常用合金铸件的生产

轴瓦
二. 铸造铝合金 ZAlSi12 ZAlMg10
缸体 三. 主要性能 1）Al合金密度小、 轻，铜合金耐磨；优异的韧性； Al合金密度小 合金密度小、 铜合金耐磨；优异的韧性； 2）易氧化，易吸气（液态），铸件内易出现夹杂和 易氧化，易吸气（液态）， ），铸件内易出现夹杂和 气孔； 气孔； 3）适于金属型铸造、压力铸造，大量生产。 适于金属型铸造、压力铸造，大量生产。
σb低，为钢的20%~30%； δ%，αk近于零，脆性大； 为钢的20%~30%； 近于零，脆性大； 耐磨性好； 耐磨性好； 优良的减震性； 优良的减震性； 铸造性能良好。 铸造性能良好。
灰铸铁的性能及应用 牌号
铸件壁厚 mm） （mm） 最低抗 拉强度 （Mpa) 布氏硬度 (HBS) 基体组织
2. 牌号（GB9400-1988） 牌号（GB9400-1988） KTH370KTH370-12 (黑心可锻铸铁，最低抗拉强度370MPa ， 黑心可锻铸铁，最低抗拉强度370MPa 伸长率12% 伸长率12% ) KTH300-06， KTH330-08， KTH350KTH300-06， KTH330-08， KTH350-10
四. 蠕墨铸铁
1. 组织 石墨形态： 石墨形态：蠕虫状 2. 性能 σb高于灰铸铁；耐磨性比灰铸铁好； 高于灰铸 耐磨性比灰铸铁好； 强度和韧性低于 和韧性低于球墨铸铁 强度和韧性低于球墨铸铁 蠕墨铸铁 σb=260~440MPa .但导热性优于 球墨铸铁 3. 牌号 RuT340: 含义：蠕墨铸铁，最低抗拉强度340MPa。 RuT340: 含义：蠕墨铸铁，最低抗拉强度340MPa。
三角形试样
应用： HT150、HT200用于支承体 如机床床身、底座等。 用于支承体， 应用： HT150、HT200用于支承体，如机床床身、底座等。 HT200以上则用于箱体、刹车鼓、汽缸体、泵体、阀门、 HT200以上则用于箱体、刹车鼓、汽缸体、泵体、阀门、 以上则用于箱体 大型冲压模板等。 大型冲压模板等。
4. 蠕墨铸铁的生产 ： 蠕墨铸铁的生产 蠕化处理: 蠕化处理: 使石墨呈蠕虫状析出 加稀土硅铁合金、稀土硅钙合金等， 蠕化剂 加稀土硅铁合金、稀土硅钙合金等，称蠕化剂。 加入量W=1%~2% 加入量W=1%~2% 孕育处理: 孕育处理: 加入Si-Fe孕育剂 加入量： 加入Si-Fe孕育剂 。 加入量：W=0.4%~1.0% 5. 应用 适于制造工作温度较高的零件，如大型柴油机气缸盖、 适于制造工作温度较高的零件，如大型柴油机气缸盖、 金属铸型等; 可代替高强度灰铸铁。 强度灰铸铁 金属铸型等; 可代替高强度灰铸铁。
床身
大型冲压模 板
刹车鼓
二. 可锻铸铁 1. 组织和性能 石墨形态： 石墨形态：团絮状 基体： 黑心，铁素体基体） 基体：H（黑心，铁素体基体） 抗拉强度明显提高 抗拉强度明显提高，塑性和 韧性好， 韧性好， σb=300~400MPa δ≤12%，αk≤30J/cm2. ≤12%，
黑心可锻铸铁 黑心可锻铸铁
2.5-50 2.5HT250 HT300 10-50 10HT350 260-340 260171-298 171200-270 200230230-290 150-262 150161-272 161-
P
承受中等载荷 重要件，应用 较广泛（缸体、 较广泛（缸体、 缸盖、床身等） 缸盖、床身等） 高负荷零件 齿轮、 （齿轮、凸轮 及冷冲模等） 及冷冲模等） 。
铸钢齿圈的铸造工艺
（3）铸钢件的热处理： 铸钢件的热处理： 必须进行正火或退火处理。 必须进行正火或退火处理。 三. 牌号: 牌号: 铸造碳钢 铸造碳钢: 碳钢: ZG310ZG310-570 含义： 含义：铸钢，σs≥310MPa σb≥570MPa ZG230ZG230-450; ZG270-500 ZG270铸造合金钢: ZG40Mn ； ZG40Cr等。 合金钢: ZG40Cr等 四.应用: 制造形状复杂，强度和韧性要求都高的零件。 应用: 制造形状复杂，强度和韧性要求都高的零件。 火车转向架零件、高压阀门、轧辊等。 如：火车转向架零件、高压阀门、轧辊等。
P(孕育处 P(孕育处 理）
2. 灰铸铁的牌号 HT100 ; HT150 ; HT200; HT250 (灰铸铁，最低抗拉强度为250MPa). (灰 最低抗拉强度为250MPa). HT300; HT350. 3. 高牌号灰铸铁（HT200以上）的孕育处理 高牌号灰铸铁（HT200以上 以上） 在铁液中加入Si-Fe（ =75%）（孕育剂）， ）（孕育剂），加入 在铁液中加入Si-Fe（WSi=75%）（孕育剂），加入 量：W=0.2%~0.7% ，形成大量弥散的非自发结晶核心， 形成大量弥散的非自发结晶核心， 使石墨呈细片状而均匀分布，并获得珠光体基体。 使石墨呈细片状而均匀分布，并获得珠光体基体。即可 提高灰铸铁的σ HBS（ =250~350MPa， 提高灰铸铁的σb 、HBS（σb=250~350MPa， 170~270HBS）。 170~270HBS）。 因石墨仍为片状， 还是很低。 因石墨仍为片状，δ%，αk还是很低。
第二节
铸钢件生产பைடு நூலகம்
一. 铸钢的类别和性能 钢的类别和性能 1. 组织: 与普通钢种一致。 组织: 与普通钢种一致。 2. 性能: 力学性能好：σs、σb 、δ%、αk均比灰铸铁高； 性能: 力学性能好： 均比灰铸铁高； 铸造性能差：熔点高，流动性差，易氧化， 铸造性能差：熔点高，流动性差，易氧化，易吸 收缩大。 气，收缩大。 二.铸钢件的生产特点 （1）对砂型性能要求高： 对砂型性能要求高： 如：耐火度，透气性，退让 耐火度，透气性， 性和强度。 性和强度。 （2）工艺上采用顺序凝固原则
作业: 作业: P61 (2) (7)
三. 球墨铸铁
1. 组织特征 1）石墨形状: 球状 石墨形状: 2. 性能 σb＝400～600MPa、 400～600MPa、 最高900MPa. 最高900MPa. δ ＝ 2 ～ 10% 最高18%. 最高18%.
球墨铸铁
3. 牌号 QT700QT700-2 （球墨铸铁，最低抗拉强度为700MPa， 球墨铸铁，最低抗拉强度为700MPa， 伸长率2%） 伸长率2%） QT400QT400-18; QT400-15; QT450-10等。 QT400QT450-10等
第二章 常用合金铸件的生产
第一节 铸铁件生产
铸铁是含碳量超过2.11的铁碳合金。 铸铁是含碳量超过2.11的铁碳合金。工业用铸铁实 2.11的铁碳合金 际上是以Fe Fe、 Si为主要元素的多元合金 为主要元素的多元合金。 际上是以Fe、C、Si为主要元素的多元合金。 铸铁的分类: 铸铁的分类: 白口铸铁 铸铁 灰口铸铁 麻口铸铁 片状石墨） 灰铸铁: 灰铸铁: （片状石墨） 可锻铸铁: 团絮状石墨） 可锻铸铁: （团絮状石墨） 球墨铸铁: 球状石墨） 球墨铸铁: （球状石墨） 蠕墨铸铁: 蠕虫状石墨 蠕墨铸铁: （蠕虫状石墨） 石墨）
铸铁组织示意图
铸铁中碳的存在形式
渗碳体——化合状态( 渗碳体——化合状态(Fe3C ) ——化合状态
S（%）——反石墨化; Fe+ S⇒ Fe S ⇒ Fe S + Fe ——反石墨化 反石墨化; (低熔点共晶体) 低熔点共晶体) Mn（ Mn（%）——脱S，提高铸铁强度、减小S的有害作用。 ——脱 提高铸铁强度、减小S的有害作用。 Mn + S ⇒ Mn S （熔点高） 熔点高） (2) 冷却速度 同一铸件厚壁处为灰口组 而薄壁处为白口组织， 织，而薄壁处为白口组织， 说明：缓慢冷却有利于石墨化 说明： 过程的进行。 过程的进行。
3. 球墨铸铁的生产 1）双处理工艺： 双处理工艺： 球化处理: 球化处理: 使石墨呈球状析出 加稀土镁合金，称球化剂。 加入量W=1.3%~1.8% 加稀土镁合金，称球化剂。 加入量W=1.3%~1.8% 孕育处理: 孕育处理: 加入Si-Fe孕育剂 加入量： 加入Si-Fe孕育剂 。 加入量：W=0.4%~1.0% 2）控制原铁水化学成分：降低S.P含量，较高的铁液温 控制原铁水化学成分：降低S.P含量 含量， 度（>1450 ℃） 4. 应用 QT700QT700-2 屈强比 (σs/σb≈0.7~0.8)、 HBS高， 用来做曲 (σs/σb≈0.7~0.8)、 HBS高 连杆等。 轴、连杆等。 QT450- 具有较高的强度、塑性和韧性， QT450-10 具有较高的强度、塑性和韧性，用于汽车桥壳 等底盘铸件。 等底盘铸件。
4. 影响铸铁组织和性能的因素 石墨—— 石墨——游离状态 ——游离状态 主要决定于石墨的形态，即石墨形状、大小及分布。 主要决定于石墨的形态，即石墨形状、大小及分布。 铸铁的石墨化——铸铁中析出石墨的过程 铸铁的石墨化——铸铁中析出石墨的过程。 铸铁中析出石墨的过程。 影响石墨化的主要因素: 化学成分和冷却速度。 影响石墨化的主要因素: 化学成分和冷却速度。 (1). 化学成分 C、Si（%）——促进石墨化; Si（ ——促进石墨化 促进石墨化; 碳是石墨的基础，硅促进石墨析出． 碳是石墨的基础，硅促进石墨析出． 碳和硅含量高时，石墨多、基体 碳和硅含量高时，石墨多、 铁素体增加，而强度、硬度低。 铁素体增加，而强度、硬度低。
一. 灰铸铁 （具有片状石墨的铸铁 ） 铸铁中碳的存在形式: 铸铁中碳的存在形式: 化合碳——渗碳体( 化合碳——渗碳体(Fe3C ) ——渗碳体 游离状态—— 游离状态——石墨 ——石墨 内部组织特征: 内部组织特征:
铁素体和珠光体灰铸铁
铁素体灰铸铁
珠光体灰铸铁
1. 灰铸铁的性能: 灰铸铁的性能:
石墨是碳的一种结晶形态，具有六方晶格。原子呈 石墨是碳的一种结晶形态，具有六方晶格。 层状排列，同一层面上的碳原子呈共价键，结合力强； 层状排列，同一层面上的碳原子呈共价键，结合力强； 层与层之间呈分子键，结合力弱。因此， 层与层之间呈分子键，结合力弱。因此，石墨结晶形态 常易发展为片状，强度、硬度、塑性极低。 常易发展为片状，强度、硬度、塑性极低。
第三节 铜、铝合金铸件生产
一. 铸造铜合金 ZCuZn38 Zn 38 % 其余为Cu 其余为Cu σb ＝295MPa ， δ＝ 30 % ， 66 HBS； HBS； ZCuSn10Pb1（Sn10、 ZCuSn10Pb1（Sn10、Pb1 、其余为Cu ） 其余为Cu σb ＝ 220MPa，δ＝ 12 % ，78.5HB。 78.5HB。
3. 生产工艺： 生产工艺： 1）先得低C、低Si白口铸铁（C=2.4%~2.8%， 先得低C Si白口 白口铸 C=2.4%~2.8%， Si=0.4%~1.4%），不得有原始片状石墨出现。 Si=0.4%~1.4%），不得有原始片状石墨出现。 ），不得有原始片状石墨出现 2）退火 加热：920加热：920-980 ℃； 保温：10-20h； 保温：10-20h； 缓冷：密封炉冷。 缓冷：密封炉冷。 4. 应用: 制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁小件。 应用: 制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁小件。
应用
负荷很小的不重 要件（盖板、 要件（盖板、防 护罩等） 护罩等）.
HT100
2.5-50 2.5-
80-130 80-
82-167 82-
F
HT150 HT200
2.5-50 2.5-
120120-175 160160-220
105105-205 129-236 129-
F+P
承受中等载荷 件（支架、箱 支架、 体等） 体等）.