鑄鐵的生產(chǎn)及應(yīng)用

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第十二講,:,鑄鐵的生產(chǎn)及應(yīng)用,一、鑄鐵介紹,1,鑄鐵概念和分類,2,常用鑄鐵牌號和性能特點,二、鑄鐵的結(jié)晶及石墨化過程,三、高強度灰鑄鐵件的,孕育處理,四,.,球墨鑄鐵件生產(chǎn),五,.,可鍛鑄鐵件生產(chǎn),鑄鐵的滄州大鐵獅子,箱體,發(fā)動機曲軸,連桿,剎車器,鑄鐵零件,缸體,一、鑄鐵介紹,Introduction of Cast Iron,1,鑄鐵概念和分類,1),概念,:,C,(,2.4-4.0,),% Fe-C,合金。,2),分類 :,(,1,)灰口鑄鐵:,G,, 斷口呈暗灰色,(,2,)白口鑄鐵:,Fe,3

2、,C,, 斷口呈亮白色,(,3,)麻口鑄鐵:,G + Fe,3,C,,斷口黑白相間,灰口鑄鐵分類,按石墨形態(tài)不同,灰口鑄鐵分,為,:,石,墨呈片,狀稱,灰鑄鐵,;呈,團絮,狀稱,可鍛鑄鐵,;,石墨呈球狀稱球墨鑄鐵;呈,蠕蟲,狀稱,蠕墨鑄鐵。,因石墨的存在,可把鑄鐵看成是有空洞和裂紋的鋼。,其中球墨鑄鐵綜合性能最好。,灰口,鑄鐵分類:,According to morphology of graphite ,灰鑄鐵 蠕墨鑄鐵 可鍛鑄鐵 球墨鑄鐵,片狀 蠕蟲狀 團絮狀 球狀,Flake Vermicular Agglomerated.,Spheroidal,四種鑄鐵金相,照片,Optical mi

3、crograph of the four kinds of ,Vermicular,Flake,Agglomerated,Spheroidal,石墨在掃描電鏡下的形貌,SEM micrograph of some kinds of ,Vermicular,Vermicular,Flake,Spheroidal,2,常用鑄鐵牌號和性能特點,1,)灰鑄鐵:,牌號:,HT#,,,#,:最低,b,(,MPa,),如,HT150,性能特點:,普通灰鑄鐵,(,1,),b,200MPa,;,0,(,2,)硬度、抗壓強度與碳鋼相近;,(,3,)耐磨、減振及缺口敏感性??;,應(yīng)用:,受力小、耐磨、減振件如:機座、

4、支架等。,良好鑄造性能,如流動性好、收縮??;,良好切削加工性能;,高耐磨性;,良好吸振緩沖性能;,低缺口敏感性能。,灰鑄鐵性能優(yōu)點:,因石墨存在而具有鑄鋼沒有的性能,鑄鐵減振性能,不同材料的振動衰減圖,高強度灰鑄鐵(孕育鑄鐵),:,Inoculated Cast Iron,性能特點:,(,1,)強度和硬度提高,如,HT350,,,普通灰鑄鐵,Ordinary,孕育鑄鐵,Inoculated,(,2,)壁厚敏感性小。,(,3,)塑性和韌性很差。,應(yīng)用:,靜載大、動載小、耐磨和減震的厚大件:機床床身等。,0,50,100,150,150,100,50,140,150,160,170,180,mm,

5、硬度,HB,中心,表面,表面,mm,孕育鑄鐵,普通灰鑄鐵,2,)球墨鑄鐵:,Ductile Cast Iron,牌號:,QT#-#,,,#,:,如,QT450-10,性能特點:,(,1,),b,和硬度比灰鑄鐵高;,(,2,)具有較高塑性;,(,3,)與碳鋼比,屈強比大,,且,更耐磨、減振;,應(yīng)用:,代替碳鋼制造汽車后橋殼、曲軸和連桿等。,3,)蠕墨鑄鐵:,Compacted Cast Iron,牌號:,RuT,#,如,RuT260,4,)可鍛鑄鐵:,Malleable Cast Iron,不能接受鍛造,牌號:,KTH#-#,,如,KTH330-08,KTZ#-#,,如,KTZ550-04,注:

6、,能耗大、,成本高,逐漸被球鐵取代。,二、鑄鐵的結(jié)晶及石墨化過程,1.,鑄鐵的一次結(jié)晶和石墨化 石墨化指碳形成石墨的過程。,鐵,-,碳雙重相圖,Fe-C double Equilibrium,G,石墨,6.69%,4.30%,2.14%,0.77%,0.69%,4.28%,1154 ,1148,2.10%,727 ,738 ,鐵,-,碳相圖,2.,鑄鐵二次結(jié)晶、共析轉(zhuǎn)變過程,形成基體:,F,、,P,、(,F + P,),珠光體,(,pearlite,matrix,),850 ,3.,影響鑄鐵石墨化因素,Factors affecting,graphitization of ,1,)化學(xué)成分:,

7、Composition,0,1,2,3,4,5,6,Si,1,2,3,4,C%,白口,Fe,3,C,P,灰口,G,F,灰口,G,C,、,Si,:促進石墨化,C,(,2.7-3.6,),%,,,Si,(,1.1-2.5,),%,Mn,:阻止石墨化 (,0.4-1.2,),%,S,:強烈阻止石墨化,(,0.1-0.15,),%,P,:微促進石墨化,0.2%,2,)冷卻速度:,Cooling Rate,慢冷利于石墨化,總結(jié):,To sum up,1.,常用鑄鐵零件采用灰口鑄鐵制造,有灰鑄鐵、,球鐵、蠕墨鑄鐵和可鍛鑄鐵。,2.,鑄鐵中石墨主要形成于一次結(jié)晶過程;基體,則在共析階段形成。鑄鐵成分和冷卻速

8、度是,最關(guān)鍵的影響因素。,三、高強度灰鑄鐵件的,孕育處理,Treatment of Inoculating of,Flake Graphite,Iron,(,1,)目的,1,)防止白口;,2,)獲得均勻、細小共晶團。,(,2,)操作,(The Operation),1,)鐵水溫度應(yīng)高于,14201440,;,2,),75,硅鐵,(Ferrosilicon,310mm,)孕育:,加鐵水重量,(,0.20.5,),%,;,3,)加入方法:出鐵槽內(nèi);或澆包內(nèi);或鑄型內(nèi)。,4,)處理后,1520,分鐘內(nèi)澆注完畢,以免衰退 。,四,.,球墨鑄鐵件生產(chǎn),(,1,)化學(xué)成分:,C,:,3.64.0%,;,S

9、i,:,2.63.1,),%,;,Mn,:,0.40.6%,;,P,:小于,0.1%,;,S,:小于,0.06%,。,(,2,),鐵水溫度:,高于,14001420,(,3,),球化處理,1,)稀土鎂作球化劑;,2,)加入,:,鐵水量,(,1.31.8,),%,;,3,)加入方法,:,沖入法,(,4,),孕育處理,1,)目的:消除球化劑白口傾向;,并可細化石墨球,增加共晶團數(shù)目。,2,)加入量:對珠光體球鐵,:,(,0.51.0,),%,對鐵素體球鐵,:,(,0.81.6,),%,(,5,),熱處理,1,)對珠光體球鐵,正火,+,中溫回火;,對高強度球鐵應(yīng)調(diào)質(zhì)或等溫淬火;,2,)對鐵素體球鐵,

10、應(yīng)退火。,球化處理方法,沖入法,型內(nèi)法,5.,球鐵鑄造特點:(與灰鑄鐵相比),(,1,)流動性差,(,2,)收縮大,(,3,)應(yīng)采取以下工藝,:,用剛性大鑄型;,實施順序凝固原則進行補縮;,采用半封閉、過濾網(wǎng)和集渣包等擋渣措施。,球墨鑄鐵件的縮孔和縮松,五,.,可鍛鑄鐵件的生產(chǎn),又稱瑪鋼或瑪鐵:白口鑄鐵件經(jīng)長時退火,滲碳體分解,獲得團絮狀石墨。,黑心可鍛鑄鐵,(KTH,鐵素體基體,),珠光體可鍛鑄鐵,(KTZ),白心可鍛鑄鐵,(KTB,,很少用,),種類,特點:,b,300,400Mpa,,塑性(,12%,)韌性(,k, 30 J/cm,2,),好。,退火周期長,,40,70h,鑄件成本高。,

11、(,1,)獲得白口毛坯;(按鐵,-,滲碳體相圖結(jié)晶),(,2,)對毛坯退火:,鐵素體可鍛鑄鐵工藝,1,)加熱,950 ,以上,保溫,30,小時。,奧氏體,+,團絮狀石墨;,2,)冷卻到,710730,,保溫,20,小時。,鐵素體,+,團絮狀石墨;,3,)爐冷到,500600 ,,出爐冷卻。,可鍛鑄鐵件生產(chǎn)步驟:,珠光體可鍛鑄鐵工藝,1,)加熱到,950 ,以上,保溫,30,小時。,A+,團絮狀,G,;,2,)爐冷到,820880 ,,出爐冷卻。,3,)應(yīng)用:適合于結(jié)構(gòu)復(fù)雜薄壁小型鑄件。,六、蠕墨鑄鐵:,自學(xué),石墨形狀,:,介于片狀和球狀,性能,:,灰鑄鐵和球鐵之間。,Questions:,1.How to improve the quality of cast irons ?,2.How to understand the treatment of,spheroidal graphite ?,詞匯,孕育鑄鐵:,Inoculated Cast Iron,蠕墨鑄鐵:,Compacted Cast Iron,可鍛鑄鐵:,Malleable Cast Iron,高強度灰鑄鐵,:,High Strength Gray Cast Iron,孕育處理:,Treatment of Inoculating,

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