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第二章 常用铸造合金及其熔炼 钢铁的生产过程影片 第一节 钢铁的生产过程 是一个由铁矿石练成生铁、由生铁练成钢液并浇注成钢锭的过程。如图2-1所示。 一、炼铁 ①还原反应 ②造渣反应 ③渗碳反应 二、炼钢 1. 钢的熔炼方法 ⑴转炉炼钢 ⑵电炉炼钢 2. 镇静钢与沸腾钢 ⑴镇静钢 ⑵沸腾钢 第二节 工业中常用的铸造合金及其熔炼 一、铸铁及其熔炼 铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金，铸造合金中应用最广。铸铁是以铁、碳和硅为主要元素的多元合金。常用成分范围见下表。 （二）、影响铸铁组织和性能的因素 2．冷却速度 二、灰口铸铁 （四）灰口铸铁生产特点及牌号选用 §铸钢及其熔炼 二、铸钢的熔铸工艺特点 §铸造有色合金 2 ．铝铜合金（Al-Cu） （二） 灰铸铁 1. 石墨对灰铸铁性能的影响 灰铸铁显微组织和性能特点：金属基体（F、 F+P、P）与片状石墨（G）所组成，如图所示。 性能：较高的冲击韧度和强度，适用于制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁小件，铸件壁厚一般不超过25mm。 性能：力学性能较高，强度接近于球墨铸铁，具有一定的韧度，较高的耐磨性，同时又兼有良好的铸造性能和导热性。 应用：生产汽缸盖、汽缸套、钢锭模、轧辊模、玻璃瓶模和液压阀等铸件。 （一） 铸铁的分类 1. 根据碳在铸铁中的存在形式分类 （1）白口铸铁 指碳主要以游离碳化铁（碳全部为C化合）形式出现的铸铁。 （2）灰铸铁 指碳主要以片状石墨（碳主要为C石墨）形式出现的铸铁。 （3）麻口铸铁 指碳部分以游离碳化铁（碳大部为C化合）形式出现，部分以石墨形式出现。 2. 根据铸铁中石墨形态分类 （1）普通灰铸铁 石墨呈片状 （2）蠕墨铸铁 石墨呈蠕虫状 （3）可锻铸铁 石墨呈团絮状 （4）球墨铸铁 石墨呈球状 3. 根据铸铁的化学成分分类 （1）普通铸铁 （2） 合金铸铁 一、铸造铜合金 1．铸造黄铜 2．铸造青铜 (Cu-Zn) 铸造黄铜有相当高的力学性能，如σb=250~450Mpa， δ=7~30%，HBS=60~120。因其含铜量低，价格低于铸造 青铜，而且它的凝固温度范围小，有优良的铸造性能。所以 铸造黄铜常用于生产重载低速下或一般用途下的轴承、衬 套、齿轮等耐磨件和阀门及大型螺旋桨等耐蚀件等。 青铜是指除了铜锌合金以外的其它铜合金 。 铸造锡青铜的力学性能虽低于黄铜，但其耐磨、耐蚀性 优于黄铜，锡青铜特别适合制造高速滑动轴承和衬套。 除锡青铜外，还有铝青铜、铅青铜、铍青铜等，其中铝 青铜有优良的力学性能和耐磨、耐蚀性，但铸造性能较 差，仅用于重要用途的耐磨、耐蚀件。 二、铸造铝合金 1 ．铝硅合金（Al-Si） 铝硅合金流动性好、线收缩率低、热裂倾向小、气密性好， 又有足够的强度，所以应用最广。常用于制造形状复杂的 薄壁件或气密性要求较高的铸件，如内燃机缸体、 化油器、仪表外壳等。 3 ．铝镁合金（Al-Mg） 4 ．铝锌合金（Al-Zn） 铝铜合金的铸造性能差，热裂倾向大、气密性和耐蚀性 较差，但耐热性较好，主要用于制造活塞、汽缸头等。 铝镁合金是所有铝合金中比强度最高的，主要用于航天、 航空或长期在大气、海水中工作的零件等 。 三、铸造铜合金、铝合金的熔炼 图? 焦炭坩埚炉 图2-11 电阻坩埚炉 灰铸铁的显微组织 a）铁素体灰铸铁 b）铁素体+珠光体灰铸铁 c）珠光体灰铸铁 可锻铸铁的显微组织 a)铁素体可锻铸铁? b）珠光体可锻铸铁 （三）球墨铸铁 1．球墨铸铁的组织和性能特点? 随着化学成分、冷却速度和热处理方法的不同，球墨铸铁可得到不同的基体组织（F、F+P、P），如图所示。 图 球墨铸铁的显微组织 a）铁素体球墨铸铁 b）铁素体+珠光体球墨铸铁 c）珠光体球墨铸铁 蠕墨铸铁的显微组织 * 其余 ≤0.15 ≤0.3 0.4~1.2 0.6~3.0 2.4~4.0 成分（%） wFe wS wP wMn wSi wC 组 元 铸铁的常用成分范围 3．麻口铸铁： 组织中既存在石墨、又有莱氏体，是白口和灰 口之间的过渡组织，因断口处有黑白相间的麻 点，故而得名。 根据碳在铸铁中存在形式的不同，铸铁可分为： 1.白口铸铁：碳全部以Fe3C的形式存在，断口呈银色。 由于白口铸铁具有良好的耐磨性，所以有时也用来制造一些耐磨件，如轧辊、粉碎机锤头、衬板、球磨机磨球和犁铧等。 2．灰口铸铁：碳大部或全部以石墨形式存在，断口呈暗灰色。 （一