---铸造合金及其熔炼第2章灰铸铁.ppt

第二章 灰铸铁 第一节 金相组织和力学性能特点 第二节 影响铸铁铸态组织的因素 第三节 灰铸铁件的生产 第四节 灰铸铁的铸造性能 第五节 灰铸铁的热处理 第一节 金相组织和力学性能特点 一、灰铸铁的金相组织 F、P、F+P： 铸铁中基体组织的强度、硬度比钢中高 (固溶硅多) 片状G ：（A、B、C、D、E、F） (A最好 ) 非金属夹杂物 ： 硫化物、磷化物 二、灰铸铁性能特点 1、强度性能较差 与G，F、P形状、大小、数量、分布有关，但G占主导位置----石墨的缩减作用和缺口作用（切割作用） 2、优良特殊性能 低的缺口敏感性 良好的减震性 良好的减摩性 良好的铸造性 良好的切削加工性 第二节影响铸铁铸态组织的因素 冷却速度 化学成分 孕育处理 气体 炉料特征和铁液纯净度 一、冷却速度 1. 冷却速度对铸铁的影响 冷却速度增加，曲线变陡，过冷度增大，共晶反应平台靠近莱氏体共晶线，白口倾向增大； 碳化物形成元素易形成晶间偏析，提高共晶温度，产生碳化物 2. 对冷却速度的影响 壁厚----铸件模数 M=V/A 浇铸温度 铸型条件 二、化学成分 1、各种元素存在状态 2、各种元素对共晶的影响 3、化学成分对石墨的影响 4、元素对基体的影响 5、常用合金元素的具体作用 6、常见微量元素的作用 见表2-6 三、铁液过热 高温静置 可使 石墨及 基体 组织细化 温度太高 时间太长 起反作用 临界温度 1500--1550 四、孕育处理 定义：铁液浇注以前，在一定的条件下，向铁液中加入孕育剂去影响铁液的凝固过程，改善铸态组织，从而达到提高性能的处理方法。 作用：降低铁液过冷倾向，促使铁液按稳定系共晶凝固，改善石墨形态。最终目标：细化晶粒 五、气体的影响 1、存在形式： 溶解方式、化合物形式 2、作用 H：阻碍石墨化 力学性能恶化，易产生氢气孔缺陷 N：阻碍石墨化 形成D型G、蠕虫状G，稳定P，提高性能，易产生氮气孔缺陷 O：阻碍石墨化 ，断面敏感性增加，易产生气孔（皮下气孔），增加孕育剂变质剂的消耗 六、炉料的影响 炉料有遗传性：更换同样成分的炉料，铁液主要化学成分不变，但铸铁微观组织却发生变化。 第三节 灰铸铁件的生产 一、灰铁标准 国标：灰铸铁的牌号按单铸30mm试棒的抗拉强度值划分为六级，如表表2-7，表2-9 外贸出口件注意：国外是按铸件本体性能指标作为验收标准，所以一定要关键部位的壁厚为成分调整的出发点。 二、衡量灰铁冶金质量的指标 1、成熟度及相对强度 成熟度: RG=实测强度/（1000-800Sc） 一般：0.5—1.5，要求：1.15-1.3 相对强度: RZ=实测强度/（2.27HBS-227） HBS测定的硬度 测定样品30直径 2、硬化度及相对硬度 硬化度: HG=HBS测/（530-344Sc） 相对硬度: RH=HBS/（100+0.44强度测） 一般RH：0.6—1.2 以0.8-1.0为佳 3、品质系数 Q=RG/HG Q介于0.7~1.5之间，希望Q﹥1 三、提高灰铁性能的主要途径 1、合理规定化学成分（C、Si、杂质） 当CE不变时，提高Si/C比： 1) A增多、G减少 2) 强化F，固溶 3) 粗化P，提高共析转变温度 4) 降低白口倾向 2、孕育处理 （1）目的：细化晶粒、促进G、降低断面敏感性、提高性能 （2）工艺要求： 合适的化学成分： C当、Si/C。 Mn(细化P)可以提高 铁液过热度： 孕育降温、细化 G、基体 加入一定量孕育剂： 铁液成分、铸件壁厚、孕育方法、孕育剂类型 有关。 孕育方法：包内孕育法 冲入、出铁槽 瞬时孕育法： 孕育剂置于浇口杯、浮硅、包口 型内孕育法：孕育剂置于浇铸系统 （3）孕育效果的评价 白口倾向的评定：评价石墨化，白口数减小 共晶团数的增加：评价成核数，在工艺条件相同时才用此评价方法 测定共晶过冷度：评价形核能力，早形核，过冷度降低 （4）孕育铸铁的组织性能特点 组织： 由于C、Si低Mn高，基体组织是弥散度较高的珠光体或索氏体，共晶团数量较多，石墨片细小较厚，量适中，分布均匀。 性能：均匀性好，敏感性小，齐一性好----强度提高 3、低合金化 作用：固溶强化 细化G 减少F增加P且细化 第四节 灰铸铁的铸造性能 一、流动性 定义：铁液充填铸型的能力，常用工艺试验法测定 主要影响因素：化学成份和浇注温度 1、化学成分的影响 共晶成分，亚共晶比过共晶好， Mn降低，S不影响，P提高 2、浇注温度的影响 高好，但不是越高越好 二、收缩性 液态收缩：受浇注温度和含碳量影响，温碳高