金属的液态成型
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与浇注条件、铸型材料和铸型条件等有关。 测定:螺旋试样法
·流动性对铸件质量的影响
1)流动性好，容易获得尺寸准确，轮廓清晰的铸件。
2)流动性好的合金 ，有利于液态金属中的非金属夹杂 物和气体的上浮和排除，从而使铸件的内在质量得到 保证 。 3)流动性好的合金，可使铸件的凝固收缩部分及时得 到液态合金的补充，从而可防止铸件中产生缩孔、缩 松等缺陷。
断后伸长率≥6％ 。
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
3. 球墨铸铁
是石墨呈球状分布的灰口铸铁，简称球铁。
牌号：QT × × ×- × ×
（如QT600-03）
组织 ：钢基体+ 球状G
成分
合金铸铁（特殊性能铸铁）
按石墨的形 态(灰口铸 铁分类)
灰 铸 铁：石墨呈粗片状 可锻铸铁：石墨呈团絮状 球墨铸铁：石墨呈球状 蠕墨铸铁：石墨蠕虫状
白口 灰口
● 常用铸铁的特点及应用
常用铸铁的种类：
灰口铸铁 合金铸铁
灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁
1. 灰铸铁
指石墨呈片状分布的灰口铸铁。 成分： 2.5～4.0%C； 1.0～3.0% Si；少量Mn 、S、P 等。 组织： F +片状G ；F + P+片状G； P +片状G ； 性能：抗压不抗拉，塑性差，铸造性能和切削加工性能好；
二. 合金的收缩
(一)收缩的概念
金属由液态向固态的冷却过程中，其体积和尺寸减小 的现象称为收缩。
三个收缩阶段: 液态收缩,凝固收缩,固态收缩
应用:在常用的合金中，铸钢的收缩最大，灰铸铁的 最小。
(二)影响收缩的因素
化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件等 1 ) 化学成分
碳素钢随含碳量增加，凝固收缩增加，而固态收缩稍减。 灰 铸铁中，碳是形成石墨化的元素，硅是促进石墨化的元素，所态金属成形工艺理论
1.1.1 液态金属成形工艺的概念 液态金属成型是指将液态金属填充到铸型的型腔中
待其冷却凝固后获得所需形状、尺寸和性能的铸件毛坯 （或零件）的成型方法，即：铸造。
1.1.2 液态金属成形工艺特点 1．可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复 杂的制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件 等。 2．适应性强：（1）合金种类不受限制；
消除铸造应力，才能使用，但不宜淬火处理。
组织：钢基体+蠕虫状G 生产：蠕化处理→孕育处理 用途：制造汽车的汽缸盖、活塞环和
制动盘，电机壳，重型机床和
大型柴油机的机体。
5. 合金铸铁
高强度合金铸铁：加入Cr、Ni、Cu、Mo等，增加基体中珠光体数量
并细化组织，从而显著提高铸铁强度；制造曲轴、连杆等 。 耐热合金铸铁：加入Si、Al、Cr 等，使铸件表面形成致密的SiO2、
2 ) 浇注温度
浇注温度越高，过热度越大，合金的液态收缩也越大。
3 )铸件结构与铸型条件
阻碍收缩,产生内应力
三. 合金的偏析和吸气性
(一)合金的偏析 ·铸件内部化学成分不均匀的现象，称为偏析。 ·影响:降低力学性能,耐腐蚀性能,热裂和疲劳 ·种类:晶内偏析,区域偏析和比重偏析 (二)合金的吸气性 ·合金在加热过程中不断吸收(溶解)与其相接触的
合金铸 铁应用
2. 铸 钢
1. 铸钢分类
1）铸造碳钢：
牌号： ZG + 数字 — 数字
例：ZG270-500
铸钢代号 屈服强度值 抗拉强度值
性能特点：
强度和塑性、韧性高于铸铁 ，但铸造工艺性差。 （原因：熔点高，钢液易氧化，流动性差，收缩率大。）
热处理：铸钢件必须经过退火或正火处理，改善组织和性能，
●铸铁的分类
按碳的 存在形式
白口铸铁：以Fe3C形式存在，无石墨，断口呈银白色；
硬而脆，少用；但可制作耐磨件或作为冶炼钢铁的原料
灰口铸铁：主要以游离石墨的形式存在，断口暗灰色；
应用广泛，在我国铸铁与钢应用比例为0.46：1
麻口铸铁：以Fe3C＋石墨形式存在，断口呈灰白色；
脆性大，少用
按化学 普通铸铁
（2）铸件大小几乎不受限制。 3．成本低： （1）材料来源广；
（2）废品可重熔； （3）设备投资低。 4．废品率高、表面质量较低、劳动条件差。
1.1.3 合金的铸造性能
概念:铸造性能是指合金铸造成形获得优质铸件的能 力。
合金的铸造性能指标:流动性、收缩性、偏析和吸气 性等
一. 合金的流动性
流动性概念:合金的流动性是指熔融合金的流动能力。 影响因素:流动性不仅与合金本身的性质有关，而且
气体的性质，称为合金的吸气性。 ·影响:导致气孔
1.2 铸造合金及熔炼
1.2.1 常用铸造合金材料
1.铸铁
2.铸钢
3.非铁铸造合金
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 ● 常用铸铁的特点及应用
基体组织有F、P、（P+F）3种类型
F基体＋球状G
P基体＋球状G
(P ＋F )基体＋球状G
4. 蠕墨指大铸部铁分石墨呈蠕虫状分布的灰口铸铁。
牌号：RuT××× 成分：高C、Si，低Mn、P、S 性能：力学性能介于基体相同的灰铸铁和球墨铸铁之间；
气密性、耐磨性比灰铸铁好；减震性比球铁好，但不如灰铸铁； 铸造工艺性与灰铸铁相近，切削加工性与球铁相近。
耐磨减摩、减震性好，压力加工和焊接性能差。
用途：常利用灰铸铁的减震和抗压性能，制作机床底座、床身、
工作台、导轨、箱体等。
F基体 +片状G
P 基体+片状G
(F + P)基体+片状G
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 ，
Al2O3、CrO3等氧化膜，制造加热炉的炉底板、烟道挡板等。
耐蚀合金铸铁：加入Si、Al、
Cr、Cu、Ni等，在铸铁表面
形成致密的保护膜，减少各相
间的电位差；制造化工管道、
阀门等。
耐磨合金铸铁：加入Cr、V、
Mo、Ti、Re等；制造大型球
磨机衬板等。 其它：激冷铸铁、高磷铸铁、
高铬耐磨铸铁等。
·流动性对铸件质量的影响
1)流动性好，容易获得尺寸准确，轮廓清晰的铸件。
2)流动性好的合金 ，有利于液态金属中的非金属夹杂 物和气体的上浮和排除，从而使铸件的内在质量得到 保证 。 3)流动性好的合金，可使铸件的凝固收缩部分及时得 到液态合金的补充，从而可防止铸件中产生缩孔、缩 松等缺陷。
断后伸长率≥6％ 。
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
3. 球墨铸铁
是石墨呈球状分布的灰口铸铁，简称球铁。
牌号：QT × × ×- × ×
（如QT600-03）
组织 ：钢基体+ 球状G
成分
合金铸铁（特殊性能铸铁）
按石墨的形 态(灰口铸 铁分类)
灰 铸 铁：石墨呈粗片状 可锻铸铁：石墨呈团絮状 球墨铸铁：石墨呈球状 蠕墨铸铁：石墨蠕虫状
白口 灰口
● 常用铸铁的特点及应用
常用铸铁的种类：
灰口铸铁 合金铸铁
灰铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁
1. 灰铸铁
指石墨呈片状分布的灰口铸铁。 成分： 2.5～4.0%C； 1.0～3.0% Si；少量Mn 、S、P 等。 组织： F +片状G ；F + P+片状G； P +片状G ； 性能：抗压不抗拉，塑性差，铸造性能和切削加工性能好；
二. 合金的收缩
(一)收缩的概念
金属由液态向固态的冷却过程中，其体积和尺寸减小 的现象称为收缩。
三个收缩阶段: 液态收缩,凝固收缩,固态收缩
应用:在常用的合金中，铸钢的收缩最大，灰铸铁的 最小。
(二)影响收缩的因素
化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件等 1 ) 化学成分
碳素钢随含碳量增加，凝固收缩增加，而固态收缩稍减。 灰 铸铁中，碳是形成石墨化的元素，硅是促进石墨化的元素，所态金属成形工艺理论
1.1.1 液态金属成形工艺的概念 液态金属成型是指将液态金属填充到铸型的型腔中
待其冷却凝固后获得所需形状、尺寸和性能的铸件毛坯 （或零件）的成型方法，即：铸造。
1.1.2 液态金属成形工艺特点 1．可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复 杂的制件。如汽缸体、汽缸盖、蜗轮叶片、床身件 等。 2．适应性强：（1）合金种类不受限制；
消除铸造应力，才能使用，但不宜淬火处理。
组织：钢基体+蠕虫状G 生产：蠕化处理→孕育处理 用途：制造汽车的汽缸盖、活塞环和
制动盘，电机壳，重型机床和
大型柴油机的机体。
5. 合金铸铁
高强度合金铸铁：加入Cr、Ni、Cu、Mo等，增加基体中珠光体数量
并细化组织，从而显著提高铸铁强度；制造曲轴、连杆等 。 耐热合金铸铁：加入Si、Al、Cr 等，使铸件表面形成致密的SiO2、
2 ) 浇注温度
浇注温度越高，过热度越大，合金的液态收缩也越大。
3 )铸件结构与铸型条件
阻碍收缩,产生内应力
三. 合金的偏析和吸气性
(一)合金的偏析 ·铸件内部化学成分不均匀的现象，称为偏析。 ·影响:降低力学性能,耐腐蚀性能,热裂和疲劳 ·种类:晶内偏析,区域偏析和比重偏析 (二)合金的吸气性 ·合金在加热过程中不断吸收(溶解)与其相接触的
合金铸 铁应用
2. 铸 钢
1. 铸钢分类
1）铸造碳钢：
牌号： ZG + 数字 — 数字
例：ZG270-500
铸钢代号 屈服强度值 抗拉强度值
性能特点：
强度和塑性、韧性高于铸铁 ，但铸造工艺性差。 （原因：熔点高，钢液易氧化，流动性差，收缩率大。）
热处理：铸钢件必须经过退火或正火处理，改善组织和性能，
●铸铁的分类
按碳的 存在形式
白口铸铁：以Fe3C形式存在，无石墨，断口呈银白色；
硬而脆，少用；但可制作耐磨件或作为冶炼钢铁的原料
灰口铸铁：主要以游离石墨的形式存在，断口暗灰色；
应用广泛，在我国铸铁与钢应用比例为0.46：1
麻口铸铁：以Fe3C＋石墨形式存在，断口呈灰白色；
脆性大，少用
按化学 普通铸铁
（2）铸件大小几乎不受限制。 3．成本低： （1）材料来源广；
（2）废品可重熔； （3）设备投资低。 4．废品率高、表面质量较低、劳动条件差。
1.1.3 合金的铸造性能
概念:铸造性能是指合金铸造成形获得优质铸件的能 力。
合金的铸造性能指标:流动性、收缩性、偏析和吸气 性等
一. 合金的流动性
流动性概念:合金的流动性是指熔融合金的流动能力。 影响因素:流动性不仅与合金本身的性质有关，而且
气体的性质，称为合金的吸气性。 ·影响:导致气孔
1.2 铸造合金及熔炼
1.2.1 常用铸造合金材料
1.铸铁
2.铸钢
3.非铁铸造合金
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 ● 常用铸铁的特点及应用
基体组织有F、P、（P+F）3种类型
F基体＋球状G
P基体＋球状G
(P ＋F )基体＋球状G
4. 蠕墨指大铸部铁分石墨呈蠕虫状分布的灰口铸铁。
牌号：RuT××× 成分：高C、Si，低Mn、P、S 性能：力学性能介于基体相同的灰铸铁和球墨铸铁之间；
气密性、耐磨性比灰铸铁好；减震性比球铁好，但不如灰铸铁； 铸造工艺性与灰铸铁相近，切削加工性与球铁相近。
耐磨减摩、减震性好，压力加工和焊接性能差。
用途：常利用灰铸铁的减震和抗压性能，制作机床底座、床身、
工作台、导轨、箱体等。
F基体 +片状G
P 基体+片状G
(F + P)基体+片状G
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 ，
Al2O3、CrO3等氧化膜，制造加热炉的炉底板、烟道挡板等。
耐蚀合金铸铁：加入Si、Al、
Cr、Cu、Ni等，在铸铁表面
形成致密的保护膜，减少各相
间的电位差；制造化工管道、
阀门等。
耐磨合金铸铁：加入Cr、V、
Mo、Ti、Re等；制造大型球
磨机衬板等。 其它：激冷铸铁、高磷铸铁、
高铬耐磨铸铁等。