第二章常用铸造合金解读
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最新2第二章常用铸造合金汇总
一、铸造铝合金 密度小，熔点低，导电导热性好，耐蚀性
优良 AlSi AlCu AlMg AlZn
AlSi：铸造性能最好。流动性好、线收缩 率低、收缩小 适宜于复杂、薄壁、气密件
AlCu：铸造性低，耐蚀性低 但有较高的室温和高温力学性能
AlMg：耐蚀性最好，密度最小，强度最高 但铸造工艺复杂
AlZn：耐蚀性差，热裂倾向大， 但强度较高
润滑剂的 5）缺口敏感性 石墨相当于基体中的缺口
2. 牌号
形式：HT××× HT：表示灰铸铁 数字表示抗拉强度 其σb与壁厚有关，越厚， σb↓
如，HT100
3.孕育处理
●加入孕育剂，细化石墨，并使其均匀分 布
●孕育处理的铸铁——孕育铸铁 ●孕育铸铁的强度、硬度显著提高，但石
墨仍为片状，故塑性、韧性仍很低。
牌号：KT×××—×× 最低抗拉强度 最低延伸率
§2—2铸钢件的生产
其产量占铸件总量的15％，仅次于灰铁 应用广泛 ①机械性能高于各类铸铁，σ，HB，δ，
αk ②某些合金铸铁具有特殊的性能，如耐磨
性，耐热性等 ③焊接性好，便于采用铸—焊联合结构铸
造复杂、巨大件 分类：铸造碳钢和合金铸钢
一、铸造碳钢牌号
ZG×××—××× ZG：铸造碳钢 前一数字：屈服强度 后一数字：抗拉强度
三、铸钢件的铸造工艺特点
不好 熔点高，流动性差，收缩大，钢液易氧化 易产生粘砂，冷隔，浇不到，缩孔，气孔 易产生变形、裂纹 因此，其铸造工艺复杂
铸钢件晶粒粗大，后经热处理细化
§2—3有色金属铸件的生产
具有优良的物理性能、化学性能
前一数字表示最低抗拉强度 后一数字表示最低延伸率 如，QT450—10
2. 化学成分 应严格控制。二高二低，高C高Si，低S低P
优良 AlSi AlCu AlMg AlZn
AlSi：铸造性能最好。流动性好、线收缩 率低、收缩小 适宜于复杂、薄壁、气密件
AlCu：铸造性低，耐蚀性低 但有较高的室温和高温力学性能
AlMg：耐蚀性最好，密度最小，强度最高 但铸造工艺复杂
AlZn：耐蚀性差，热裂倾向大， 但强度较高
润滑剂的 5）缺口敏感性 石墨相当于基体中的缺口
2. 牌号
形式：HT××× HT：表示灰铸铁 数字表示抗拉强度 其σb与壁厚有关，越厚， σb↓
如，HT100
3.孕育处理
●加入孕育剂，细化石墨，并使其均匀分 布
●孕育处理的铸铁——孕育铸铁 ●孕育铸铁的强度、硬度显著提高，但石
墨仍为片状，故塑性、韧性仍很低。
牌号：KT×××—×× 最低抗拉强度 最低延伸率
§2—2铸钢件的生产
其产量占铸件总量的15％，仅次于灰铁 应用广泛 ①机械性能高于各类铸铁，σ，HB，δ，
αk ②某些合金铸铁具有特殊的性能，如耐磨
性，耐热性等 ③焊接性好，便于采用铸—焊联合结构铸
造复杂、巨大件 分类：铸造碳钢和合金铸钢
一、铸造碳钢牌号
ZG×××—××× ZG：铸造碳钢 前一数字：屈服强度 后一数字：抗拉强度
三、铸钢件的铸造工艺特点
不好 熔点高，流动性差，收缩大，钢液易氧化 易产生粘砂，冷隔，浇不到，缩孔，气孔 易产生变形、裂纹 因此，其铸造工艺复杂
铸钢件晶粒粗大，后经热处理细化
§2—3有色金属铸件的生产
具有优良的物理性能、化学性能
前一数字表示最低抗拉强度 后一数字表示最低延伸率 如，QT450—10
2. 化学成分 应严格控制。二高二低，高C高Si，低S低P
6铸造合金
蠕虫状石墨是介于片状和 球状石墨之间的一种过渡。 1. 性能特点： 机械性能优于灰口铸铁，可代替孕育铸铁
铸造性能与灰口铸铁相当，优于其它铸铁
导热性优于球铁，抗氧化性优于其它各种铸铁 耐磨性能优于孕育铸铁及高磷耐磨铸铁 2. 生产过程： 铁水出炉 蠕化处理 孕育处理 浇注
蠕化剂：Re - Mg - Ti ; Re - Mg - Ca ; Mg – Ti； 加入量为铁水重量的 1~2%。 3. 牌号、用途 RuT400 —— 抗拉强度大于400 MPa的蠕墨铸铁 由于蠕墨铸铁的力学性能较高，导热性和耐热性 优良，适于制造工作温度较高或具有较高温度梯度 的零件，如大型柴油机的汽缸盖、制动盘、金属型、 钢锭模等。由于其断面敏感性小、铸造性能好，用 于制作形状复杂的大铸件，如重型机床和大型柴油 机机体等。
灰口铸铁(HT)
可锻铸铁(KT) 球墨铸铁(QT) 蠕墨铸铁(RT)
呈片状
团絮状 球状 蠕虫状
铁素体+片状石墨
P+F+片状石墨
2. 碳(C)在铸铁中的存在形式：
固溶于铁中形成铁素体(F) 形成化合物Fe3C(渗碳体) 形成石墨(G) 极少量 ~ 0%C 6.69%C 100%C
3. 铸铁的组织组成：
胀大 缩松
3. 通过各种热处理改善机械性能
退火可得铁素体基体球铁， 正火可得珠光体基体球铁。
4. 牌号、用途 QT420-10 —— 球铁， b 420 MPa， 10% 应用：部分取代可锻铸铁件，铸钢件 ，也取代了部 分负荷较重但冲击不大的锻钢件。以铁代钢，如发 动机的曲轴等。
四. 蠕墨铸铁
C、Si对石墨化的影响 :
C是形成石墨的元素，C% ， G化； Si是强烈促进G化的元素，Si% , G化。 原因：Si能抑制Fe3C的形成，促进Fe3C分解 碳当量：C当 = C% + 0.3 Si%
铸造性能与灰口铸铁相当，优于其它铸铁
导热性优于球铁，抗氧化性优于其它各种铸铁 耐磨性能优于孕育铸铁及高磷耐磨铸铁 2. 生产过程： 铁水出炉 蠕化处理 孕育处理 浇注
蠕化剂：Re - Mg - Ti ; Re - Mg - Ca ; Mg – Ti； 加入量为铁水重量的 1~2%。 3. 牌号、用途 RuT400 —— 抗拉强度大于400 MPa的蠕墨铸铁 由于蠕墨铸铁的力学性能较高，导热性和耐热性 优良，适于制造工作温度较高或具有较高温度梯度 的零件，如大型柴油机的汽缸盖、制动盘、金属型、 钢锭模等。由于其断面敏感性小、铸造性能好，用 于制作形状复杂的大铸件，如重型机床和大型柴油 机机体等。
灰口铸铁(HT)
可锻铸铁(KT) 球墨铸铁(QT) 蠕墨铸铁(RT)
呈片状
团絮状 球状 蠕虫状
铁素体+片状石墨
P+F+片状石墨
2. 碳(C)在铸铁中的存在形式：
固溶于铁中形成铁素体(F) 形成化合物Fe3C(渗碳体) 形成石墨(G) 极少量 ~ 0%C 6.69%C 100%C
3. 铸铁的组织组成：
胀大 缩松
3. 通过各种热处理改善机械性能
退火可得铁素体基体球铁， 正火可得珠光体基体球铁。
4. 牌号、用途 QT420-10 —— 球铁， b 420 MPa， 10% 应用：部分取代可锻铸铁件，铸钢件 ，也取代了部 分负荷较重但冲击不大的锻钢件。以铁代钢，如发 动机的曲轴等。
四. 蠕墨铸铁
C、Si对石墨化的影响 :
C是形成石墨的元素，C% ， G化； Si是强烈促进G化的元素，Si% , G化。 原因：Si能抑制Fe3C的形成，促进Fe3C分解 碳当量：C当 = C% + 0.3 Si%
铸造专题知识讲座
越大，充型能力越差。
三、铸型充填条件
（1）铸型旳蓄热系数 铸型旳蓄热系数表达铸型从其中旳 金属吸收热量并储存在本身旳能力。
（2）铸型温度 铸型温度越高，液态金属与铸型旳温差 越小，充型能力越强。
（3）铸型中旳气体
四、铸件构造
（1）折算厚度 折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积 与表面积之比。
折算厚度大，热量散失慢，充型能力就好。铸件壁厚相同 步，垂直壁比水平壁更轻易充填。 （2）铸件复杂程度 铸件构造复杂，流动阻力大，铸型旳
充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。
一、液态合金旳流动性
合金旳流动性是： 液态合金本身旳流动能力。
浇口杯
出气口
0.45%C 铸钢：200 4.3%C 铸铁：1800
浇口杯
出气口
流动性（cm）
温度（℃）
30 0 20 0 10 00
80
60
40
20
0
Pb
20
40
60
80 Sb
合金流动性主要取决于合金化学成份所决定旳结晶特点
第二章 铸造
一、铸造
将液态金属浇注到与零件形状相适应旳铸型型腔中，
待其冷却凝固，以取得毛坯或零件旳生产措施。
二、砂型铸造旳工艺过程
铸件
检验 落砂、清理
合箱
铸造工艺图 零件图
型砂
铸
模型
型
熔化 浇注
芯盒
型
芯砂
芯
冷却 凝固
三、铸造生产旳特点
1．可生产形状任意复杂旳制件，尤其是内腔形状复杂旳 制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。
孕育铸铁合用于静载荷下，要求较高强度、硬度、耐磨
性或气密性旳铸件，尤其是厚大截面铸件。如重型机床
三、铸型充填条件
（1）铸型旳蓄热系数 铸型旳蓄热系数表达铸型从其中旳 金属吸收热量并储存在本身旳能力。
（2）铸型温度 铸型温度越高，液态金属与铸型旳温差 越小，充型能力越强。
（3）铸型中旳气体
四、铸件构造
（1）折算厚度 折算厚度也叫当量厚度或模数，为铸件体积 与表面积之比。
折算厚度大，热量散失慢，充型能力就好。铸件壁厚相同 步，垂直壁比水平壁更轻易充填。 （2）铸件复杂程度 铸件构造复杂，流动阻力大，铸型旳
充型能力不足时，会产生浇不足、冷隔、夹渣、气孔等缺陷。
一、液态合金旳流动性
合金旳流动性是： 液态合金本身旳流动能力。
浇口杯
出气口
0.45%C 铸钢：200 4.3%C 铸铁：1800
浇口杯
出气口
流动性（cm）
温度（℃）
30 0 20 0 10 00
80
60
40
20
0
Pb
20
40
60
80 Sb
合金流动性主要取决于合金化学成份所决定旳结晶特点
第二章 铸造
一、铸造
将液态金属浇注到与零件形状相适应旳铸型型腔中，
待其冷却凝固，以取得毛坯或零件旳生产措施。
二、砂型铸造旳工艺过程
铸件
检验 落砂、清理
合箱
铸造工艺图 零件图
型砂
铸
模型
型
熔化 浇注
芯盒
型
芯砂
芯
冷却 凝固
三、铸造生产旳特点
1．可生产形状任意复杂旳制件，尤其是内腔形状复杂旳 制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件等。
孕育铸铁合用于静载荷下，要求较高强度、硬度、耐磨
性或气密性旳铸件，尤其是厚大截面铸件。如重型机床
第二章铸造成形讲解
•残余应力
•薄壁处受压力，厚壁处受拉力
•变形
防止变形的措施
• 设计铸件时尽可能壁厚均匀，形状对称。 • 采取同时凝固。 • 设计“反变形”量。
•时效处理：有内应力的铸件在加工前置于 露天半年以上，或550~650ºC去应力退火。
3、铸件的裂纹与防止
• 热裂 热裂是铸件在高温下产生的裂纹。 其形状特征是：裂纹短，缝隙宽，形状 曲折，缝内呈氧化色。
• 2、铸造合金的收缩 • 3、缩孔与缩松
铸件的凝固方式之一
• 逐层凝固
– 纯金属和共晶 成份的合金， 结晶温度是一 固定值。凝固 过程由表面向 中心逐步进行
温度
固 表层
液 中心
铸件的凝固方式之二
• 糊状凝固
– 结晶温度范围 很宽的合金， 从铸件的表面 至心部都是固 液两相混存。
铸件的凝固方式之三
铸造 碳钢 0.35 1610
白口 铸铁 3.00 1400
灰口 铸铁 3.50 1400
液态 收缩 1.6
2.4
3.5
凝固 固态 总收缩 收缩 收缩 （%）
3
7.8 12.46
12~ 4.2 5.4~6.3
12.9 6.9~ 0.1 3.3~4.2 7.8
铸件中的缩孔与缩松
• 缩孔和缩松的形成 液态合金在冷凝过 程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减 的容积的得不到补足，则在铸件最后凝 固的部位形成一些孔洞
1、合金的流动性 2、浇注条件 3、铸型填充能力
充型能力不强，则易产生浇不足（short run） 、 冷隔（short run）…等。
合金的充型能力之一
合金的流动性
• 合金的流动性是指熔融合金的流动能力。– 流动性好，充型能力强，便于浇出轮廓清 晰、薄而复杂的铸件。
•薄壁处受压力，厚壁处受拉力
•变形
防止变形的措施
• 设计铸件时尽可能壁厚均匀，形状对称。 • 采取同时凝固。 • 设计“反变形”量。
•时效处理：有内应力的铸件在加工前置于 露天半年以上，或550~650ºC去应力退火。
3、铸件的裂纹与防止
• 热裂 热裂是铸件在高温下产生的裂纹。 其形状特征是：裂纹短，缝隙宽，形状 曲折，缝内呈氧化色。
• 2、铸造合金的收缩 • 3、缩孔与缩松
铸件的凝固方式之一
• 逐层凝固
– 纯金属和共晶 成份的合金， 结晶温度是一 固定值。凝固 过程由表面向 中心逐步进行
温度
固 表层
液 中心
铸件的凝固方式之二
• 糊状凝固
– 结晶温度范围 很宽的合金， 从铸件的表面 至心部都是固 液两相混存。
铸件的凝固方式之三
铸造 碳钢 0.35 1610
白口 铸铁 3.00 1400
灰口 铸铁 3.50 1400
液态 收缩 1.6
2.4
3.5
凝固 固态 总收缩 收缩 收缩 （%）
3
7.8 12.46
12~ 4.2 5.4~6.3
12.9 6.9~ 0.1 3.3~4.2 7.8
铸件中的缩孔与缩松
• 缩孔和缩松的形成 液态合金在冷凝过 程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减 的容积的得不到补足，则在铸件最后凝 固的部位形成一些孔洞
1、合金的流动性 2、浇注条件 3、铸型填充能力
充型能力不强，则易产生浇不足（short run） 、 冷隔（short run）…等。
合金的充型能力之一
合金的流动性
• 合金的流动性是指熔融合金的流动能力。– 流动性好，充型能力强，便于浇出轮廓清 晰、薄而复杂的铸件。
第二章 合金的铸造性能
铸件结构与铸型条件 铸件结构与铸型条件越复杂，收缩 受阻越严重，其总收缩量减小。
第三节 铸件中常见的缺陷及防止
铸件中的缩孔与缩松 铸件应力 铸件的变形 铸件的裂纹 铸造偏析 铸件中的气孔
一、铸件中的缩孔与缩松
缩孔的形成 缩松的形成 影响缩孔、缩松形成的因素 缩孔和缩松的防止方法
缩孔的形成
定义：液态金属在铸型内凝固过程 中，由于液态收缩和凝固收缩，使 体积缩小，若其收缩得不到补充， 就在铸件最后凝固处形成大而集中 的孔洞称为缩孔。
形成的条件：铸件呈逐层凝固方式 凝固。 易形成缩孔的金属：纯金属或共晶 成分的合金。
缩松的形成
定义：液态金属在铸型内凝固过程中， 由于液态收缩和凝固收缩，使体积缩 小，若其收缩得不到补充，就在铸件 最后凝固处形成细小而分散的孔洞称 为缩松。 形成的条件：铸件呈糊状凝固方式凝 固。 易形成缩松的金属：非共晶成分或有 较宽结晶温度范围的合金。
2.浇注条件
浇注温度：浇注温度越高，流动性
越好。
充型压力：充型压力越大，流动性
越好。
3.铸型结构及填充条件
铸型的蓄热能力：铸型的蓄热能力强， 充型能力差。 铸型温度：铸型温度高，有利于液体 金属充型。 铸型中气体：铸型中气体愈多，充型 的阻力阻力愈大。 铸型结构：铸型结构缩
一 铸造合金的凝固
铸造合金的凝固方式 影响凝固方式的因素
影响铸件凝固方式的主要因素 ：
（1）合金的结晶温度范围
（2）铸件的温度梯度
二、铸造合金的收缩
收缩阶段 影响收缩的因素
浇注温度 合金的浇注温度越高，也太收缩量 越大，其总收缩量增加。
第三节 铸件中常见的缺陷及防止
铸件中的缩孔与缩松 铸件应力 铸件的变形 铸件的裂纹 铸造偏析 铸件中的气孔
一、铸件中的缩孔与缩松
缩孔的形成 缩松的形成 影响缩孔、缩松形成的因素 缩孔和缩松的防止方法
缩孔的形成
定义：液态金属在铸型内凝固过程 中，由于液态收缩和凝固收缩，使 体积缩小，若其收缩得不到补充， 就在铸件最后凝固处形成大而集中 的孔洞称为缩孔。
形成的条件：铸件呈逐层凝固方式 凝固。 易形成缩孔的金属：纯金属或共晶 成分的合金。
缩松的形成
定义：液态金属在铸型内凝固过程中， 由于液态收缩和凝固收缩，使体积缩 小，若其收缩得不到补充，就在铸件 最后凝固处形成细小而分散的孔洞称 为缩松。 形成的条件：铸件呈糊状凝固方式凝 固。 易形成缩松的金属：非共晶成分或有 较宽结晶温度范围的合金。
2.浇注条件
浇注温度：浇注温度越高，流动性
越好。
充型压力：充型压力越大，流动性
越好。
3.铸型结构及填充条件
铸型的蓄热能力：铸型的蓄热能力强， 充型能力差。 铸型温度：铸型温度高，有利于液体 金属充型。 铸型中气体：铸型中气体愈多，充型 的阻力阻力愈大。 铸型结构：铸型结构缩
一 铸造合金的凝固
铸造合金的凝固方式 影响凝固方式的因素
影响铸件凝固方式的主要因素 ：
（1）合金的结晶温度范围
（2）铸件的温度梯度
二、铸造合金的收缩
收缩阶段 影响收缩的因素
浇注温度 合金的浇注温度越高，也太收缩量 越大，其总收缩量增加。
2铸造合金
目录
分析问题：用不同成分铁水分别浇注Φ 20mm、 Φ 30mm、 Φ 40mm试棒，测得它们的抗拉强度 均为200MPa ，分析各试棒的牌号. 问题：灰铁能否通过热处理提高性能?
2.1.4. 球墨铸铁 “QT”
钢的基体+G球
1. 球墨铸铁的牌号、组织、性能、用途 分两大类： 铁素体 例 QT400-18 珠光体例 QT600 -3 最低δ=3% 球铁 ┗最低σb=600MPa 二者间为 铁素体-珠光体 QT500-7 性能 : σb>其它铸铁，可达锻钢水平； δ.ak,耐磨 >其它 铸铁; σ-1 接近钢； 减震性.缺口敏感性. 铸造性保 持灰铸铁优点，收缩大，保证顺序凝固，采用冒口 补缩。 应用：受力耐磨件。
As ' 7 3 8
第二阶段：即在 1154—738℃范围内 冷却时．自奥氏体中 沿E‟ S„线不断析出二 次石墨。 第三阶段：共折反应
第一、二阶段称为高温石墨化过程。如要高温石墨化过程都得到充 分进行，就可得到灰口铸铁。 第三阶段按Fe—Fe3C相图转变 这时基体为珠光体组织；如果第三阶段按Fe—G相图转变，这时铸铁 的基体组织为铁素体；如果第三阶段石墨化过程进行不充分，铸铁 基体组织中既有铁素体，又有珠光体。
目录
3.灰口铸铁件的生产特点及其牌号
（1）生产特点 冲天炉熔化; 铸造性能优良； 浇注温度低；型砂要求低 （2）牌号及用途 HT200 ： HT 表 示 “ 灰 铁 ” 200 表 示 σb≥200ΜΡа 用于中等负荷、耐磨、减震件、特别是箱体件 注意：壁厚数据。
5.灰铁件的热处理
退火、时效、表淬
目录
目录
目录
2.1.5 可锻铸铁 (“KT” 钢基体 + G团)
分析问题：用不同成分铁水分别浇注Φ 20mm、 Φ 30mm、 Φ 40mm试棒，测得它们的抗拉强度 均为200MPa ，分析各试棒的牌号. 问题：灰铁能否通过热处理提高性能?
2.1.4. 球墨铸铁 “QT”
钢的基体+G球
1. 球墨铸铁的牌号、组织、性能、用途 分两大类： 铁素体 例 QT400-18 珠光体例 QT600 -3 最低δ=3% 球铁 ┗最低σb=600MPa 二者间为 铁素体-珠光体 QT500-7 性能 : σb>其它铸铁，可达锻钢水平； δ.ak,耐磨 >其它 铸铁; σ-1 接近钢； 减震性.缺口敏感性. 铸造性保 持灰铸铁优点，收缩大，保证顺序凝固，采用冒口 补缩。 应用：受力耐磨件。
As ' 7 3 8
第二阶段：即在 1154—738℃范围内 冷却时．自奥氏体中 沿E‟ S„线不断析出二 次石墨。 第三阶段：共折反应
第一、二阶段称为高温石墨化过程。如要高温石墨化过程都得到充 分进行，就可得到灰口铸铁。 第三阶段按Fe—Fe3C相图转变 这时基体为珠光体组织；如果第三阶段按Fe—G相图转变，这时铸铁 的基体组织为铁素体；如果第三阶段石墨化过程进行不充分，铸铁 基体组织中既有铁素体，又有珠光体。
目录
3.灰口铸铁件的生产特点及其牌号
（1）生产特点 冲天炉熔化; 铸造性能优良； 浇注温度低；型砂要求低 （2）牌号及用途 HT200 ： HT 表 示 “ 灰 铁 ” 200 表 示 σb≥200ΜΡа 用于中等负荷、耐磨、减震件、特别是箱体件 注意：壁厚数据。
5.灰铁件的热处理
退火、时效、表淬
目录
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2.1.5 可锻铸铁 (“KT” 钢基体 + G团)
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。
B
B
5
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）。
Home
B
B
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。
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）。
Home
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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。
第二章 常用铸造合金
2.1 铸铁
2.1.7 合金铸铁
1. 耐磨铸铁 高磷耐磨铸铁：加入0.4％-0.7％的P可形成高硬度断续 网状分布的磷共晶； 铬钼铜耐磨铸铁：加入铬、钼、铜可形成高硬度的C、 N化合物； 钒钛耐磨铸铁：加入V、Ti等元素，可形成高硬度的C、 N化合物 ； 耐磨铸铁用于机床导轨、汽车发动机缸套、活塞环、轴 套、磨球等。
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
2. 灰铸铁的孕育处理
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
3. 灰铸铁件的生产特点及牌号 （1）灰铸铁的生产特点
灰铸铁的铸造性能好：接近共晶成分，流动性好； 石墨化膨胀，收缩小，铸件的浇不到、缩孔、缩松、 气孔、变形、裂纹等倾向小。 不需热处理。
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
蠕墨铸铁的性能：
因蠕虫状石墨对基体的割裂作用不如片状强烈，且应 力集中小，故蠕墨铸铁的抗拉强度、屈服强度、断后伸长 率、弹性模量和弯曲强度均优于灰铸铁，接近于铁素体基 体的球墨铸铁，同时其导热性、减振性、铸造性、切削加 工性优于球墨铸铁。
2.1 铸铁
2.1.6 蠕墨铸铁
蠕墨铸铁的性能：
2.1 铸铁
2.1 铸铁
2.1.5 可锻铸铁
可锻铸铁虽然存在退火周期长，生产过程复杂，能 耗大的缺点，但在生产形状复杂，承受冲击载荷的薄 壁小件时，目前仍有不可替代的位置。这些小件若用 铸钢制造困难较大，若用球墨铸铁，质量又难保证。 可锻铸铁不仅对金属原材料的限制小，且质量容易控 制。今后发展方向，主要是探求快速退火新工艺，发 展可锻铸铁新品种。
2.1 铸铁
2.1.3 灰铸铁
1. 灰铸铁的组织与性能
灰铸铁的组织结构可看作在钢的基体中嵌入了大量石 墨片。图2-4 （1）力学性能 抗拉强度和弹性模量比钢低得多，抗拉强度仅为120250MPa。塑性、韧性近于为零，脆性材料。 原因 灰铸铁中的片状石墨犹如钢基体中布满裂纹。 ① 降低承载能力；② 造成应力集中。 抗压强度与钢相近，达60-80MPa，一般铸铁可作抗 压件用。
材料成型技术 第二章 .ppt
试分析将会如何变形？
++++++++ ----------
（2）变形规律：
一般，受拉应力部分（厚壁），向内凹; 受压应力部分（薄壁），向外凸。
AUTS
（3）形成原因： 1）铸造应力超过了材料的屈服强度； 2）切削加工破坏了应力平衡。
（4）防止措施： 1）减小和消除内应力， 2）采用反变形法：
在制造木模时，把模样制成与铸件变形 相反的形状。
（3）裂纹的防止措施：
1）减小和消除内应力， 2）严格控制硫的含量（对热裂纹），
严格控制磷的含量（对冷裂纹）。
2.1.3 常用铸造合金的铸造性能
1.铸铁
常用的有：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等。 （1）灰铸铁：
铸造性能优良。流动性好，收缩小。 一般采用同时凝固原则，无需设置冒口。 （2）球墨铸铁： 铸造性能介于灰铸铁和铸钢之间。 流动性较差，收缩较大，易产生缩孔、缩松缺陷。 一般采用顺序凝固原则。
（3）可锻铸铁： 原铁液铸造性能差。
为获得白口坯件，原铁液C、Si含量较低， 凝固区间大，故流动性较差，收缩也较大。
一般采用顺序凝固原则，设置冒口。
2.铸钢
铸造性能差。流动性差，收缩大。 易产生冷隔、浇不到，缩孔、裂纹等缺陷。
一般采用顺序凝固原则，设置冒口。
3.铸造铝合金：
铝硅合金铸造性能好，其它系列合金较差； 且易吸气、氧化，故易产生夹杂、气孔等缺陷。 一般采用顺序凝固原则，设置冒口； 熔炼时应注意除气和去渣。
（4） 防止措施
①采用顺序凝固原则
铸件凝固顺序：薄壁→厚壁→冒口。
②合理选择铸造合金， 如选用共晶成分或合金温度范围窄的合金。
③合理使用冒口、冷铁和补贴，
++++++++ ----------
（2）变形规律：
一般，受拉应力部分（厚壁），向内凹; 受压应力部分（薄壁），向外凸。
AUTS
（3）形成原因： 1）铸造应力超过了材料的屈服强度； 2）切削加工破坏了应力平衡。
（4）防止措施： 1）减小和消除内应力， 2）采用反变形法：
在制造木模时，把模样制成与铸件变形 相反的形状。
（3）裂纹的防止措施：
1）减小和消除内应力， 2）严格控制硫的含量（对热裂纹），
严格控制磷的含量（对冷裂纹）。
2.1.3 常用铸造合金的铸造性能
1.铸铁
常用的有：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等。 （1）灰铸铁：
铸造性能优良。流动性好，收缩小。 一般采用同时凝固原则，无需设置冒口。 （2）球墨铸铁： 铸造性能介于灰铸铁和铸钢之间。 流动性较差，收缩较大，易产生缩孔、缩松缺陷。 一般采用顺序凝固原则。
（3）可锻铸铁： 原铁液铸造性能差。
为获得白口坯件，原铁液C、Si含量较低， 凝固区间大，故流动性较差，收缩也较大。
一般采用顺序凝固原则，设置冒口。
2.铸钢
铸造性能差。流动性差，收缩大。 易产生冷隔、浇不到，缩孔、裂纹等缺陷。
一般采用顺序凝固原则，设置冒口。
3.铸造铝合金：
铝硅合金铸造性能好，其它系列合金较差； 且易吸气、氧化，故易产生夹杂、气孔等缺陷。 一般采用顺序凝固原则，设置冒口； 熔炼时应注意除气和去渣。
（4） 防止措施
①采用顺序凝固原则
铸件凝固顺序：薄壁→厚壁→冒口。
②合理选择铸造合金， 如选用共晶成分或合金温度范围窄的合金。
③合理使用冒口、冷铁和补贴，
2第二章常用铸造合金
青铜的耐磨性比黄铜好
铜合金的铸造工艺性能
易氧化吸气 生成的氧化亚铜（Cu2O)溶于铜中，使塑性
变差 黄铜：结晶温度范围窄，易形成集中缩孔 青铜：糊状凝固，易产生枝晶偏析是缩松
一、铸造铝合金 密度小，熔点低，导电导热性好，耐蚀性
优良 AlSi AlCu AlMg AlZn
AlSi：铸造性能最好。流动性好、线收缩 率低、收缩小 适宜于复杂、薄壁、气密件
AlCu：铸造性低，耐蚀性低 但有较高的室温和高温力学性能
AlMg：耐蚀性最好，密度最小，强度最高 但铸造工艺复杂
AlZn：耐蚀性差，热裂倾向大， 但强度较高
第二章 常用合金铸铁的生产
铸铁 铸钢 有色金属
§2-1 铸铁
铸铁是含碳量大于2.11﹪的铁碳合金 工业用铸铁主要是Fe、C、Si组成的合金系
一、铸铁分类： ①白口铸铁：全部Fe3C形式 ②灰口铸铁：全部石墨形式 ③麻可铸铁：有Fe3C和石墨
二、铸铁的石墨化 石墨化：铸铁中石墨
析出的过程 1. 石墨化过程的三个阶段： 第一阶段：共晶反应
润滑剂的 5）缺口敏感性 石墨相当于基体中的缺口
2. 牌号
形式：HT××× HT：表示灰铸铁 数字表示抗拉强度 其σb与壁厚有关，越厚， σb↓
如，HT100
3.孕育处理
●加入孕育剂，细化石墨，并使其均匀分 布
●孕育处理的铸铁——孕育铸铁 ●孕育铸铁的强度、硬度显著提高，但石
墨仍为片状，故塑性、韧性仍很低。
前一数字表示最低抗拉强度 后一数字表示最低延伸率 如，QT450—10
2. 化学成分 应严格控制。二高二低，高C高Si，低S低P
3. 球化及孕育处理 球化剂：稀土镁硅铁或纯镁 孕育处理：使石墨更圆更细、分布更均匀
铜合金的铸造工艺性能
易氧化吸气 生成的氧化亚铜（Cu2O)溶于铜中，使塑性
变差 黄铜：结晶温度范围窄，易形成集中缩孔 青铜：糊状凝固，易产生枝晶偏析是缩松
一、铸造铝合金 密度小，熔点低，导电导热性好，耐蚀性
优良 AlSi AlCu AlMg AlZn
AlSi：铸造性能最好。流动性好、线收缩 率低、收缩小 适宜于复杂、薄壁、气密件
AlCu：铸造性低，耐蚀性低 但有较高的室温和高温力学性能
AlMg：耐蚀性最好，密度最小，强度最高 但铸造工艺复杂
AlZn：耐蚀性差，热裂倾向大， 但强度较高
第二章 常用合金铸铁的生产
铸铁 铸钢 有色金属
§2-1 铸铁
铸铁是含碳量大于2.11﹪的铁碳合金 工业用铸铁主要是Fe、C、Si组成的合金系
一、铸铁分类： ①白口铸铁：全部Fe3C形式 ②灰口铸铁：全部石墨形式 ③麻可铸铁：有Fe3C和石墨
二、铸铁的石墨化 石墨化：铸铁中石墨
析出的过程 1. 石墨化过程的三个阶段： 第一阶段：共晶反应
润滑剂的 5）缺口敏感性 石墨相当于基体中的缺口
2. 牌号
形式：HT××× HT：表示灰铸铁 数字表示抗拉强度 其σb与壁厚有关，越厚， σb↓
如，HT100
3.孕育处理
●加入孕育剂，细化石墨，并使其均匀分 布
●孕育处理的铸铁——孕育铸铁 ●孕育铸铁的强度、硬度显著提高，但石
墨仍为片状，故塑性、韧性仍很低。
前一数字表示最低抗拉强度 后一数字表示最低延伸率 如，QT450—10
2. 化学成分 应严格控制。二高二低，高C高Si，低S低P
3. 球化及孕育处理 球化剂：稀土镁硅铁或纯镁 孕育处理：使石墨更圆更细、分布更均匀
§2-2 常用铸造合金
§2.2 铸造合金
Hale Waihona Puke 三 铸 铁 及 其 工 艺 性 能
铸铁有良好的铸造性、 耐磨性、 铸铁有良好的铸造性 、 耐磨性 、 减震 性、可加工性和低的缺口敏感性等 。 另外, 生产简便，成本低廉，应用广泛。 另外 生产简便，成本低廉，应用广泛。 如内燃机的汽缸体、 汽缸盖、 汽缸套、 如内燃机的汽缸体 、 汽缸盖 、 汽缸套 、 活 塞环, 汽车和拖拉机的变速箱、前后桥、 塞环 汽车和拖拉机的变速箱、前后桥、油 缸、阀体等等 . 铸铁的力学性能较铸钢差 , 这与其中的 石墨形态、大小、 石墨形态、大小、数量和分布有关 。
(1) 铸 铁 的 分 类
15
1 铸铁的分类和组织及性能
铸铁的组织可概括为： 铸铁的组织可概括为： 钢的基体组织
§2.2 铸造合金
三 铸 铁 及 其 工 艺 性 能
+
石墨
(2) 铸 铁 的 组 织
16
1 铸铁的分类和组织及性能
(3) 铸铁的金相组织照片
§2.2 铸造合金
三 铸 铁 及 其 工 艺 性 能
26
2 铸铜及其工艺性能
铸造黄铜
§2.2 铸造合金
四 其 它 铸 造 合 金
铸造青铜 除Cu外，加入 、Sn、 外 加入Pb、 、 、 为主 化学成分 以Cu、Zn为主 Al、Be、Si、Mn等作 、 、 、 等作 为主要合金元素。 为主要合金元素。 具有良好的导电、导热性能， 具有良好的导电、导热性能，耐磨性 物化性能 好，耐蚀性优良，力学性能视加入的 耐蚀性优良， 合金元素及其含量而定。 合金元素及其含量而定。 工艺性能 铸造性能好 铸造性能好 应 用 阀体、蜗轮、 阀体、蜗轮、螺 旋桨、水泵、 旋桨、水泵、叶 轮、轴承和轴套 等。 泵壳、蜗轮、 泵壳、蜗轮、弹簧及 弹性零件、轴瓦、 弹性零件、轴瓦、轴 高强度和耐磨、 承，高强度和耐磨、 耐蚀件等。 耐蚀件等。
第二章 铸造
2）尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金。 3）采用同时凝固的工艺。如图2-14所示，各部分温差小， 不易产生热应力。主要用于收缩较小的普通灰铸铁、结晶 范围大，不易实现冒口补缩，对气密性要求不高的锡青铜 铸件等。
机械制造技术基础
4）设法改善铸型、型芯的退让性，合理设置浇冒口。 5）对铸件进行时效处理。自然时效、热时效（去应力退火）和共振时效。 3) 铸件的变形与裂纹 1.铸件的变形 残留铸造应力超过铸件材料的屈服极限时产生的翘曲变形。如图2-15所示 的框架铸件，图2-16的T形梁，当刚度不够时，将产生如图所示的变形。再如 图2-17所示的车床床身的变形。
机械制造技术基础
2.3 铸造方法
2.3.1 砂型铸造
零件图
其基本工艺过程如下：动画演示
铸造工艺图 制造模样及芯盒 模样图、芯盒图、铸型装配图
混制型砂 造型 烘干铸型 准备 炉料 熔炼 金属 化验
预处理造型材料
混制芯砂 制芯
合型 浇注 落砂、清理
烘干芯子
检验
热处理
合格铸件
机械制造技术基础
造型和制芯是砂型铸造最基本的工序，按照紧实型砂和起模的方 法，可分为手工造型和机器造型两大类。
3）固态收缩。指合金从固相 线温度冷却到室温时的收缩。 用线收缩率表示。它对铸件形 状和尺寸精度影响很大，是铸 造应力、变形和裂纹等缺陷产 生的基本原因 。
a)
b)
c)
图2-6 铸造合金收缩过程示意图
a) 合金状态图 b) 一定温度范围合金 c) 共晶合金
I—液态收缩 II—凝固收缩 III—固态收缩
1） 缩孔和缩松
凝固结束后在铸件某些部位出现的孔洞。大而集中的 孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称缩松。缩孔缩松可使 铸件力学性能大大降低，以致成为废品。
机械制造技术基础
4）设法改善铸型、型芯的退让性，合理设置浇冒口。 5）对铸件进行时效处理。自然时效、热时效（去应力退火）和共振时效。 3) 铸件的变形与裂纹 1.铸件的变形 残留铸造应力超过铸件材料的屈服极限时产生的翘曲变形。如图2-15所示 的框架铸件，图2-16的T形梁，当刚度不够时，将产生如图所示的变形。再如 图2-17所示的车床床身的变形。
机械制造技术基础
2.3 铸造方法
2.3.1 砂型铸造
零件图
其基本工艺过程如下：动画演示
铸造工艺图 制造模样及芯盒 模样图、芯盒图、铸型装配图
混制型砂 造型 烘干铸型 准备 炉料 熔炼 金属 化验
预处理造型材料
混制芯砂 制芯
合型 浇注 落砂、清理
烘干芯子
检验
热处理
合格铸件
机械制造技术基础
造型和制芯是砂型铸造最基本的工序，按照紧实型砂和起模的方 法，可分为手工造型和机器造型两大类。
3）固态收缩。指合金从固相 线温度冷却到室温时的收缩。 用线收缩率表示。它对铸件形 状和尺寸精度影响很大，是铸 造应力、变形和裂纹等缺陷产 生的基本原因 。
a)
b)
c)
图2-6 铸造合金收缩过程示意图
a) 合金状态图 b) 一定温度范围合金 c) 共晶合金
I—液态收缩 II—凝固收缩 III—固态收缩
1） 缩孔和缩松
凝固结束后在铸件某些部位出现的孔洞。大而集中的 孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称缩松。缩孔缩松可使 铸件力学性能大大降低，以致成为废品。
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
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