铁中添加微量的镁和锰元素而获得的强韧铸铁，具有良好的机械性能和抗冲击性能，适用于制造要求高强度和耐磨性的零部件。
另一方面，铸铁的制造工艺也在不断改进，以提高生产效率和质量。
例如，现代铸铁生产常采用自动化和数字化技术，如计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)等，大大提高了铸铁的生产效率和质量控制能力。
未来，预计铸铁的应用领域将继续扩大，并在一些新兴领域得到应用。
首先，随着节能环保的要求不断增加，轻量化材料的需求也在增加。
由于铸铁密度较高，重量较大，因此在一些需要轻量化材料的领域可能有所限制。
铸铁研究报告
铸铁研究报告
铸铁是一种常用的材料，在各个行业都有应用。
本报告将介绍铸铁的种类、性质、生产工艺、应用领域以及未来发展趋势等方面的研究成果。
首先，我们介绍了铸铁的种类，包括灰铸铁、球墨铸铁、白口铸铁、铸铁合金等。
每种铸铁具有不同的成分和性质，适用于不同的场合。
接着，我们对铸铁的性质进行了研究。
铸铁具有良好的铸造性能、机械性能和耐磨性能，同时还有较好的耐腐蚀性能和导热性能。
这些性能使得铸铁在各个领域都有应用。
在生产工艺方面，我们研究了铸铁的制备方法、热处理工艺、机械加工技术等。
这些工艺的优化可以提高铸铁的性能和质量，同时也可以降低生产成本。
在应用领域方面，我们介绍了铸铁在机械制造、建筑、汽车、航空航天等各个领域的应用情况。
铸铁在这些领域的应用为各个行业的发展提供了重要的支持。
最后，我们对铸铁的未来发展趋势进行了展望。
未来铸铁的发展将主要集中在材料、生产工艺和应用领域的创新和优化，以更好地满足市场需求。
综上所述，铸铁作为一种重要的材料，在各个领域都有广泛的应用。
我们的研究成果可以为铸铁的生产和应用提供重要的参考和指导。
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合成铸铁技术在球墨铸管生产中的应用
合成铸铁技术在球墨铸管生产中的应用摘要：利用少量原铁液和大量废钢，在电炉中加入增碳剂进行增碳生产的合成铸铁，生产成本低，产品性能优越。
用合成铸铁生产球墨铸铁，具有生产成本低、能耗小、产品质量高等优点。
本文对合成铸铁技术在球墨铸管生产中的应用进行探讨。
关键词：球墨铸管；合成铸铁；应用一、合成铸铁的熔炼条件合成铸铁熔炼的重要条件是使用感应电炉熔炼，感应电炉具有自由控制铁液温度、电磁搅拌及增碳剂吸收率高的特点，使熔炼、增碳、精炼工艺可在较宽的范围内调整和控制。
二、合成铸铁的特点在电炉中以废钢作为主炉料，用增碳剂进行增碳生产的合成铸铁件，由于炉料纯净，铁液含硫量低，纯净度高，夹杂物少，实践表明与普通熔炼的铸件相比，有较好的力学性能、工艺性能和使用性能。
力学性能：合成铸铁在相同碳当量的条件下，其抗拉性能高30MPa.。
工艺性能：相同碳当量条件下，由于铁液纯净度高，杂质少，比普通电炉铁液流动性要高。
同等成分合成铸铁的碳当量比普通电炉铁液的碳当量高0.4%左右，因此说合成铸铁的铸造工艺性能较好。
使用性能：合成铸铁组织致密，气密性高。
使用合成铸铁生产球墨铸铁管，气密性合格率可提高15%左右，因此说合成铸铁使用性能要高。
从表1、表2数据对比可以看出，采用合成铸铁工艺生产的球墨铸铁管月、年累计气密合格率分别达到96.6%、96.11%，明显高于普通铸铁工艺。
表2 合成铸铁气密数据三、合成铸铁生产球墨铸铁管操作工艺合成铸铁的关键技术是熔炼增碳。
应用合成铸铁工艺技术生产DN80—DN1200球墨铸铁管，产品质量稳定，性能优越。
1、熔炼条件采用6台中频炉（分别为6台10t）熔炼铁液。
2、化学成分控制原铁液的质量优劣直接影响到产品的质量，原铁液采用的主要成分为ω（C）4.0~5.2%，ω（Si）≤1.8%，ω（Mn）≤0.3%.废钢选取以普碳钢为优，其他采用成分明确的低S、低P、低Mn无油少锈的废钢，回炉料为生产过程中产生的缺陷品。
HT350高牌号合成铸铁的工艺实践
HT350高牌号合成铸铁的工艺实践盖志宏1，刘全荣2，孙新明2（1. 慈溪汇丽机电股份有限公司总师办，浙江慈溪 315333；2. 慈溪汇丽机电股份有限公司铸造分公司，浙江慈溪 315333）摘要：根据HT350轴套铸件结构特点及技术要求，制定了合成铸铁熔炼工艺。
熔炼炉料主要采用废钢、回炉铁、增碳剂，同时添加少量的合金元素。
通过对原材料及化学成分的严格控制及采用长效孕育剂、瞬时孕育工艺，成功地试制了壁厚为50～100 mm的HT350轴套。
这为生产高牌号HT350的合成铸铁件提供了宝贵的经验。
关键词：合成铸铁；轴套；壁厚；增碳剂作者简介：盖志宏（1973-），女，高级工程师，主要研究方向为铸铁件的铸造工艺。
电话：137********，E-mail: gzh@中图分类号：TG143.2文献标识码：A文章编号 ：1001-4977 （2019）01-0067-04收稿日期：2018-09-27收到初稿，2018-11-16收到修订稿。
近年来，生铁资源日益短缺，特别是优质生铁更是供不应求，价格日益上涨。
采用合成铸铁不但能降低铸件生产成本，还可以解决因生铁带来的遗传性影响，使灰铸铁具有石墨形态好、珠光体细且多、力学性能高的优点。
鉴于合成铸铁的上述优点，我公司开始了高牌号合成铸铁HT350的试制。
1 铸件简介我公司承接的轴套，毛坯单重约为120 kg，其材料牌号为HT350，该产品外形轮廓尺寸为Φ540 mm×220 mm，最大壁厚接近100 mm，最小壁厚接近50 mm，形状如图1所示。
铸件以Φ30 mm单铸试棒的力学性能作为产品合格与否的验收依据，抗拉强度要求350～450 MPa, 硬度不超过HB240；铸件渗碳体＜1%；化学成分要求P≤0.1%，0.06%～0.12% S，Pb＜0.002%，Sn＜0.002%。
铸件要求消除应力退火处理。
在图1指定的两个端面圆周方向平均间隔120°的3个位置处检测本体硬度，要求每个端面的硬度值均在HB 190～220。
合成铸铁的研究及应用
近 年来 ，生铁 资源 １益 紧缺 ，优 质生 铁更 是供 不 ３ 应求 ，价格 日趋 上涨 。面对 日益严 峻 的形势 ，一 部分 铸 铁件 生产 厂 家应用 电炉 生产 合成 铸铁 技术 ，提 高产 品质量 ，降低成 本 。在合 成铸铁 技术不 断发展过 程 中 ， 废 钢加入 量越来 越 大 ，从 最初 的３ ％ ，已增 加到 ８ ％。 ０ ０ 由于 电炉熔 炼合成 铸铁 废钢 加 入量 的增 大 ，所 以其 增
Ｒｅ ｅ ｃ ｎ ｐｉａ ｉｎ ｏ ｎ ｈ ｓｓ Ｃａ ｔＩ ｓ ａｒ ｈａ ｄ Ａｐ ｌ ｔ ｆＳｙ ｔ ｅ ｉ ｓ ｒ ｃ ｏ ｏｎ
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碳技术 是保证熔炼 质量 ，改善铸铁 组织和 性能 的关 键 。
碳溶液 中溶解进 行 了试验研究 。试验把 温度处在 １ ２ ～ ３ ６
１ ２ 间 的各 种含 碳物质 作 为研究对 象 ，研 究它 们 ３ ９ Ｋ之
在铁 液 中的 溶解及 相互 作用 。含 碳物 质 的溶解 遵守 公
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合成铸铁熔炼工艺及增碳技术的研究 毕业论文
题目：合成铸铁熔炼工艺及增碳技术的研究日合成铸铁熔炼工艺及增碳技术研究摘要研究合成灰铸铁不同熔炼工艺及增碳工艺有助于材料的高强度分析，为高功率密度柴油发动机铸铁缸盖的选材提供了可靠的依据，由于灰铸铁是目前各机械行业中应用最广泛的金属结构材料，具有良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性，而且成本低廉、成型简单等特点，而通过增碳工艺合成的方法可以增加灰铸铁的力学性能等特点。
本课题主要研究改变不同生铁废钢比例对合成灰铸铁的力学性能、金相组织的影响和改变增碳剂的加入方法对合成灰铸铁的力学性能、金相组织的影响。
通过拉伸试验测试力学性能、光学金相显微镜观察金相组织、扫描电镜观察断口形貌等多种方法,得到如下结论：改变增碳剂对灰铸铁的组织和力学性能基本上没影响；灰铸铁的力学性能随着生铁的减少废钢的增多呈现先上升后下降的趋势，灰铸铁的组织会随着生铁的减少废钢的增多会出现碳化物，出现白口组织。
关键词：合成灰铸铁；灰铸铁；增碳剂；熔炼工艺Synthetic Iron Smelting Technology and Increasing CarbonTechnology ResearchAbstractStudying different smelting process and increasing carbon of synthesis gray cast iron contribute to analysis high strength materials, and provide a reliable basis for selecting high power density diesel engine cast iron cylinder heads. The gray cast iron is most widely metal structural materials that in the machinery industry present, it has good casting properties, good damping resistance, good abrasion resistance, excellent cutting performance, low notch sensitivity, and low cost, and simple molding. And, it could be increase the mechanical properties of gray cast iron by increasing the synthesis of carbon method. The main subject of study is the influence of synthetic gray cast iron’s mechanical properties and microstructure by changing different the ratio between iron and scrap, and the influence of synthetic gray cast iron’s mechanical properties and microstructure by changing decarburize join method.By testing the mechanical properties of tensile test, optical microscope to observe the microstructure variety of methods, and scanning electron microscopy fracture morphology, etc. We can get the conclusion: it is basically not affected to microstructure and mechanical properties of gray cast iron by changing decarburize; Mechanical properties of gray cast iron will increase first and decline with iron reducing and scrap increasing;Organization of gray cast iron will appear carbide and white tissue with iron reducing and scrap increasingKey Words：Synthesis of gray cast iron; gray cast iron; decarburize; melting process目录1 绪论 (1)1.1灰铸铁的发展和研究意义 (1)1.2国外研究现状 (1)1.3国内研究现状 (2)1.4铸铁 (2)1.4.1铸铁的特点 (2)1.4.2铸铁的分类 (2)1.4.3灰铸铁 (3)1.4.4灰铸铁的特点 (3)1.4.5灰铸铁的性能 (4)1.4.6灰铸铁的组织 (4)1.4.7铸铁化学成分对其组织和性能的影响 (4)1.4.8铸铁中合金元素对其组织和性能的影响 (5)1.5增碳剂 (5)1.5.1增碳剂的分类 (5)1.5.2增碳原理 (6)1.5.3增碳剂的选用 (6)1.6课题背景及主要研究内容 (6)1.6.1课题背景 (6)1.6.2主要研究内容 (7)2 实验条件及方法 (8)2.1实验原料 (8)2.2配料计算 (8)2.3造型和熔炼工艺 (8)2.3.1造型 (8)2.3.2熔炼 (9)2.4金相试样的制备 (9)3 实验结果和分析 (10)3.1改变增碳剂加入方法对灰铸铁的影响 (10)3.1.1改变增碳剂加入方法对吸收率的影响 (10)3.1.2改变增碳剂加入方法对金相组织的影响 (10)3.2不同生铁废钢比对灰铸铁金相组织的影响 (12)3.3不同生铁废钢比对灰铸铁力学性能的影响 (17)3.3.1不同生铁废钢比对灰铸铁硬度的影响 (17)3.3.2不同生铁废钢比对灰铸铁力学性能的影响 (17)3.4合成灰铸铁拉伸端口形貌的分析 (18)3.4.1宏观形貌分析 (18)3.4.2微观形貌分析 (18)4 结论 (20)参考文献 (21)1 绪论1.1灰铸铁的发展和研究意义由于灰铸铁作为结构材料历史悠久，良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。
铸铁的发展现状况与应用前景简介
铸铁的发展现状况与应用前景简介【摘要】本文综述了铸铁的概况、国内外铸铁铸造技术的发展现状、铸铁的应用、铸铁的发展趋势等方面的情况，希望对铸铁铸造的发展现状及应用有一个比较全面的了解。
【关键词】铸铁,发展,现状，应用一、前言铸铁是人类最早使用的金属材料之一。
到目前为止，铸铁仍是一种被广泛使用的金属材料。
例如，按质量统计，在机床中铸铁件约占60%-90%；在汽车、拖拉机中铸铁约占50%-70%。
高强度铸铁和特殊性能的合金铸铁还可代替部分昂贵的合金钢和有些有色金属材料。
铸铁之所以获得较广泛的应用，主要是由于它的生产工艺简单、成本低廉并具有优良的铸造性能、可切削加工性能、耐磨性能及吸震性等，因此铸铁广泛地用于机械制造、冶金、矿山及交通运输等工业部门。
二、铸铁件的生产状况和趋势1．铸铁合金世界铸铁的生产状况和趋势是：灰铸铁件的比例明显下降，但仍占优势，球墨铸铁件的产量持续增长，蠕墨铸铁和特种铸铁也有了较大的发展。
全球的灰铸铁产量逐年下降，但在铸铁中的高强度铸铁所占比重越来越大，加强高强度灰铸铁的试验研究无疑是我国灰铸铁的发展方向。
我国可锻铸铁总产量在世界上名列前茅，但需求量还将有所增大。
所以，今后我国可锻铸铁还将有一个大的发展。
目前，我国可锻铸铁的生产与国外的主要差距是：品种少，仅有黑心可锻铸铁、质量差、镀锌工艺落后、缺少耗能低、保温性好、污染小的理想退火炉。
在铸铁产量缩减的情况下，球墨铸铁在铸铁件中所占的比率依然在增大。
在西方发达国家，通常用球墨铸铁件取代部分灰铸铁件和可锻铸铁件。
我国球墨铸铁铸件产量比较低，占铸铁件的比例远小于发达国家。
此外，我国球墨铸铁件在质量和生产稳定性方面的差距也较大。
我国球墨铸铁生产较突出的问题是材质强韧性上缺陷多，其原因除炉料、球化处理方法和球化剂等因素外，主要是球化处理前对铁液含硫量要求过松。
因此，为使我国球墨铸铁生产能有大幅度的增长，必须大力实施能稳定提供质量可靠的优质球墨铸铁件的配套技术。
铸铁的结构原理及应用课件
表面处理是对铸件表面进行加工，以提高其耐腐蚀性、耐磨 性和装饰性的过程。常见的表面处理方法有喷涂、电镀、热 喷涂等。
04
铸铁的应用
汽车工业中的应用
01
02
03
发动机缸体
铸铁具有良好的耐磨性和 耐高温性能，是发动机缸 体的理想材料。
底盘零件
铸铁制成的底盘零件，如 刹车盘和转向节，具有较 高的强度和稳定性。
铸铁的结构原理及应用课 件
• 铸铁的简介 • 铸铁的结构原理 • 铸铁的生产工艺 • 铸铁的应用 • 铸铁的发展趋势与未来展望
01
铸铁的简介
铸铁的定义与特性
定义
铸铁是一种由生铁经过高温熔炼 后得到的合金，其成分中含有硅 、锰、磷、硫等元素。
特性
铸铁具有优良的铸造性能、耐磨 性、耐腐蚀性和中等强度等特点 ，常用于制造各种铸件和机器部 件。
化工设备
铸铁可以用于制造反应釜、压力容 器等化工设备，具有较高的耐腐蚀 性能。
船舶制造
铸铁在船舶制造中用于制造船锚、 船桨等耐磨耐腐蚀部件。
05
铸铁的发展趋势与未来展望
新材料与新工艺的发展
高强度轻质材料
随着新材料技术的不断发展，铸铁行业正逐步向高强度轻质材料转型，以提高产 品的性能和降低成本。
新型铸造工艺
产生重要影响。
铸铁的相图与凝固过程
铸铁的相图是描述铸铁在不同温度和 成分下的相组成和相变过程的图谱， 是指导铸铁生产和应用的重要工具。
在凝固过程中，铸铁可能会发生收缩、 变形、裂纹等缺陷，因此需要采取相 应的措施来控制铸铁的凝固过程，以 保证铸件的质量。
铸铁的凝固过程是指铸铁从液态冷却 凝固成固态的过程，这个过程中铸铁 的相组成和组织结构会发生变化，对 铸铁的性能产生影响。
电炉熔炼铸铁工艺及常见缺陷防治
电炉熔炼铸铁工艺及常见缺陷防治一、电炉铸铁炉料配比及合成铸铁二、在铸造行业，人们常说，铸造材料的成分决定组织，组织左右性能；这句话其实并不全面。
我们在生产实践中发现许多铸铁，在相同成分时，机械性能却有较大差异。
铁水的质量除与其成分有关联外，还与炉料配比（生铁用量、废钢用量、返回料用量、合金加入量），熔化与出炉温度，孕育工艺等有密切关系。
所谓合成铸铁，就是指配料中使用50%以上的废钢，通过增碳合成的方法制取的铸铁材料，因为需要较高的熔化温度，只宜在电炉中熔炼。
目前合成铸铁主要有合成灰铁和球铁。
通过大量实践，对于HT250、HT300等高强度灰铸铁来说，废钢左右强度、生铁影响组织.1、配料禁忌（1）、高比例废钢（尤其是船板）与高比例回炉料（浇冒口、废铸件、铁屑）搭配，合成灰铁的废钢加入量不宜超过50%；（2）、高比例废钢（尤其是船板）与含硫磷高的生铁搭配；（3）、回炉料超过40%（浇冒口、废铸件、铁屑）。
2、配料优化组合（％）组成生铁废钢回炉料：配比A403030配比B304030配比C204040配比D2050303、锰硫含量需要提高硬度时锰的含量可达1.0-1.2%，但不要求相应提高硫的含量（关于灰铁中的硫含量，另行分析）。
某公司为了节约成本，多用废钢，在两个月内试制合成高牌号灰铸铁，废钢用量一度达60%,有一段时间除加入废钢外另加回炉料和少量铁屑，最初质量不错，但一段时间后发现铸件批量缩孔、缩松和有白色硬斑，并且持续不断越来越严重。
此缺陷成因：初步判断是铁水中MnS的含量过高而引起的铸件显微缩孔、缩松，MnS富集形成白色硬斑。
这是由于高牌号灰铁HT300成分要求Mn含量较高（1%左右），加之废钢自身锰也高（船板中的16锰钢含Mn在1.6%）,而废钢中的S以及回炉铁（包括铁屑）中的S和锰反应产生的MnS 在炉料中的积累达到一定程度，就会产生过量，从而产生上述缺陷。
为了减少铁水中的MnS含量，一般用加入一定量的优质新生铁（低S低Mn）来调整，另外提高孕育效果，可使MnS细化，减弱其不良影响。
合成铸铁技术应用于发动机缸体
出铁 槽 孕 育 ， 终 化 学 成 分 为 ： Ｃ）３ ％～． ， 最 （ ． ３％ ２ ４
（ｉ ． ２ ％ ， Ｍｎ ． ０ ％ ， Ｐ ０ ３ Ｓ）１ ％～ ． Ｗ（ ）０６ ９ ０ ％～ ． Ｗ（ ）＜ ． ， ７ ０ （ ） ．８ ０１ ％， Ｃ ） ． ％～ ． ％， （ ｕ ０ ％ Ｓ ０ ％～ ． （ ｒ ０ ５ ０ ５ ｗ Ｃ ） － ０ ２ ２ ３ ４
关键词 ： 合成铸铁 ； 增碳剂 ； 石墨形态 ； 经济效益
中图分类号 ： Ｇ ５． Ｔ ２０２ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ３ ８４ （０ ）２ ０４ — ３ １０ — ３ ５ ２ １ Ｚ — ０ ５ ０ １
合成铸铁在轮类铸件生产中的应用
ＤＯＩ １． ６￣ｉ ｎ１０ — ３ ５ ０ ０ ． ３ ：０３ ９ ．ｓ． ３ ８ ４ ． １．５ ０ ９ ｓ ０ ２ １ ０
合成铸铁在轮 类铸件生产 中的应用
何 佳 ， 瑞 强 何
（ 石家庄链 轮总厂， 河北石家庄 ０ ０ ３ ） ５０ １
摘要 ： 采用 中频感应 电炉熔炼 和合成铸铁工艺生产 Ｈ ２ ０和 Ｈ ２０牌号灰铸铁 ， Ｔ０ Ｔ５ 并对其力学性能和金相组织进行了统 计 。与传统灰铸铁生产工艺相 比， 合成铸铁工艺不仅降低了生产成本 ， 而且可 以改善灰铸铁的力学性能 。
ｃ ｓ ｇ ａ ｉｏ ｓ ｎ ｓａｉｔ ｓ ｆ ｈ ｉ ａ ｔ ｒｙ ｒ ｎ ，ａ ｄ ｔ ｔ ｉ ｏ ｔ ｅｒ ｓｃ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒ ｅ ａ ｄ ｃ ａ ｉａ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｎ ｍｉｒ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｗ ｓ ｏ ｄ ｃｅ ． Ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｉ ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｕ ｔｄ ｏ ａｅ ｗｉ ｔ ｅ ｔ ｈ ｈ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｌｇ ａ ｏ ｒ ｄ ｃｉ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｔ ｅ ｓ ｎｈ ｔ ａ ｔｉ ｎ ｐ ｏ ｕ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｔ ｎ ｙ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｅ ｃ ｓ ｕ ｏ ｖ ｎ ｉ ａ ｒ ｙ ｉ ｎ ｐ ｏ ｕ ｔ ｒ ｃ ｓ ， ｈ ｙ ｔ ｅｉ ｃ ｓ ｒ ｒ ｄ ｃｉ ｒ ｃ ｓ ｏ ｌ ｅ ｕ ｅ ｈ ｒ ｄ ｃｉ ｏ ｔ ｔ ｏ ｒ ｖ ｃ ｏ ｖ ｏ ｖ ，ｂ ａｓ ｍｐ ｏ ｅ ｃ ａ ｉａ ｒ ｐ ｒｉｓｏ ａ ｔ ｒ ｎ ． ｌｏｉ ｒｖ ｄ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｐ ｏ ｅ ｅ ｆｃ ｓ ｉｏ ｓ ｔ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｔ ｅｉ ａ ｔ ｒ ｎ ｍｅ ｈ ｎｃ ｌｐ ｏ ｅ ｙ ｍｉ ｒ ｓ ｕ ｔｒ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｎ ｈ ｔ ｃ ｓ ｏ ； ｃ ａ ｉａ ｒ ｐ ａ ； ｃ ｏ ｔ ｃｕ ｅ ｃ ｉ ｒ
合成铸铁生产工艺
合成铸铁生产工艺
合成铸铁是一种通过合成方法获得的高强度复合材料，广泛应用于工程领域。
以下将介绍合成铸铁的生产工艺。
首先，合成铸铁的材料主要包括铸铁基体和强化相。
铸铁基体是由铁、碳和硅等元素组成的，具有良好的铸造性能和机械性能。
而强化相是通过添加合适的合金元素来改变铸铁的结构和性能。
常见的强化相有碳化物、硼化物以及纳米复合材料等。
接下来，合成铸铁的生产过程包括原材料的准备、合成铁水的熔炼、铸造成型和热处理等步骤。
首先，原材料的准备是合成铸铁生产的重要一环。
铁基和合金元素需要经过精确的配料、称量和混合，保证每个元素的含量符合生产要求。
然后，合成铁水的熔炼是合成铸铁生产的关键步骤。
通过高温熔炼，将原材料中的金属元素与基体元素充分混合，形成合金化的铁水。
同时，需要进行适当的炉渣处理，以去除铁水中的杂质。
接着，铸造成型是将熔炼好的合成铁水注入模具中，形成所需的铸件形状。
这一步需要注意合适的浇注温度和速度，以充分填充模具并保持铸件的完整性。
最后，热处理是合成铸铁生产中不可或缺的一步。
通过控制铁件的加热和冷却过程，改变铸铁的结构和性能。
常见的热处理
方法包括退火和淬火等，用于提高铸铁的硬度、强度和耐磨性。
总的来说，合成铸铁的生产工艺是一个复杂的过程，需要精确控制每个环节，以获得高强度和优良机械性能的铸件。
在工程领域的应用中，合成铸铁在汽车零部件、机械工业和航空航天等领域发挥着重要作用，并不断推动着工程材料的发展和进步。
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１ 增 碳 的原 理
合 成铸 铁熔 炼 过程 中 ， 由于 废钢 加 入量 大 ，铁 液 碳 含量 低 ，必须 采 用增 碳 剂 增碳 。增碳 剂 中 以单 质 形 式 存 在 的碳 ，其 熔 化温 度 为３７ ７℃ ，在 铁 液 ２
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趋 上 涨 。面 对 曰益 严 峻 的 形 势 ，一 部 分 铸 铁 件 生
产 厂 家 应 用 电炉 生 产 合 成 铸 铁 技 术 ，提 高 产 品 质 量 ， 降 低 成 本 ，提 高 企 业 效 益 。在 合 成 铸 铁 技 术
不 断 发 展 过 程 中 ， 废 钢 加 入 量 越 来 越 大 ， 从 最 初
温 度 下 不 能熔 化 ， 因此 ，增 碳 剂 中 的碳 主要 通 过 溶
物 质 在 铁 碳 溶 液 中 的溶 解 进 行 了试 验 研 究 。 试 验
把 温 度 处 于 １６ ３ １ ２ 间 的各 种 含碳 物 质 作 ２ ３Ｋ之 ９
的３ ％ ，现 已增 加 到 ８ ％ 。 由 于 电炉 熔 炼 合 成 铸 ０ ０ 铁 时 废 钢 加 入 量 的 增 大 ， 因此 增 碳 技 术 成 为 保 证 熔 炼 质 量 ， 改 善 铸 铁 组 织 和 性 能 的 关 键 。 本 文 就 电炉 熔 炼 合 成 铸 铁 的增 碳 原 理 、熔 炼 工 艺 进 行 了
溶解系数， — ，其中 专： 争＋ 一表示固体粒子
Ａ Ａ “ Ａ ｐ
表 面液 体边界层 的碳传质 系数 ， 一 表示 界面反
应常数。
试 验 表 明 ，碳 在 铁 液 中 的 溶 解 受 到 固 体 粒 子 表 面 液 体 边 界层 碳 传 质 的 控 制 。用 焦 炭 和 煤 颗 粒 所 得 的结 果 与 用 石 墨 所 得 的结 果 对 比 ， 发 现 石 墨 增 碳 剂 在 铁 液 中 的扩 散 溶 解 速 度 明显 快 于 焦 炭 和 煤 颗 粒 一 类 的 增 碳 剂 。用 电 子 显 微 镜 观 察 部 分 溶
材料 与工艺
合成 铸铁 的研 究及应 用
王顺安 ，邹荣剑 （ 重庆大 江工业 集团铸锻公 司，重庆 ４ １ ２ ） ０ １ ３
摘要 ：由于合成铸铁 中废钢加入量 大，增碳技 术成 为其生产 的关键 。着重从增碳原理 、成分 、 合成铸铁 熔炼工艺进行 了探讨 ，并介 绍 了合成铸铁 力学性 能和金相 组织。 关键词：合 成铸铁 ；增碳剂；力学性 能；金相组 织 中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ３ Ｇ ４ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ７ — ３ ０ （ ０ ０ ３ ０ １ — ４ ３ ３ ２ ２ １ ）０ — ０ ５ ０ ６
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄ：ｓ ｎ ｈｅｉ ａ ｔｉｏ ｃ ｒ ｕｒｚ ｎ ｇ ｎ ； ｃ ｎ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒｙ； ｃ ｏｓｒ ｃ ｅ ｙ ｔ ｔｃ ｃ ｓ ｒ ｎ； ａ ｂ ｉｉ ｇ ａ ｅ ｔ ｍｅ ｈａ ｉ ａ ｏ ｅ ｔ ｍｉｒ ｔｕ ｍｒ ｐ
近 年 来 ， 随 着 铸 铁 生 产 的 不 断 发 展 ， 生 铁 资 源 日益 紧 缺 ，优 质 生 铁 更 是 供 不 应 求 ，价 格 日
探 讨 ，并 介绍 了合 成 铸 铁 的 金 相 组织 和 性 能 。
为研 究对象 ，研究 它们在铁 液 中的溶解 及相互作
用 。含 碳 物 质 的 溶 解遵 守公 式 （） １：
ｊ Ｋ‘ — ｂ ＝ （ Ｃ） Ｃ （） １
式 中 ： ， 表 示 碳 溶 解 时 的 传 质 通 量 ；Ｃ 表 示 碳 一 一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
是 随着 时间 的推 移 ，碳 在 铁 液 中逐 渐地 扩 散溶 解 。
对 于 电炉 熔炼 合 成 铸铁 的增 碳 ，采 用 晶体 石 墨增 碳 的增碳 速度 显 著 高于 非石 墨增 碳 剂 。
电炉 熔 炼 铸 铁 采 用 增 碳 剂 进 行 增 碳 时 ， 碳 在 铁 液 中 扩 散 溶 解 ， 国 外 某 大 学 就 这 个 问题 对 含 碳