铸造合金及其熔炼---第4章 特种性能铸铁.ppt

第四章 特种性能铸铁 第一节 减摩铸铁 第二节 冷硬铸铁 第三节 抗磨铸铁 第四节 耐热铸铁 第五节 耐蚀铸铁 第一节 减摩铸铁 1、定义：摩擦系数小、磨损少、抗咬合性好 2、影响磨损因素：成分、组织、性能、条件 （润滑、载荷、速度、表面质量） 3、现有磨损机理 图4-1 4、我们研究：成分、组织、性能 5、减摩组织特征： 软基体、硬质点 一、G对铸铁减摩性的影响 1、G：固体润滑剂 形成G润滑膜 图4-2 吸附保存润滑油 空穴存油 2、影响形成润滑膜的因素 基体 太硬不易形膜 G形状 片状好 球不易形膜 G大小 小,不易成膜 。 但，大 对基体不利 综合 蠕虫状好 二、基体组织对减摩铸铁的影响 理论 越硬越耐磨，但，不易形膜，综合 P 最好，细小P最好。 在轻微磨损下，B下最好，M次之，P最差 严重磨损时，都差不多 三、常用减摩铸铁 普通灰铁、球铁即是，例如 机床、活塞环 （一）含磷铸铁 原理：二元、三元磷共晶断续网状分布（硬质 点）提高耐磨性 图4-3 一般含磷0.4—0.7% 特点：流动性好，提高30—50% 表4-2 铸造应力大（P降低导热性、磷共晶膨 胀、磷共晶与基体导热系数不同） 应用：机床导轨、气缸套、摩阻零件（刹车瓦） （二）钒钛铸铁 成分： V： 0.3—0.5%， Ti：0.15—0.35% 原理：V、Ti与C、N形成化合物硬质点 细化晶粒（P、G）F少 表4-3 应用：机床导轨、活塞环、 缸套（加Cu、B） （三）硼铸铁 成分：0.03—0.08% 原理：形成硼碳化物，偏析在晶界 网状分 布，含磷时，形成磷硼碳化物， 硬度更高（B阻遏石墨化） 应用：气缸套、活塞环 表4-4 第二节 冷硬铸铁 组织：外层 白口，内层 灰口，中间 麻口 性能：外硬、内韧 应用：摩擦磨损、磨料磨损 一、化学成分、组织特点 激冷层硬度、深度是冷硬铸铁的关键， 1、成分：C、Si C调整硬度 （C多，渗碳体多） Si调整深度 （ Si多，深度浅）石墨化 合金元素： 增加白口深度W、Mn、Mo、Cr、V（最强） 减小白口深度C、Si、Ti、Ni、Cu、Co、P（最弱）（Ti有问题） 影响硬度C、Nb、P、Mn、Cr、Mo、V、Si （最弱） 影响麻口：C、S、P 减小麻口 Cr、Al、Mn、V增加麻口 2、组织 白口层：普通冷硬铸铁（P+Fe3C） 低合金冷硬铸铁（S+B上+Fe3C） 高合金铸铁（B+M少量+Fe3C） 麻口层：白口（与上相同）+G 二、冷硬铸铁的获得与性能特征 1、获得：成分、工艺 控制 工艺： 激冷 金属型 复合铸造 双金属铸铁 影响激冷层工艺因素： （1）炉料性质 炉料白口多，铸件白口多 （2）熔炼工艺 铁液温度，过热温度越高，静置时间越长，白口越多（形核能力降低）。 浇铸温度越低，白口越多。 （3）铸型工艺 冷铁厚度：壁厚大， 冷铁厚度大 一般 冷铁厚度/铸件厚度 1：2-4 成分：碳、硅减少白口层，但不能太少，碳少硬度不够。 图4-5，图4-6 合金元素 图4-9 2、性能：白口硬度高，但脆性大 麻口硬度低，但韧性好 图4-8，图4-9 三、冷硬铸铁的应用 主要应用于各种轧辊 （耐磨，白口，强度要求高，麻口） 轧辊的生产方法：一体铸造，溢流铸造， 离心铸造 图4-10、11、12 第三节 抗磨铸铁 1、定义：抵抗磨料磨损 相对耐磨性=标准磨损/试样磨损 2、耐磨原理： 磨料磨损 磨料对金属刮削