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培训资料 第一部分：金属学基础知识 简化Fe-Fe3C铁碳相图介绍（见附页） 1）Fe-Fe3C铁碳相图中几个主要特性点的温度、含碳量及其物理含义见表1： 表1 点的符号 温度（℃） 含碳量（%） 含义 A 1538 0 纯铁的熔点 C 1148 4.3 共晶点 D 1227 6.69 渗碳体的熔点 E 1148 2.11 碳在奥氏体中最大溶解度 G 912 0 纯铁的同素异构转变点 S 727 0.77 共析点（A1） 2）Fe-Fe3C铁碳相图的特性及其含义见表2： 表2 特性线 含义 ACD 液相线 AECF 固相线 GS 常称A3线，冷却时，不同的含碳量的奥氏体中结晶出铁素体的开始线 ES 常称Acm线，碳在奥氏体中的固溶线 ECF 共晶线 PSK 共析线，常称A1线 2、金属材料的物理和力学性能 1）、物理性能 a)、密度（ρ）：某种物质单位体积的质量。表达方式：ρ=m/V（其中：ρ--kg/m3；m—kg；V-- m3）。 b)、熔点：金属或合金从固态向液态转变时的温度。 c)、导热性：金属材料传导热量的性能。通常采用热导率（λ）表示，单位为W/（m.K），热导率越大，金属的导热性能就越好。 d)、导电性：金属材料传导电流的性能。通常采用电阻率（ρ）表示，单位为Ω.cm，电阻率越小，金属的导电性就越好。 e)、热膨胀性；金属材料随着温度变化而膨胀、收缩的特性。 f)、导磁性：金属材料在磁场中受到磁化的性质。根据金属材料在磁场中磁化程度的不同，可分为铁磁性材料（如：铁、钴等）、顺磁性材料（如：锰、铬等）、和抗磁性材料（如：铜、锌等）三类。 2）、力学性能 一般理化分析的项点有：化学成份、机械性能（抗张强度、屈服强度、伸长率、断面收缩率、硬度（本体和试样）、冲击韧性）、金相组织。 化学成份的分析方法有：溶液比色法、光谱分析法 抗张强度(σb)的计算公式：σb=Fb/S0 屈服强度(σs)的计算公式：σs=Fs/S0 伸长率(δ5)的计算公式：δ=(L1-L0)/L0x100% 断面收缩率(ψ)的计算公式：ψ=(S0-S1)/S0x100% 硬度的表示方法有：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRC）和维氏硬度（HV） 第二部分：一般铸铁 晶核的生长方式有均质形核和非均质形核（异质形核）两种，而且在铸铁件的生产过程中，细化晶粒的主要方法是加大冷却速度和加强孕育处理。 碳在r铁中的固溶体称为奥氏体；碳在α铁中的固溶体称为铁素体。珠光体是铁素体和渗碳体 的混合物。 铸铁按石墨形态分类：灰口铸铁、白口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁五种。可锻铸铁中石墨主要形状为团絮状，球墨铸铁中石墨主要形状为球状，蠕墨铸铁中石墨主要形状为蠕虫状。 铸铁按合金的含量分为：一般铸铁和特种（合金）铸铁 铸件的凝固方式：逐层凝固：主要产品有灰铸铁、低碳钢、工业用铜、工业用铝等。糊状凝固：主要产品有球墨铸铁、高碳钢、铝铜合金、铝镁合金、镁合金等。中间凝固：主要产品有中碳钢、高锰钢等。 合金元素对铸铁结晶过程的影响: a） 促进铸铁的灰口或白口凝固； b） 在铸铁的一次结晶过程中，影响结晶相的形核过程和晶体生长方式； c） 在奥氏体碳的脱熔过程中，促使二次高碳相一石墨或渗碳体形式析出； d） 在铸铁的共析转变过程中，影响奥氏体稳定性； e） 对共晶含碳量和共析含碳量的影响； 5、灰铸铁：是指具有片状石墨的灰口铸铁，具有以下几点特性： a） 良好的减震性； b） 良好的润滑性； c） 良好的导热性； d） 良好的铸造性（熔化方便，所需的设备和熔炼工艺简单，流动性良好，线收缩率和体收缩率较小，铸件不易开裂，适宜铸造结构复杂的铸件及薄壁铸件）； e） 不具有切口敏感性。 6、灰铸铁组织形成的基本化学元素： a 化学成份。碳、硅是强烈促进铸铁石墨化的元素，碳是石墨形成的基底，硅提高铁液中碳的活度，扩大共晶温度范围，增大形成白口的临界过冷度，扩大共晶温度范围，增大形成白口的临界过冷度，促进灰口组织形成。适宜的碳当量范围为3.2-4.3%（Wc=2.7-3.8%,Si=1.4-2.1%）c=0.5-1.2%。硫在高含量时有阻碍石墨化和白口化的作用，同时还使初生奥氏体核共晶奥氏体的支晶粗化，含硫量高时会形成硫共晶，降低铸铁的机械性能，但低含硫量对石墨形核有利，形成异质形核，合适的含硫量为Ws =0.03-0.12%。磷不具有明显的石墨化作用，但它具有严重的结晶偏析倾向，易形成磷共晶，使铸件脆性增加，要求铸铁中的磷含量小于0.3%。所以随着硫含量的增加铁液的流动性将降低，铸件的热裂倾向增加；随着磷含量的增加铁液的流动性将提高，铸件的冷裂倾向增加。 灰铸铁中的五大元