铸造低合金钢的铸造性能
锰系铸造低合金钢：
锰在低合金钢中的主要作用是能显著地提高钢的淬透性，使正火组织中的珠光体数量
增多，分散度变大，使淬火钢易获得马氏体组织，经高温回火后，得到良好的综合机
械性能。壁厚70MM范围内的铸件都能用热处理进行强化，与相同碳量的碳钢相比，
有着良好的耐磨性和较高的机械强度，而其存在的缺点有两方面：一、过热敏感性大；
二、易产生回火脆性。为了克服这些缺点，在单元锰钢中加入少量钒、钼、硅等元素
组成多元素钢。
铬系铸造低合金钢：
单元铬钢主要是ZG40Cr，铬使钢的淬透性及抗回火性能提高，因此壁厚25-30MM的
铸件能在油中淬透，它还能使钢在回火中碳化物的析出和聚集缓慢，因而这种铸钢是
调质状态下使用的，在调质处理后，具有较高的机械性能。铬钢的不足之处是导热性差，并且在一次结晶中易得粗大树枝晶，增大铸件的热裂倾向和回火脆性。
多元铬钢是以铬为主加元素，再加入少量的钼，这样可以减弱铬钢的回火脆性，进一
步提高其淬透性及抗回火性，增加钢的高温强度。
加入少量的钒，能显著细化晶粒，获得较好的强度强度与韧性，但由于钒在钢中形成
的碳化物难溶于奥氏体，影响了钢的淬透性，因此铬钒钢主要用于截面积小、机械性
能要求较高的零件，如在铬钢中同时加入钼和钒，则即可细化晶粒，又可保持高的淬
透性，可用作大截面的重要铸件。
铸造低合金钢的铸造性能：
1.流动性：合金元素Cr、Mo、V、Ti、Ai等在钢液中形成高熔点氧化物或碳化物质点
和氧化膜，使钢液变稠而降低了钢的流动性，当这些元素含量较高时，容易使钢中非金属夹杂杂物增多，铸件表面质量变差，甚至出现皱皮和冷隔，故须选用高的浇注温度和较快的浇注速度。
2.收缩率：在线收缩率和缩孔率方面，低合金钢与具有相同含碳量的碳钢相似。
3.结晶特点：由于锰、硅、铬等元素能降低钢的导热性，并在一定程度上增大结晶范
围，从而减低冷却速度，促使晶粒粗大和晶内偏析。
4.裂纹倾向：低合金钢的裂纹倾向较碳钢严重，原因在于低合金钢中的元素偏析大，
导热性低，体收缩率较大，有的低合金钢的晶粒较粗大，结晶温度间隔宽，列如：锰结构铸件，由于锰扩大结晶温度间隔，易产生热裂；铬锰硅钢、硅锰钢、铬钢铸
件的结晶组织粗大，其热裂倾向也较大，以上这些类型合金还存在由于导热性能低导致铸件凝固后冷却不均匀的情况，产生较大的内应力，甚至还会造成铸件冷裂，为克服这一缺陷，可以加入钼以提高钢的高温性能，加入钛和钒细化晶粒，减轻枝晶偏析，从而降低低合金钢铸件的裂纹倾向。
关于裂纹：
1.为减少冷却不均匀而产生的应力，在浇注系统和冒口设置上，应采取分散的原
则，尽量使热量分布均匀，防止铸件内产生过大的温差。
2.控制浇注温度，采用热壳（型壳温度不低于700℃）浇注，以防热裂。
3.对于壁厚不均匀、结构复杂或容易产生裂纹的铸件，浇注后最好填上干砂保温，
填砂浇注的型壳也不要过早清砂脱壳，应在浇注6小时候进行。
4.在终脱氧时，要注意适当调整铝量，充分发挥其细化晶粒的作用，必要时，可
加入微量V、Ti、Mo等元素来细化铸件的晶粒。
编制：陈兴峰
日期：2014年9月21日
第一篇铸造有色合金及其熔炼思考题及参考答案 1.基本概念：屈服强度、抗拉强度、固溶强化、时效强化 屈服强度就是指金属对起始塑性变形的抗力；抗拉强度是代表最大均匀塑性变形抗力的指标；固溶强化是指形成固溶体使合金强化的方法；时效强化是指通过热处理利用合金的相变产生第二相微粒，造成的强化。 2.金属材料的强化机制主要有哪些，对强度和塑性有什么影响？ 晶界强化、固溶强化、分散强化、形变强化、复合强化。形变强化与粒子强化在强度提高时，塑性会显著降低；固溶强化在强度提高时塑性还能保持较好的水平；晶界强化时，细化晶粒提高强度也改善塑性。 3.铸造合金的使用性能有哪些？ 机械性能、物理性能和化学性能 4.铸造合金的工艺性能有哪些？ 铸造性能、熔炼性能、焊接性能、热处理性能、机加工性能 5.基本概念：变质处理、机械性能的壁厚效应 所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合金的结晶组织，从而改善合金机械性能。这种随铸件壁厚增加而使机械性能下降的现象，称为机械性能的壁厚效应。 6.铝硅合金进行变质处理的原因及方法？ 原因：铝硅合金中的硅相在自发非控制生长条件下会长成粗大的片状，这种形态的脆性相严重割裂基体，大大降低合金的强度和塑性，为了改变这种状况，必须进行变质处理。方法：生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理，加入微量的纯钠也有同样效果。 7.镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响？ 1）镁：少量的镁，即能大大提高抗拉和屈服强度，随着镁量增加，强化效果不断增大，强度急剧上升，而塑性下降；2）铜：使铝硅合金强度显著增加，但伸长率下降，提高合金的热强性；3）铁：恶化了合金的机械性能，特别是塑性，
模具钢铸造，锻造，冲压，铸造的区别 1。锻造和铸造的区别 （1）铸造：是把没有形状的金属液变成有形状的固体。 锻造：是把一种形状固体变成另一种形状的固体。 铸造好比是你玩蜡，你买了蜡（废钢，或生铁）然后将这个蜡化为液体，放入一个什么模子，这样你就得到不同形状的东西。（固体－液体－固体锻造，好比是做面饼的过程，你把小的面团揉，放到模子里面，做成不同形状的产品。差不多是固体在高温下，形状可变成别的形状（固体到固体）。 所谓铸造，是将熔融的金属浇铸到模型中获得铸件的过程。铸造专业侧重的是金属熔炼过程，以及浇铸过程中工艺的控制。 锻造是固态下的塑性成型，有热加工，冷加工之分，像挤压、拉拔、墩粗，冲孔等都属于锻造。 （2）锻造是慢慢成型，铸造是一次成型 铸造：熔融的液态金属填满型腔冷却。制件中间易产生气孔。 锻造：主要是在高温下用挤压的方法成型。可以细化制件中的晶粒。 2。自由锻和模锻的区别 自由锻是将加热好的金属坯料放在锻造设备的上，下砥铁之间，施加冲击力或压力，直接使坯料产生塑性变形，从而获得所需锻件的一种加工方法。自由锻由于锻件形状简单，操作灵活，适用于单件，小批量及重型锻件的生产。自由锻分手工自由锻和机器自由锻。手工自由锻生产效率低，劳动强度大，仅用于修配或简单，小型，小批锻件的生产，在现代工业生产中，机器自由锻已成为锻造生产的主要方法，在重型机械制造中，它具有特别重要的作用。 模锻全称为模型锻造，将加热后的坯料放置在固定于模锻设备上的锻模内锻造成形的。
模锻可以在多种设备上进行。在工业生产中，锤上模锻大都采用蒸汽-空气锤，吨位在5KN~300KN （0．5~30t）。压力机上的模锻常用热模锻压力机，吨位在25000KN~63000KN。 模锻的锻模结构有单模堂锻模和多模膛锻模。如图3-13所示为单模堂锻模，它用燕尾槽和斜楔配合使锻模固定，防止脱出和左右移动；用键和键槽的配合使锻模定位准确，并防止前后移动。单模膛一般为终锻模膛，锻造时常需空气锤制坯，再经终锻模膛的多次锤击一次成形，最后取出锻件切除飞边。 3。铸钢和锻钢在性能上有什么区别？ 一般铸钢在性能上较脆，而且不能进行热处理；锻钢的组织较细腻，韧性和强度都很好，并且能进行各种热处理。 相对来说，同样的化学成分，锻钢更致密，韧性和强度都更好。 锻造时，金属经过塑性变形，有细化晶粒的做用，切纤维连续，因此常用于重要零件的毛丕制造，例如轴、齿论等。 铸造对被加工才料有要求，一般铸铁、铝等的铸造性能较好。铸造不具备锻造的诸多优点，但它能制造形状复杂的零，因此常用于力学性能要求不高的支称件的毛丕制造。例如机床外壳等。 4。铸造，锻造，冲压，铸造的区别 （1）铸造是将原材料融化让其在成型模具中自然成型 锻造是将原材料加热到一定温度然后使用工具锻打成型 冲压是将原材料用合适的冲压模具冲压成型 压铸是在铸造的基础上采用压力将融化后的原料注入模具使其得到更高的密度或更精密的形状铸造：熔融的液态金属填满型腔冷却。制件中间易产生气孔。
合金的铸造性能 合金的铸造性能--指在一定的铸造工艺条件下某种合金获得优质铸件的能力，即在铸造生产中表现出来的工艺性能，如充型能力、收缩性、偏析倾向性、氧化性和吸气性等 等。 研究之必要--合金铸造性能的好坏，对铸造工艺过程、铸件质量以及铸件结构设计都有显著的影响。因此，在选择铸造零件的材料时，应在保证使用性能的前提下，尽可能选用铸造性能良好的材料。但是，实际生产中为了保证使用性能，常常要使用一些铸造性能差的合金。此时，则应更加注意铸件结构的设计，并提供适当的铸造工艺条件，以获得质量良好的铸件。因此，充分认识合金的铸造性能是十分必要 的。 合金的铸造性能包括： 1.充型能力 2.凝固与收缩 3.偏析 4.吸气
●合金的铸造性能——合金的充型能力 1 合金的充型能力定义 定义--液态合金充满铸型，获得尺寸正确、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态合金的充型能力。 液态合金充型过程是铸件形成的第一个阶段。其间存在着液态合金的流动及其与铸型之间的热交换等一系列物理、化学变化，并伴随着合金的结晶现象。因此，充型能力不仅取决于合金本身的流动能力，而且受外界条件，如铸型性质、浇注条件、铸件结构等因素的影响。 2 对铸件质量的影响 对铸件质量的影响--液态合金的充型能力强，则容易获得薄壁而复杂的铸件，不易出现轮廓不清、浇不足、冷隔等缺陷；有利于金属液中气体和非金属夹杂物的上浮、排出，减小气孔、夹渣等缺陷；能够提高补缩能力，减小产生缩 孔、缩松的倾向性。 3 影响合金充型能力的因素及工艺对策 (1)合金的流动性
定义--流动性是指液态合金的流动能力。它属于合金的固有性质，取决于合金的种类、结晶特点和其他物理性质(如粘度越小，热容量越大；导热率越小，结晶潜热越大；表面张力越小，则流动性越好)。 测定方法--为了比较不同合金的流动性，常用浇注标准螺旋线试样的方法进行测定。在相同的铸型(一般采用砂型)和浇注条件(如相同的浇注温度或相同的过热温度)下获得的流动性试样长度，即可代表被测合金的流动性。常用铸造合金中灰铸铁、硅黄铜流动性最好，铸钢最差。对于同一种合金，也可以用流动性试样来考察各种铸造工艺因素的变动对其充型能力的影响。所得的流动性试样长度是液态金属从浇注开始至停止流动时的时间与流动速度的乘积。所以凡是对以上两个因子有影响的因素都将对流动性(或充型能 力)产生影响。 合金的化学成分决定了它的结晶特点，而结晶特点对流动性的影响处于支配地位。具有共晶成分的合金(如碳的质量分数为4.3%的铁碳合金等)是在恒温下凝固的，凝固层的内表面比较光滑，对后续金属液的流动阻力较小，加之共晶成分合金的凝固温度较低，容易获得较大的过热度，故流动性好；除共晶合金和纯金属以外，其他成分合金的凝固
铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造，包括湿砂型、干砂型和化学硬化砂型3类。②特种铸造，按造型材料又可分为以天然矿产砂石为主要造型材料的特种铸造（如熔模铸造、泥型铸造、铸造车间壳型铸造、负压铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等）和以金属为主要铸型材料的特种铸造（如金属型铸造、压力铸造、连续铸造、低压铸造、离心铸造等）两类。铸造工艺通常包括：①铸型（使液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；②铸造金属的熔化与浇注，铸造金属（铸造合金）主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金；③铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。 铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性（任何铝铸件均存在这些问题）。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 (1)流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金《共晶铝硅合金 (ZL102 、 YL102 、 ZL108 、 YL108 和 ZL109)》的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。 实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。（这个度要靠经验来掌控，也是一个铸造技师，一辈子要研究的事） (2)收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。 铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。 铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。 缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，（我喜欢这句话，一看就是实际生产中中总结的）铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是（使）缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。
2.3．1 铸造铝合金的一般特性 为了获得各种形状与规格的优质精密铸件．用于铸造的铝合金必须具备以下特性，其中最为关键的是流动性和可填充性。 (1) 有填充狭槽窄缝部分的良好流动性； (2) 有适应其他许多金属所要求的低熔点： (3)导热性能好，熔融铝的热量能快速向铸模传递，铸造周期较短； (4) 熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制； (5)铝合金铸造时，没有热脆开裂和撕裂的倾向： (6)化学稳定性好，有高的抗蚀性能； (7)不易产生表面缺陷，铸件表面有良好的光泽和低的表面粗糙度，而且易于进行表面处理； (8)铸造铝合金的加工性能好，可用压模、硬(永久)模、生砂和干砂模、熔模、石膏型祷造模进行铸造生产，也可用真空铸造、 低压和高压铸造、挤压铸造、半固态铸造、离心铸造等方法成形，生产不同用途、不同品种规格、不同性能的各种铸件。 2.3．2铸造铝合金的牌号与状态表示方法 铸造铝合金可分为热处理强化型和非热处理强化型两大类。目前，世界各国已开发出了大量洪铸造的铝合金，但目前基本的合金只有 以下6类： (1)A1-Cu铸造铝合金； (2)Al-Cu-Si铸造铝合金； (3)Al-Si铸造铝合金； (4)Al-Mg铸造铝合金； (5)A1-zn-Mg铸造铝合金； (6)Al-Sn铸造铝合金： 铸造铝合金系目前国际上无统一标准，各国(公司)都有自己的合金命名及术语，下面分别简述如下。 2．3．2．1 中国铸造铝合金的牌号与状态表示方法 (1)按GB8063规定，铸造铝合金牌号用化学元素及数字表示，数字表示该元素的平均含量。在牌号的最前面用“z”表示铸造，例 如ZAISi7Mg，表示铸造铝合金，平均含硅量为7％，平均含镁量小于1％。另外还有用合金代号表示法，合金代号由字母“z”、“L”(分别是“铸”、“铝”的汉语拼音第一个字母)及其后的三位数字组成。zL后面第一个数字表示台金系列．其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜，铝镁．铝锌系列合金，ZL舌面第二位、第三位两个数字表示顺字号。优质合金的数字后面附加字母“A”： (2)合金铸造方法和变质处理代号。 S——砂型铸造； J——金属型铸造； R——熔模铸造； K——壳型铸造； B——变质处理。 (3)合金状态代号。 F——铸态； T1——人工时效；
钢铸件与锻钢部件相比的优缺点 1. 更大的设计灵活性 这种设计有与对铸件形状和大小有最大的选择自由度，尤其是复杂的形状和空心部分，而且钢铸件可以由核心铸件的独特工艺制造。易成型和易改变形状并可以快速根据图纸制作出成品可以提供快速响应并缩短交货时间。 2. 冶金制造最强的灵活性和红外碳硫分析仪可变性 你可以选择不同的化学成分和组织结构来满足不同项目的需求。不同的热处理工艺可以选择力学性能而且可在大范围内使用该属性并提高可焊性和可使用性。 3. 提高整体结构强度 由于项目可靠性高，再加上减重设计和较短的交货时间，可在价格和经济方面提高竞争优势。 4. 大范围的重量变化 小型钢铸件有可能仅有10克，而大型钢铸件可达数吨，几十甚至数百吨。 与锻钢部件相比： 钢铸件的力学性能在各个方向相差不大，比锻钢零件占优。设计师在进行一些高科技产品的设计时必须在三个方向上考虑材料的性能，这样的就突出了铸件的优势。不考虑重量、体积和一次所制量，钢铸件很容易做出复杂的形状和非应力集中部件。 与焊接结构相比： 在形状和大小方面，焊接结构的灵活性比锻钢零件强，但与钢铸件相比，有仍然以下缺点： 1) .在焊接过程中容易变形。 2) .很难形成流线型结构。 3) .焊接过程中内部应力高。 4) .焊缝影响部件的外观和可靠性。 与铁铸造和其他合金铸件相比： 钢铸件可用于各种各样的工作条件，且力学性能优于其他合金铸件。 当我们需要高拉伸强度或动态载荷部件、重要的压力容器铸件和在低或高温下承担重负荷的核心部件时，原则上，我们应该优先使用钢铸件。 然而，红外碳硫分析仪钢铸件的吸振性、耐磨性和机动性不如铁铸件，而且，成本也比铁铸件高
一、铸造合金 1．铸铁特性 例如：为什么一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造 灰铸铁具有优良的铸造性能、减振性、切削加工性，有一定的力学性能和耐磨性，对缺口的敏感性小以及成本低廉等许多优点。 2．铸铁分类、牌号 按铸铁中石墨的形态不同，生产上将铸铁分类： 3．指出下列铸铁牌号所表示的名称、各位数字所代表的意义。 HT350 、HT250、KT300-06 、QT600-3、RuT420、HT250 、KT330-08 、QT800-2、RuT380 4．铸铁的石墨化主要因素，及如何影响？ 化学成分和冷却速度 二、合金铸造工艺性 液态合金的工艺特性（常称为铸造性能）包括流动性、收缩性、吸气性和偏析性 等。 影响流动性的因素； 收缩过程； 固态收缩还引起铸件外部尺寸的变化故称尺寸收缩或线收缩。线收缩对铸件形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因 影响收缩的因素 例如（判断） 1 .浇注温度越高，合金流动性越好，故浇注温度越高越好 2.砂型铸造时，当铸件的设计壁厚小于规定的最小壁厚时，铸件产生浇不足，冷隔缺陷 3．铸造合金的凝固收缩是使铸件产生应力和应变的根本原因 4．铸件的应力，在铸件铸造成形后就无法消除了 5．采用冒口和冷铁是为了防止铸件产生缩孔等缺陷 三、砂型铸造 1．型\芯砂的组成及作用； 2．浇注位置及分型面、确定依据？（并能确定合理的铸件的浇注位置及分型面）； 3．缩孔和缩松，产生原因？ 4．铸造应力、及其产生原因 5．特种铸造方法有哪些？特点？应用领域？ 例如：1．如金属型铸造内部晶粒细小，力学性能好 2．车床床身、内燃机活塞、铝合金汽车缸体、齿轮铣刀大批量生产时采用何种加工方法为宜； 四、应用1．铸件结构工艺性（结合上课实力会分析） 2．分型面及浇注位置确定 复习: 1. 何谓合金的铸造性能？铸造性能的好坏用什么来衡量？铸造性能不好会引起哪些铸造缺陷？ 2. 合金的流动性不足，易产生哪些缺陷？影响合金流动性的主要因素有哪几个方面？ 3. 进行铸件设计时如何考虑合金的流动性？在实际生产中常用什么措施防止浇不足和冷隔缺陷？ 4. 缩孔和缩松是怎样形成的？如何防止？ 5. 何谓顺序凝固和同时凝固原则？各需采取什么措施才能实现？哪些合金常需采用顺序凝固原则？ 6. 冒口为何能防止缩孔？它与出气口在作用、尺寸、位置等方面有何不同？与冷铁作用又有何不同？ 7. 铸造应力按其形成原因分为哪几种？如何防止和减小铸造应力？ 8. 合金收缩由哪三个阶段组成？各会产生哪些缺陷？ 9. 某种铸件经常产生裂纹，如何区分其裂纹性质？如果属于冷裂，产生原因有哪些？如果是热裂，其原因又有哪些？
目次 1.范围 (1) 2.规范性引用文件 (1) 3.牌号 (2) 4.技术要求 (2) 5试验方法 (8) 6检验规则 (11) 7检验文件 (12) 8标志、包装、运输和贮存 (13) 8.1每个铸件应在非加工面上（不影响配合的面）做下列标志或其中一部分。 (13) 附录 (14)
碳素钢铸件 通用技术条件 1.范围 本标准规定了碳素钢铸件的牌号、要求、试验方法、检验规则、检验文件、标志、包装、运输和贮存。 本标准适用于产品的图样及技术文件中无特殊要求的低碳钢铸件，凡产品图样或技术文件中无特殊要求时，均应符合本标准的规定。 本标准适用于产品的设计、生产和验收，外协铸件签订技术协议时参照使用。2.规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。 GB/T223 钢铁及合金的化学分析方法 GB/T228 金属材料室温拉伸试验方法 GB/T229-2007 金属材料夏比摆锤冲击试验方法 GB/T231.1 金属布氏硬度试验第一部分：试验方法 GB/T4336 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法（常规法）GB/T5677 铸钢件射线照相及底片等级分类方法 GB/T6060.1-1997 表面粗糙度比较样块铸造表面 GB/T6397 金属拉伸试验试样 GB/T6414-1999 铸件尺寸公差与机械加工余量 GB/T7233 铸钢件超声探伤及质量评级方法 GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T8493-1987 一般工程用铸造碳钢金相 GB/T9443-2007 铸钢件渗透检测 GB/T9444-2007 铸钢件磁粉检测 GB/T11352-1989 一般工程用铸造碳钢件 GB/T15056 铸造表面粗糙度评定方法
铸造铝合金缺陷及分析 一氧化夹渣 缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色，经x光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现 产生原因： 1．炉料不清洁，回炉料使用量过多 2.浇注系统设计不良 3．合金液中的熔渣未清除干净 4．浇注操作不当，带入夹渣 5.精炼变质处理后静置时间不够 防止方法： 1．炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低 2．改进浇注系统设计，提高其挡渣能力 3.采用适当的熔剂去渣 4．浇注时应当平稳并应注意挡渣 5．精炼后浇注前合金液应静置一定时间 二气孔气泡 缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔气泡在X光底片上呈黑色 产生原因： 1．浇注合金不平稳，卷入气体 2．型(芯)砂中混入有机杂质(如煤屑、草根马粪等) 3．铸型和砂芯通气不良 4．冷铁表面有缩孔 5．浇注系统设计不良 防止方法： 1．正确掌握浇注速度，避免卷入气体。 2．型(芯)砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量 3．改善(芯)砂的排气能力 4．正确选用及处理冷铁 5．改进浇注系统设计 三缩松 缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色，浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍断口等检查方法发现
产生原因： 1．冒口补缩作用差 2．炉料含气量太多 3．内浇道附近过热 4．砂型水分过多，砂芯未烘干 5．合金晶粒粗大
Evolution of microstructure and mechanical properties of as-cast Al-50Si alloy due to heat treatment and P modi?er content Fuyang Cao a ,Yandong Jia a ,b ,Konda Gokuldoss Prashanth b ,Pan Ma a ,b ,Jingshun Liu a ,c ,Sergio Scudino b ,Feng Huang a ,d ,Jürgen Eckert b ,e ,Jianfei Sun a ,? a School of Materials Science and Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China b IFW Dresden,Institute for Complex Materials,P.O.Box 270116,D-01171Dresden,Germany c School of Materials Science and Engineering,Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051,China d Hubei Key Laboratory of Advanced Technology of Automobile Parts,School of Automotive Engineering,Wuhan University of Technology,430070,China e TU Dresden,Institut für Werkstoffwissenschaft,D-01062Dresden,Germany a r t i c l e i n f o Article history: Received 12September 2014Revised 4March 2015Accepted 7March 2015 Available online 9March 2015Keywords:Al–50Si alloy Superheat treatment Microstructure Mechanical property a b s t r a c t The effects of superheat temperature,content of modi?er (P)and T6heat treatment on the microstruc-ture and mechanical properties of the Al–50Si alloy have been investigated systematically by scanning electron microscopy (SEM)and differential scanning calorimetry (DSC).The results indicate that the pri-mary Si exhibits a plate-like morphology,with average size decreasing with increasing of the superheat temperature for the unmodi?ed alloy.The morphology of primary Si changes to small blocky shape at an optimal P content of 0.5wt.%,and the nucleation temperature increases for the alloy with 1.3wt.%P because of the ease of formation of the AlP phase.The nucleation temperature is lower for 0.5wt.%P due to lack of P atoms at relatively higher temperature.The ultimate tensile strength was enhanced by the addition of P followed by the T6heat treatment,and the maximum ultimate tensile strength ($160MPa)was observed for the sample containing 0.5wt.%P. ó2015Elsevier Ltd.All rights reserved. 1.Introduction Electronic packaging materials are required to protect the elec-tronic components from physical damage,mechanical forces,atmospheric chemical contamination,etc.[1].As the electronic packaging requires increasingly smaller size,lighter weight and higher integration,new packaging materials have to be developed to improve the performance of electronic components.However,the properties of traditional packaging materials can no longer sat-isfy the practical requirements [2–4].Hypereutectic Al–Si alloys with high Si content (50–70wt.%)are one of the ideal candidates for electronic packaging application as a result of the positive combination of properties,such as relatively low coef?cient of thermal expansion (CTE),which closely matches that of GaAs or Si semiconductor materials,high thermal conductivity,low density and superior strength [5].However,the main limitation of this type of material is the presence of the coarse,irregular,and brittle primary Si phase that can act as soft spots for premature crack initiation,deteriorating the overall mechanical properties of these materials [6,7].Therefore,it is essential to modify the microstructure of hypereutectic Al–Si alloy to optimize the mor-phology and distribution of the primary and eutectic Si [8,9]. Efforts have been made to modify the microstructure of hypereutectic Al–Si cast alloys in order to achieve a re?ned Si phase with bene?cial shape and distribution [10–12].For example,Liu et al.[13]have investigated the modi?cation of hypereutectic Al–24%Si alloys with Si–P,which leads to the formation of primary Si with size of 19l m.Choi et al.[14]have reported that the mor-phology of primary Si in hypereutectic Al–20%Si alloy can be modi-?ed from star-like to the polygon or blocky shape by the addition of c -Al 2O 3nanoparticles.Moreover,the spray forming technology was also used to prepare the Al–35%Si alloy with size of the Si phase less than10l m [15].However,only little attention has been paid to the modi?cation of Al–Si alloys with high Si contents (e.g.50wt.%). The present study analyzes this mentioned above aspect by examining the potential of different superheat temperatures and phosphorus contents as modifying agents for simultaneous re?ne-ment of both the size and morphology of primary Si phase in the as-cast Al–50Si alloy.Additionally,the work investigates the effect of the induced microstructural modi?cations on the mechanical properties of the material. https://www.doczj.com/doc/bf3615295.html,/10.1016/j.matdes.2015.03.008 0261-3069/ó2015Elsevier Ltd.All rights reserved. ?Corresponding author. E-mail address:jfsun@https://www.doczj.com/doc/bf3615295.html, (J.Sun).
属材料的工艺性能包括：铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性和热处理工艺性。 一、铸造性能 将熔化的金属浇注到铸型的型腔中，待其冷却后得到毛坯或直接得到零件的加工方法称为铸造。由铸造得到毛坯或零件称为铸件。铸造的应用十分广泛，据统计在机械设备中，铸件重量约占整体重量的50%～80%。 铸造性能包括液态金属的流动性、凝固过程的收缩率、吸气性和成分偏析倾向等。 二、锻造性能 锻造是指锻造和板料冲压。锻造是指金属加热后，用锤或压力机使其产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和机械性能的毛坯或零件的加工方法。锻造广泛用于机床、汽车、拖拉机、化工机械中，如齿轮、连杆、曲轴、刀具、模具等都采用锻造加工。 板料冲压是指板料在机床压力作用下，利用装在机床上的冲模使其变形或分离，从而获得毛坯或零件的加工方法。 锻造性能的优劣常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。塑性愈大，变形抗力愈小，其压力加工性能愈好。金属材料的塑性，由金属材料的伸长率、断面收缩率和冲击韧度等指标衡量铜合金和铝合金在室温状态下就有良好的锻造性能；碳钢在加热状态下锻造性能较好。其中低碳钢最好，中碳钢次之，高碳钢较差；低合金钢的锻造性能接近于中碳钢，高合金钢的较差；铸铁锻造性能差，不能锻造。 三、焊接性能 焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。它通过局部加热、加压或加热同时加压的方法，使分离金属借助原子间结合与扩散作用而连接起来的工艺方法，其应用广泛。 金属材料对焊接加工的适应性称焊接性。也就是在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度 焊接性包括工艺焊接性和使用焊接性两个方面。前者主要是指焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其是出现各种裂缝的可能性；后者主要是指焊接接头在使用中的可靠性，包括焊接接头的力学性能及其他特殊性能（如耐热、耐蚀性能等）。金属材料这两个方面的焊接性可通过估算和试验方法来确定。 在汽车工业中，焊接的主要对象是钢材。影响钢材焊接性的主要因素是化学成分。多种化学元素加入钢中以后，对焊缝组织性能、夹杂物的分布以及对焊接热影响区的淬硬程度等影响不同，产生裂缝的倾向也不同。在各种元素中，碳的影响最明显。其他元素的影响可折合成碳当量，用碳当量方法可估算被焊钢材的焊桉性。一些经验值见表1— 4。低碳钢和碳当量低于0.4%的合金钢有较好的焊接性能，碳质量分数大于0.45％的碳钢和碳质量分数大于0.35％的合金钢的焊接性能较差
国兴金属制品有限公司教育训练教材 铝合金铸造技术篇 一、前言： 铝合金为目前使用极为广泛的一种金属。在铸造上而言，不论重力铸造，砂模铸造、压铸精密铸造┄等各种铸造方法均可见到大量的铝合金铸件，由于这些方法铸造，其原因乃在于铝合金具有质量轻、机械质优良、耐腐蚀、美观以及机械加工容易等优点。因而不仅大量使用于一般生活用品，例如：运输工具、通信器材、运动器材料、家庭五金┄等商业用途上，亦大量使用于航空太空载具及武器系统等军事装备。 铝合金铸造技术的发展时间，已有数十年历史，由于机械设计及加工观念的改变与要求以及机械设计的日趋复杂，加上新的合金不断的被发展出来，部份的铸造用铝合金机械强度甚至超过一些锻造用铝合金，如A201、A206等，因而铸造的重要性再度被肯定,在铸造一般生活用品时,铝合金的铸造并非一困难工作，但要铸造高品质的铸件时，则铝合金的铸造就非想象中的容易。 影响铸件品质的要素有八点，例如：铸造方案的设计，材料的选择以及铝水的品 质等，其中铝水的品质，则系熔炼的工作。 二、熔炼设备 熔炉: 铝合金熔炼用的炉子，以热源区分，可分为两个主要的种类：燃料及电力。 在使用燃料的熔炉中，则又分为油炉及瓦斯两种。 而电力炉则可区分为反应炉及电阻炉。 在选择炉子时，值得考虑的因素甚多，例如：熔解量的多寡；能源的价格；原始设备的成本，安装的价格，设备维护的难易，厂房设施配合；以及产品的种类。就一般铝合金铸造的：由于铝件的重量有限，为求操作上的方便，以及成本的考虑，绝大部份均系采用坩锅炉（目前已大量改用连续炉）。 以不同加热方式的炉子而言，使用油炉或气炉，或可降低成本。但是，不论油炉或电炉，均有机会增加铝水中的氢气量。一般而言，在使用油炉时，所使用的燃油中带含有10-20%的水气，对气炉而言，例如瓦斯不包含空气之中，因温度而含的水分，而仅计算燃烧所产生水蒸气，至少在消耗气体量的两倍以上。而不论使用燃油或瓦斯气体为热源时，燃烧后产生的水气，必然是包围着熔解炉。因此，可想而知的是氢气 的来源必然可观。 三、铝汤处理之目的： 在铝汤有由原材料在熔解过程中发生的氢气或氧化物等非金属介在物之外，尚含钠碱
铸造工艺性之粘土型砂的性能 工艺性能：与各铸造工序的操作相关的砂型性能。影响：生产率、劳动强度、同时影响铸件质量、流动性、可塑性、粘膜型、保存性、吸湿性、溃散性、复用性。 工作性能;直接影响铸件质量的型砂性能成为工作性能。如湿强度、干强度、高温强度、热湿拉强度、透气性、发气性、耐火度、退让性、导热性等。 粘土砂的性能，主要取决于粘土和原砂的材料的性质及砂、土、水的配合比例在很大程度还受混制工艺、紧实度、温度等影响。 1.湿强度 在外力作用下，型砂达到破坏时，单位面积上所承受的力称为强度。型砂在湿态势的强度为湿强度。影响：起模、翻转、合型、搬运过程中造成塌箱。而在浇注时，则可能承受不住金属液的冲刷，冲坏铸型表面，使铸件产生砂眼，甚至炮火。 湿强度包括湿压、湿拉、湿剪强度。 湿强度主要取决于粘土的质量和加入量，含水量、原砂的颗粒组成、混砂质量、紧实程度。 （1）原砂在粘土加入量足够的情况下，砂粒越细、越不均匀，则型砂质点间的接触面积越大，湿强度越高。 （2）粘土和水分水分适当时，随着粘土量的增加，型砂的湿强度增高。湿强度最大值在水/水+粘土=20%z左右时出现。 （3）混砂时间为了保证粘土砂获得一定的强度，混砂时间要充分，
钠基膨润土由于吸水时间长，因此比钙基膨润土和普通粘土混 砂时间长。 （4）紧实度随着紧实度的提高砂型质点紧密排列，相互接触面积增大，粘土的粘结性能更好的发挥，提高湿强度。 湿强度度对惰性粉末非常敏感，惰性粉末增加，湿强度增加， 但是湿拉强度和湿剪强度会降低，砂型发脆，起模时容易损坏 型腔。 2.干强度 干强度对于干型、表面干型和干芯在运输、合型及浇注初期有着实际意义通常测定抗弯、抗压、抗拉和抗剪等干强度。砂型烘干后，自由水和吸附水逸失，质点相互靠近，质点间附着力增加，砂型湿强度比干强度有显著增加。 砂粒大小对型砂干强度影响不显著。影响干强度主要是粘土和水分。 在相同的粘土加入量的情况下，一般膨润土砂的干强度高于普通粘土砂。但在实际生产中由于膨润土的用量和水分均较低，并且膨润土砂在100-200℃脱水量集中，如果不采取严格的烘干制度将会导致砂型和砂芯开裂，因而实际强度反而回比普通粘土砂低。 增加紧实度，能提高粘土砂的干强度。 3.热湿拉强度 型砂式样在高温急热的条件下，因水分向内迁移，在表面层下数毫米处形成高湿度凝聚层，此层砂的的抗拉强度称为热湿拉强度。
铸造材质分类及采购格式 钢一般分为35号钢、45号钢和普通碳钢 球铁（QT）一般分：QT400、QT700 灰铁（HT）一般分：HT200、HT250 铜：磷铜、红铜、紫铜、青铜、黄铜、光亮铜、铜屑、铍铜、马达铜、镀白铜 不锈钢：304不锈钢、316不锈钢、301不锈钢、201不锈钢等 锌：锌合金、锌渣、粗锌、破碎锤、回炉锌等 锡：无铅焊锡、锡渣、锡条、锡线、锡膏、锡灰等 铝：铝合金、铝线、铝皮铝板、铝锭、生铝、熟铝、铝箱等 铁：冲压铁、生铁（灰铁）、马达铁、不锈铁、铁边料等 贵金属：镍、钛、铬、铑、钼、钴粉、镀金、镀银、钨丝、钻头、钨钢刀具 铸造材料：中性打炉料、碱性打炉料、酸性打炉料、炉衬修补料、铝矾土砂（粉）、镁砂（粉）、石英砂（粉）、莫来石砂（粉）、棕刚玉砂（粉）、铸钢铸铁覆盖剂、除渣剂、粘结剂、脱模剂、FNC系列铸铁、铸钢、消失模、金属型、及离心铸造用涂料、FNS系列铸钢、铸铁、消失模、砂型及金属型铸造用涂料等。 特种耐火材料：粘土砖、高铝砖、莫来石转、钢包转、保温砖、耐磨砖、耐酸转、尖晶石转、炉衬捣打料、钢包铁液包浇注料、低水泥浇注料、钢纤维浇注料、耐磨耐火浇注料、高强耐磨浇注料、高铝浇注料等各种不定性耐火材料。 以上是基本的铸造材料，大家都大概了解一下，以后再收集信息时请着重核实下产品材质和用途以便利于我们更好的向供应商匹配。 采购信息基本格式：公司名称→产品名称→材质（型号、规格）→数量→用途→联系方式（联系人、电话）
一：球墨铸铁的概念： 在铁水浇注前，往铁水中加入少量球化剂（如镁、钙和稀土元素等）、石墨剂（如硅铁、硅钙合金），以促进碳以球状石墨结晶存在，这种铸铁称为球墨铸铁。 球墨铸铁在强度、塑性和韧性方面大大超过灰铸铁，甚至接近钢材。在酸性介质中，球墨铸铁耐蚀性较差，但在其他介质中耐蚀性比灰铸铁好。它的价格低于钢。由于它兼有普通铸铁与钢的优点，从而成为一种新型结构材料。过去用碳钢和合金钢制造的重要零件（如曲轴、连杆、主轴、中压阀门等），目前不少已改用球墨铸铁。通过压铸成型，可加工精密另件，不能浇注，在通过高温烧制而次。 球墨铸铁是一种新的翻砂工艺,和普通的区别一般在质地上面有所区别，一般有用于生产井盖，管件等。密度：近似于钢的密度。 二：灰铁的概念： 灰铁铸铁是铸铁的一种，内部碳是以片状石墨存在的。断口呈灰色，所以简称灰铁。 三：球墨铸铁和灰铁的区别和联系： 1．看切削加工面灰铁：呈灰色，光泽很暗，表面看来较粗糙。球铁：灰色，光泽较灰铁亮，表面粗糙程度似灰铁。 2．锉削试验灰铁：锉削阻力较小，锉削时发出“唰唰”声，极少粘锉，屑末呈灰黑色，有少量银白亮点，细看颗粒大小不一，以小颗粒细末为主，用手指碾磨，很容易使手指染黑。球铁：锉削时阻力比灰铁略大，也有较明显的“唰唰’’声，极少粘锉，屑末呈灰黑色，有细密的亮点，颗粒大小不等，但以大颗粒为主，用手指碾磨屑末，可使手指染黑，但较灰铁染黑程度轻。 3．听敲击声灰铁：声音低沉，持续时间极短。球铁：声音清脆，有余音，持续时间较短。 4. 灰铁就是灰口铸铁，与之对应的是球墨铸铁。两者都是铸铁的一种 四：铸造生铁有什么用途： 主要用于生产黑色金属铸件，如灰铸铁，球墨铸铁，白口铸铁，蠕墨铸铁，冷激铸铁，耐磨铸铁等。型号有球墨铸铁用生铁GB1412-85，铸造用生铁GB718-82，不同型号生铁：以硅含量分牌号，如Q12，球墨铸铁用生铁，硅含量1.0-1.4 %，平均1.2%。以锰含量分组，以磷含量分级，以硫含量分类。 五：铸造用的灰生铁和球生铸有什么不同？ 生产球墨铸铁件的生铁比灰铸铁件的要求高，特别是硫、锰、硅的含量控制的比较严格。中间的碳以不同的形状存在。灰铁的石墨形态以片状或棉絮状存在，球铁里的石墨以球状存在。