第四章 灰铸铁的生产与控制.ppt

铸铁预期力学性能 铸铁的应用 铸铁的应用 磷对流动性的影响 浇注温度1400℃时，不同成分铸铁的过热度 碳当量对流动性的影响 第四章　灰铸铁的生产与控制 主要内容 铸造性能 冶金质量指标 生产和控制 第一节　铸造性能 流动性 过热度 过热度↑→流动性↑（过热度与流动性关系） 碳当量 相同浇温下近共晶流动性好（碳当量对流动性的影响及相同浇温下不同成分合金过热度） 其它元素 锰：适当↑，但过多形成高熔点MnS→↓ 磷：↓凝固温度，形成低熔点共晶→↑ 铬：表面易成氧化膜→↓ 收缩特性及伴生现象 收缩性 ε缩=ε液 + ε凝 + ε固 +ε共晶膨胀+ε共析膨胀 伴生现象 热裂（凝固后期，机械阻碍，厚壁或交界处） 影响：ε凝↑、石墨化↓、共晶团尺寸↑ →↑ 铸造应力（热应力，相变应力） 影响：石墨化↓、E↑、冷速↑、ε缩↑→↑ T浇、 CE CE、结晶温区、 铸型刚度 石墨化膨胀 线收缩曲线 第二节　冶金质量指标 成熟度与相对强度 硬化度与相对硬度 品质系数 一、成熟度与相对强度 成熟度 RG＝σb/(981-785Sc) 调整措施：过热，孕育 相对强度 RZ＝ σb/(2.27HBS－227）×100％ 二、硬化度和相对硬度 硬化度 HG=HBS/(530-344Sc) =HBS/[170.5+0.793(TL-TS)] 相对硬度 RH=HBS/(100+0.44 σb) =HBS/从σb计算出的强度值 三、品质系数 表征各种措施提高质量的程度 Qi=RG/HG 第三节　生产与控制 材质的确定 化学成分的合理选配 生产工艺的确定 应用举例 一、材质的确定 查手册（灰铸铁的应用） 参照他件 类比（性能） 注：1、本体和牌号的差别 2、服役条件决定牌号、材质要求 二、化学成分的合理选配 C、Si及Si/C C、Si↑→G化↑→G粗、多→性能↓ C、Si↓→易形成D、E型G，白口↑→孕育 Si/C↑→γ初↑，G↓，F ↑ ，T共析↑ ，白口↓ 选择：查手册（主要成分和组织图） Mn、S Mn： ↑ P，促进Cm，↑牌号（↑ σb）；中和S的有害作用 S：尽量↓（0.02～0.15％），且S↑→Mn↑ P 使共晶点左移，作用类Si 低熔点磷共晶， ↑流动性和减摩性 三、生产工艺的确定 炉料的组成 铁液的过热 孕育处理 合金化 冶金质量检测 热处理 1、炉料的组成 回炉料 工艺出口率＋废品率 生铁 元素烧损率 废钢 牌号相关 合成铸铁 合金 2、铁水的过热温度 铸件质量 熔炼设备 一般～1500℃（除杂） 3、孕育处理 对象 HT250以上 目的 条件 CE低，T过热高，孕育剂好，方法妥当 孕育剂的使用 0.2～0.7％，5～10mm 4、合金化 目的 提高力学性能、使用性能，节省材料 （合金元素对铸铁性能和铁素体硬度的影响） 原则 以目的为准，混合使用 （合金元素对抗拉强度的影响系数及加入量和回收率） 5、冶金质量检测 分光仪 热分析仪 三角试样 三角试样标准 三角试样断口分析 棒状试样 铁水表面花纹和溅花 6、热处理 目的 ↓硬度， ↓应力， ↓白口 方法 去应力（振动时效，低温退火） 石墨化退火 表面热处理 四、应用举例 TND607231数控车床，床身σb≥250MPa，轮廓尺寸为1903mm×392mm×420mm，最大壁厚为80mm，最小壁厚为10mm，净重540kg，导轨要求表面淬火处理。请根据上述要求进行床身设计。 本 章 完 材　质 白　口　宽　度 孕育前 孕育后 HT200 2～4 1～2 HT250 4～10 2～6 HT300 8～18 4～9 HT350 12～14 5～10 三角试样的断口分析 A H L 备 注 １） 12 30 100 薄壁小件 ２） 15 35 100 ３） 20 40 120 中小件 ４） 25 45 120 大中件 ５） 30 50 150 厚大件 注：主要根据工厂自身实践规律 三角试样标准 常用合金加入量及回收率 合金元素对抗拉强度的影响系数 合金元素对铁素体硬度的影响 合金元素对铸铁性能的影响 Ｓｉ／Ｃ的影响 铸铁预期力学性能