铸钢基本知识PPT

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[课件]铸造基础知识讲座PPT

1）结构钢、不锈钢、耐热钢熔模铸件允许的缺陷 2）铝合金熔模铸件允许缺陷 9、低倍组织检查 10、铸钢件表面脱碳层检查 11、密封性检验四、铸件缺陷的修补 1、铸件的补焊 2、浸渗处理
3、热等静压处理
五、熔模铸件结构设计 1、熔模铸件结构工艺性要求
2、熔模铸件结构要素
1）壁厚 2）铸造圆角 3）壁的连接
入库
回浇用冒口及废品
图2熔模铸造工艺流程框图
2、石膏型熔模铸造
目前我们仅用此方法生产铝合金铸件。利用石膏型散热慢，石膏
浆料复制性能好的特点，在真空条件下浇注薄壁、复杂、整体、精密
的铸件。此种方法仍属熔模铸造，只是用灌注石膏浆料形成铸型代替
熔模铸造中的重复数次涂料、撒砂形成壳型，其工艺流程和熔模铸造
8）压铸机、压铸模投资大。
二、铸件材料的选用
铸造过程是金属液充填型腔并在铸型内冷却凝固得到铸件的过程。由于液态金属与铸型相互作用及随后的冷却凝固，总是伴随着产生一系列物理化学变化，如金属液的结晶、偏析、析出气体、冷却收缩和应力的形成等。合金的铸造性能是反映铸件成型过程中获得正确外形、健全内部质量难易程度的性能，它主要包括合金的流动性、收缩率和抗热裂性等。在选择合金种类时，除了铸造性能之外，还应兼顾到合金的热处理、机械加工、焊接、矫正等工艺性能。常用的铸造合金有铸钢、铸铁、铸造高温合金、铸铜、铸铝、铸镁、铸基础知识
一、铸造方法简介 1、熔模铸造 2、熔模石膏型铸造 3、金属型铸造
4、压力铸造
二、铸件材料的选用三、铸造缺陷和铸件质量检验
1、铸造缺陷种类
a.多肉类缺陷 b.孔洞类缺陷
c.裂纹、冷隔类缺陷 d.表面缺陷
e.残缺类缺陷 f.形状及重量差错类缺陷 g.夹杂类缺陷 h.性能、成分、组织不合格 2、铸件质量标准 3、熔模铸件尺寸公差 4、铸件粗糙度的评定方法 5、力学性能检验 6、铸件表面和近表面缺陷的检验 7、熔模铸件允许存在的表面和近表面缺陷 8、X射线透照熔模铸件内部允许的缺陷

铸钢与铸铁

2. 铸铁的组织特征和分类石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。铸铁经不同程度石墨化后所得的组织
名
称
石墨化程度按 Fe-G 相图结晶、转变 Fe- 相图结晶、
显微组织 F+G F+P+G P+G Le' + P + G Le' + P + Fe3C
第七章铸钢与铸铁
知识要点熟悉常用铸钢的性能及应用熟悉石墨化过程熟悉常用的几种铸铁的组织和应用
1 铸钢铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、塑性铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、和韧性的零件，例如机车车辆船舶、机车车辆、和韧性的零件，例如机车车辆、船舶、重型机械的齿轮、轴，以及轧辊、机座、缸体、外壳、阀体等。以及轧辊机座、缸体、外壳、阀体等轧辊、
灰口铸铁
较高中等
麻口铸铁白口铸铁
较低按 Fe-Fe3C 相图结晶、转变 Fe相图结晶、
常用各类铸铁的组织是两部分组成的，一部分是石墨，另常用各类铸铁的组织是两部分组成的，一部分是石墨，一部分是基体。一部分是基体。基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，相当于基体可以是铁素体、珠光体或铁素体加珠光体，铁或钢的组织。铁或钢的组织。所以，铸铁的组织可以看成是铁或钢的基体上分布着石所以，墨夹杂
二、铸钢的组织特征和热处理由于铸钢的浇注温度很高，而且冷却较慢，由于铸钢的浇注温度很高，而且冷却较慢，所以容易得到粗大的奥氏体晶粒。在冷却过程中，铁素体首易得到粗大的奥氏体晶粒。在冷却过程中，先沿着奥氏体晶界呈网状析出，然后沿一定方向以片先沿着奥氏体晶界呈网状析出，状生长，形成“魏氏组织”。魏氏组织的特点是铁素状生长，形成“魏氏组织” 体沿晶界分布并呈针状插入珠光体内，使钢的塑性和体沿晶界分布并呈针状插入珠光体内，韧性下降，不能直接使用。韧性下降，不能直接使用。铸钢要经过退火或正火处理，以细化晶粒，消除魏氏组织和铸造应力，改善机以细化晶粒，消除魏氏组织和铸造应力，械性能。退火或正火后的组织为晶粒比较细小的珠光械性能。体和铁素体。体和铁素体。

《连续铸钢》课件

。
有色金属行业
连续铸钢也可用于生产铜、铝等有色金属材料
。
机械制造行业
连续铸钢生产的钢材可用于制造各种机械零件
和设备。
其他领域
连续铸钢还可应用于建筑、石油、化工、航空
航天等领域。
02
连续铸钢工艺流程
钢水的准备
总结词
钢水准备是连续铸钢工艺流程的起始环节，其目的是确保钢水具备合适的化学成分和温度，为后续工艺提供稳定的基础。
智能化控制
通过智能化控制技术实现生产过程的自动化和智能化，提高产品质量和降低能耗。
拓展应用领域与市场
总结词
新材料领域
随着工业领域的发展和需求的不断变化，连续铸钢技术的应用领域和市场也在不断拓展。
连续铸钢技术在制造高性能、高强度材料方面具有优势，可应用于航空航天、汽车、高铁等领域。
新工艺领域
结晶器的选择与维护
总结词
结晶器是连续铸钢工艺中的重要设备，其选择和维护对铸坯的质量和连铸机的稳定运行至关重要。
详细描述
根据铸坯的规格和材质，选择合适的结晶器材质和结构。同时，为确保结晶器的使用寿命和减小能耗，需定期对结晶器进行维护和保养，如清洗、涂层保护和更换等。
二次冷却工艺
总结词
二次冷却工艺是连续铸钢工艺中的关键环节之一，其目的是控制铸坯的冷却速度，进而影响铸坯的组织结构和机械性能。
优化设备维护方案
制定科学合理的设备维护和保养方案，降低维护成本。
提高操作人员素质
加强操作人员的培训和技能提升，提高操作水平和应对能力。
灵活应对市场需求
加强市场调研和预测，灵活调整生产和销售策略，应对市场需求波动。
04
连续铸钢的未来发展

《连续铸钢》课件

液压系统
提供必要的液压力，保证设备安全和工艺稳定。
三、连续铸钢的工艺过程
1
具体操作流程
包括钢液的熔化、连续铸钢的凝固和坯料的切割等环节。
2
必要的检测和控制
通过测量和监控关键工艺参数，确保连续铸钢质量。
3
常见故障及其解决方法
针对可能出现的故障，制定相应的处理措施，保证生产连续性。
四、连续铸钢技术Leabharlann 应用《连续铸钢》PPT课件
连续铸钢 PPT课件
一、背景介绍
传统的铸钢方式存在诸多问题，而连续铸钢技术的出现带来了巨大的优势。
二、连续铸钢生产线的组成
铸钢炉
用于熔化金属原料，形成钢液。
结晶器
将钢液快速冷却，实现连续凝固。
出口机构
控制铸坯的速度和方向，确保连续铸钢顺利进行。
机械传动置
提供动力，驱动连续铸钢设备的运行。
在钢铁工业中的应用情况及前景展望
连续铸钢技术得以广泛应用，对传统铸钢工艺进行了完善和提升，为行业发展带来诸多机遇。
五、最新发展研究与展望
连续铸钢技术的最新研究成果
不断有新的技术突破和创新，提升连续铸钢质量和生产效率。
未来的发展方向和趋势
趋向智能化、自动化，进一步提高连续铸钢工艺的稳定性和可靠性。
六、总结
连续铸钢技术的重要性和优势
连续铸钢技术不仅改善了钢铁生产效率，还提高了产品质量和工艺控制能力。
推广和应用的前景和意义
将连续铸钢技术推广应用于更多领域，将带来巨大的经济和社会效益。

铸钢基本知识

第二相强化 Cr、Mo、W
扩大A相 Ni、Mn、Cu、N 扩大F相 Si、Cr、W、Mo、V、Ti、Al
形成致密氧化精膜品课件 Si、Al、Ni、 Cr、 W、Mo、Ti
3.力学性能
精品课件
43
3.1 零件在常温静载下的力学性能
变形
材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化。
变形
弹性变形外力去除后可恢复塑性变形外力去除后不可恢复
精品课件
非碳化物形成元素及Mn，使C曲线右移。
Mn, Ni, Cu…
精品课件
碳化物形成元素使C 曲线右移，还改变C曲线形状。使P转变和B转变明显分开成两个转变图。
Cr使B转变图右移的作用大于使P转变右移的作用。
精品课件
碳化物形成元素Mo、 W等使P转变图右移的作用大于使B转变右移的作用。
在要求相同硬度条件下，合金钢的回火温度高，塑韧性好。
精品课件
一些含Cr、Ｗ、Mo、V等合金元素较多的合金钢，在 500 ～ 600℃范围内回火时，由于沉淀析出这些合金元素的碳化物并呈弥散状分布，因而对材料起到沉淀强化的作用。
淬火钢在较高温度回火时，硬度不降低反而升高的现象称为二次硬化。
1）细化奥氏体晶粒除Mn外，所有合金元素都阻碍钢在加热时A晶粒的长大，
尤其是Ti、V、Nb、Zr、Al等，可形成C、N化物，阻碍晶界迁移，细化晶粒。
精品课件
2）改变C曲线形状
除Co外，固溶于A中的合金元素总是不同程度的增加Ａ稳定性，延缓Ａ的转变，使C曲线右移，淬透性提高。
合金钢可选择油淬，高合金钢甚至空冷即可获得M组织。
“ZG”后面的一组数据表示名义万分碳含量；当含碳量大于1时，不标注含碳量；平均碳含量小于0.1%的铸钢，其第1位数前加0；牌号中碳的名义含量用上限表示。

《铸造基础知识培训》课件

特种铸造
特种铸造是一种特殊的铸造方法，它使用非传统的方法和材料来生产铸件。
特种铸造的缺点是成本较高，技术要求较高，需要专业的技术和设备支持。
特种铸造的优点是可以生产出传统铸造方法难以制造的复杂、高性能的铸件，同时还可以提高铸件的质量和性能。
铸造工艺流程
铸造工艺流程包括熔炼、浇注、冷却、落砂、清理
等步骤。
浇注是将熔化的金属液注入模具中，形成铸件。
落砂是将凝固后的铸件从模具中取出，并进行清理
和加工。
熔炼是将金属加热至熔化成液态，然后进行精炼和
除渣。
冷却是指铸件在模具中冷却凝固的过程。
清理是去除铸件表面上的残渣和毛刺，保证铸件的
质量和外观。
PART 04
铸造缺陷与质量控制
REPORTING
脱模剂
用于使铸件易于从铸型中脱出，如石墨粉、滑石粉等。
PART 03
铸造工艺
REPORTING
砂型铸造
砂型铸造是最常见的铸造方法之一，它使用砂型作为模具来生产铸件。
砂型铸造的优点是成本低、工艺成熟、适用范围广，可以生产各种形状和尺寸的铸件。
砂型铸造的缺点是生产周期较长，需要经过多个步骤才能完成一个铸件，且生产效率相对较低。
THANKS
感谢观看
REPORTING
铸造技术的未来展望与挑战
智能化铸造
将人工智能、大数据等技术与铸造工艺相结合，实现铸造过程的智能决策和自动化控制，提高生
产效率和产品质量。
绿色铸造
发展环保、节能、低碳的铸造技术，降低铸造过程的环境污染和
资源消耗，实现可持续发展。
高性能材料铸造
研究和发展高性能、高强度的新型铸造材料，满足高端装备和新

铸钢基本知识

1.2 铸钢牌号及表示方法
1.2.1 铸钢代号 “ZG”, Z-铸造，G-钢
1.2.2 以强度表示的铸钢牌号 ZG后面两组数据表示强度，第1组表示屈服强度，第2组表示抗拉
强度，单位MPa.
如：ZGD 650-830
铸钢代号屈服强度抗拉强度
精品课件
1.2.3 以化学成分表示的铸钢牌号
1）碳的标注
精品课件
韧性降低
（２）第二相强化
Mn、Cr、Mo、W、V 、Ti 、Nb、Zr等合金元素在钢中能够形成各种碳化物－合金碳化物。
根据元素与碳亲和力的强弱，合金元素分为强碳化物形成元素：V、Ti、Nb、Zr 弱碳化物形成元素：Mn 中强碳化物形成元素：Cr、Mo、W
精品课件
合金渗碳体
合金碳化物
在要求相同硬度条件下，合金钢的回火温度高，塑韧性好。
精品课件
一些含Cr、Ｗ、Mo、V等合金元素较多的合金钢，在 500 ～ 600℃范围内回火时，由于沉淀析出这些合金元素的碳化物并呈弥散状分布，因而对材料起到沉淀强化的作用。
淬火钢在较高温度回火时，硬度不降低反而升高的现象称为二次硬化。
“ZG”后面的一组数据表示名义万分碳含量；当含碳量大于1时，不标注含碳量；平均碳含量小于0.1%的铸钢，其第1位数前加0；牌号中碳的名义含量用上限表示。
精品课件
2 ）合金元素的标注
碳含量后面排列各主要元素符号，每个元素后面用整数标出名义百分含量;
锰元素的平均含量小于0.9时，不标注元素符号。平均含量为0.91.4%时，只标符号；
常用的合金元素有： Cr、 Mn、Ni、 Co、Cu、Si、 Al、 B 、 W、 Mo 、 V、Ti、Nb、Zr、 Re等。

2-4铸钢

2012年2月17日星期五 2-4 铸钢
铸钢的热处理
通常对铸钢件进行退火或正火处理，以细化晶粒，消除内应力，提高机械性能。铸钢经退火后的组织为铁素体＋珠光体铸钢经退火后，晶粒将进一步得以细化，机械性能将更好。
2012年2月17日星期五
2-4 铸钢
碳素铸钢强度与球墨铸铁相近，冲击韧性及疲劳强度则比球墨铸铁高得多
2012年2月17日星期五
2-4 铸钢
2012年2月17日星期五
课间休息
2012年2月17日星期五
2-4 铸钢
铸钢生产的工艺特点
为防止缩孔，应在铸钢件厚壁处设置冒口和冷铁，创造顺序凝固条件。对于壁厚均匀的薄壁铸钢件，应开设多条内浇口，创造同时凝固条件，以防止应力、变形和裂纹。必须保证合理的浇注温度和壁厚，以提高铸钢流动性，防止铸钢件冷隔及浇不足等缺陷。必须保证合理的浇注温度和壁厚，提高铸钢流动性，防止铸钢件冷隔及浇不足等缺陷。
2012年2月17日星期五 2-4 铸钢
吸气
吸气是指铸件吸收氢气，并以气泡的形式残留在铸件中形成许多分散的针孔，降低铸件的气密性，降低铸件的机械性能。
2012年2月17日星与氧起作用生成氧化物，并呈固态夹杂于合金溶液中，由于熔炼及浇注时不易排除，最后在铸件中成为非金属杂质，从而降低铸件机械性能。
铸钢
铸钢的强度、塑性和韧性较好，综合机械性能高。但是铸钢的铸造工艺性能比灰口铸铁要差，主要表现在熔点高，浇注温度高，流动性差，体收缩大，易吸气和氧化。按成分不同可以将铸钢划分为
碳素铸钢
2012年2月17日星期五
合金铸钢
2-4 铸钢
碳素铸钢
低碳铸钢
组织：铁素体＋少量珠光体，强度硬度低，塑性韧性好，铸造性能较差

铸造培训PPT课件课件

态度，不断提升自己的专业技能和创新能力，以适应行业发展的需求。
02
关注行业动态与发展趋势
个人需要关注铸造行业的最新动态和发展趋势，了解新技术、新工艺和
新材料的应用情况，以便及时调整自己的职业规划和发展方向。
03
培养跨学科综合能力
未来铸造行业将更加注重跨学科综合能力的培养，个人需要注重学习机
械、材料、计算机等相关学科知识，提高自己的综合素质和竞争力。
03
铸造工艺与操作
熔炼工艺与操作
01
02
03
04
熔炼设备选择
根据生产需求选择适当的熔炼设备，如电弧炉、感应电炉等
。
熔炼材料准备
准备好所需金属原料、熔剂、燃料等，并进行预处理。
熔炼过程控制
控制熔炼温度、时间、气氛等参数，确保金属液质量。
熔炼安全操作
遵守安全操作规程，注意防火、防爆、防烫伤等。
绿色环保与可持续发展
环保意识的提高将促使铸造行业朝着更加绿色环保的方向发展，采用低污染、低能耗的生产工艺和材料，推动行业可持续发展。
个性化定制与柔性生产
市场需求的多样化将促使铸造企业向个性化定制和柔性生产方向转型，以满足客户多样化的需求。
对个人职业发展的建议和思考
01
持续学习与创新
随着技术的不断进步和市场需求的不断变化，个人需要保持持续学习的
铸造培训ppt课件
contents
目录
• 铸造基础知识 • 铸造设备与工具 • 铸造工艺与操作 • 铸造缺陷分析与防止措施 • 铸造安全与环保要求 • 总结与展望
01
铸造基础知识
铸造定义与分类
铸造定义
铸造是一种通过熔化金属或非金属材料，并将其倒入模具中冷却凝固，从而获得所需形状和性能的工件的制造方法。

铸钢基本知识PPT课件

① 1. L → δ
L+ δ
2. L0.53+ δ0.1 → A0.16
3. δ →A
A
A0.16+ δ0.1
3-4
A
4. A →F
F+A
5. A →F析+Cm析
F+P
P
12
② 1. L → δ
L+ δ
2. L0.53+ δ0.1 → A0.16 2-3 A
A0.16
3. A →F
A+F
4. A →F析+Cm析
铸钢及其熔炼
第1章绪论
1
1、铸钢件的特点
1）力学性能要远远优于铸铁； 2）具有许多特殊的性能，如耐热、耐磨、耐蚀等； 3）有良好的焊接性能，利于铸件组合及修补； 4）尺寸形状与成品接近，节约原料，机械加工简化； 5）铸件各部分结构可设计均匀，能抵抗变形； 6）价格较低廉。
2
HT
σb
100-350
170-600
3
2、获得优良铸钢件的条件
1）优质的、脱氧的、高温的、去除了有害杂质的、并符合铸件用途的材质；
2）良好的造型材料：强度、压溃性、透气性、耐火性、热传导性、膨胀性等；
3）正确的造型工艺设计，工艺收得率：40-70%； 4）适宜的热处理； 5）合理的铸件结构设计。次结晶：铸钢在固态下发生相变。GS-GP-PS范围内。
（3）奥氏体：在一次、二次结晶区间中间。
17
2）一次结晶的特点
一次结晶（δ 的析出和包晶反应）对铸件晶粒的大小以及夹杂分布、气孔、缩孔、缩松的形成有重大影响。
（1） δ晶粒愈细，包晶反应过冷度愈大→形成的A体晶粒愈细；

第8章铸钢和铸铁2011.05

5. 淬火回火组织铸钢件一般使用状态都是870℃淬火+420 ℃
中温回火，由于淬火温度下奥氏体不易均匀化，故需要采用较高的淬火温度和较长的保温时间。
正常淬火组织为细针状马氏体+部分板条马氏体。经回火后的组织为回火托氏体。
5. 由于存在这种成分和结构，所以精铸件较脆，强韧性较差。精铸胚料内应力较高，基体硬度偏低，容易变形，切削加工差。
其四几乎所有的常用钢种均可以铸钢来生产；与钢一样也可进行热处理。
2. 铸钢材料的特点
a. 碳含量≤0.6%，绝大部分铸钢件是低、中碳钢或合金钢。铸钢件因没有经压力加工，故金相组
织分不出纵向和横向，具有晶粒粗大、树枝晶组织发达和较多魏氏组织的铸态组织特征。 b. 明显的成分偏析和组织不均匀。零件中铸造缺陷多，严重影响使用性能。在零件实际使用中，如有疏松和孔穴等工艺缺陷，允许补焊。 C.在枪械制造中，通常以感应电炉熔炼，采用熔模铸造工艺，制造部分受轻载荷的零件。大部分枪械铸件都在淬火+中温回火状态下使用。铸钢件脆性较大，用于替代锻件时，回火温度应尽量采用上限。
炉中正火缺陷例
几何形状尺寸、外观（氧化皮等）检验、热酸试
验；和脱碳层检验。每批试样1-3件。随批提供外径
为∮18mm的拉、冲力学性能试料（通常不看断口
形态）。毛胚硬度要求 179-220mm。
热处理工艺网带炉 860 ~880 ℃保持75-80min，
入油；然后380 ~440 ℃回火80-100min，空冷。
3.铸钢的金相检测方法
3.1 一般工程用铸造碳钢件按GB5613规定分五种牌号，如ZG200- 400, “ZG”表示铸钢； “200”表示屈服强度（N）； “400” 表示抗拉强度。 3.2 铸钢按碳含量（ 0.2-0.6%C ）分类：根据性能要求，≤ 0.3%C两种铸钢不需调质; ≥0.4%C两种铸钢应调质。

焊接培训：铸钢铸铁基础知识

A5 % min
25 25 22 22 20
24 24 22 22 22 22 20
Av J min
65 45 55 40 35
70 50 40 80 80 80 80
符号
标记
GS-16Mn5 GS-20Mn5 GS-20Mn5 GS-8Mn7 GS-8MnMo7-4
数字
1.1131 1.1120 1.1120 1.5015 1.5450
铸造不锈钢的晶间腐蚀
钢组
标记
G–X6CrNi18-9 G–X5CrNiNb18-9 G–X6CrNiMo18-10 G–X5CrNiMoNb18-10 G–X3CrNiMoN 17-13-5
数字标记供货条件（淬火）
1.4308
有
1.4552
有
1.4408
有
1.4581
有
1.4439
有
抗晶间腐蚀性
焊接条件
450
22
31
27
27
1.40 1.55 1.70
GS-52 1.0552
260
520
18
25
27
22
1.35 1.55 1.70
GS-60 1.0558
300
600
15
21
27
20
1.30 1.50 1.65
注：1）如没有明显的屈服极限时，可用0.2%的屈服极限。 2）试值对验收无关重要。 3）由各三个单独数值确定。 4）这些数值只按协议规定有效
- V≤0.10
N≤0.02
0.015
0.20
0.300.40
Nb≤0.05 V≤0.10 N≤0.02
0.010

《铸造基础知识教程》课件

《铸造基础知识教程》PPT课件
通过本课程，你将学习到铸造的定义和历史，材料和工艺分类，生产流程，模具设计和制造，熔炼设备和工艺，铸造缺陷及其预防，以及铸造技术的未来趋势。
铸造的定义和历史
铸造是一种使用熔融金属、合金或其他熔融物质，将其注入预先制定的模具中并让其在模具中冷却凝固的过程。
铸造的历史可以追溯到公元前4000年左右，当时人们将铜熔化后铸造成各种工具和装饰品。
2
模具制造工艺
冷模和热模是当前最常见的两种模具制造工艺。
3
模具试制
模具制造完成后，需要根据制作完整性和检测结果进行性能试制。
熔炼设备和工艺
铸造工艺中的熔炼过程也称为熔化，主要过程包括将所需材料放入熔炉中、升温、熔化并控制温度，选用不同熔炉时需要有不同的技术和工艺。
熔炼炉
常见熔炼炉有电阻炉和电弧炉。
表面缺陷
原因：液态金属在注入模腔前未过滤干净以及铸造前模具未处理完毕。解决方法：使用新颖的模具设计工艺来达到更干净的铸造材料。
铸造技术的未来趋势
随着科技的发展，数字模拟成型、虚拟现实实验等新技术不断涌现。在3D打印铸造技术的发展进程中，不仅减小了热核装配步骤的不确定性，还开创了铸造领域的想象空间，特别是在金属粉末增材制造方面具有巨大潜力。
光谱分析
通过光谱分析可以检测出熔炼后材料成分。
熔金ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
熔金可以匀质铸造实体，增加材料的韧性。
铸造缺陷及其预防
缩孔和气孔
原因：铸造过程中熔液未充填完全或有气体无法排除或排除不彻底。解决方法：合理的设计出口和填充，增加压力等。
缺陷裂纹
原因：矿物夹杂，结构紧密、强度低、易破裂、冷热空气交替等。解决方法：避免铸造温度过高。

《铸造基础知识》课件

铸造工艺能够生产出形状复杂的零件，且具有节约金属材料、生产成本较低等优点。
02 铸造材料
铸造用金属材料
01
02
03
铸钢
用于生产承受较大载荷和要求高强度、高耐磨性的机械零件，如齿轮、曲轴等。
铸铁
具有良好的铸造性能、减震性能和耐磨性能，广泛应用于制造各种铸件，如汽缸体、底座等。
铝合金
流程
主要包括造型、制芯、熔炼、浇注、冷却和落砂等步骤。
特种铸造
定义
特种铸造是一种采用特殊工艺和材料的铸造方法，如消失模铸造
、金属型铸造、压力铸造等。
特点
特种铸造能够提高铸件质量、减少废品率、提高生产效率，适用于生产复杂、高精度和高质量的
铸件。
流程
各种特种铸造工艺的流程略有不同，但通常包括模具设计、材料
质量轻、耐腐蚀、导热性好，常用于制造轻量化要求的零件，如汽车发动机缸体、缸盖等。
铸造用非金属材料
树脂砂
以树脂为粘结剂的型砂，具有较高的强度和耐热性，主要用于生产复杂形状的铸件。
陶瓷砂
具有高强度、高硬度和耐高温特性，适用于生产耐磨、耐腐蚀的铸件，如轴承、密封件等。
石墨
具有良好的耐高温、耐腐蚀和润滑性能，常用于生产高温、高压环境下工作的铸件。
《铸造基础知识》ppt课件
目录
• 铸造简介 • 铸造材料 • 铸造工艺 • 铸造缺陷与质量控制 • 铸造技术的发展趋势与展望
01 铸造简介
铸造的定义
01
铸造是一种通过将液态金属倒入模具中，待其冷却凝固后形成固态零件的工艺。
02
铸造工艺广泛应用于机械、汽车、航空、船舶、轻工等工业领域。

铸造工中级3课件.ppt

图4-15 卧式冷压室式压铸机的工作原理 a)合型并注入金属液 b)加压 c)开型取出铸件 1—顶杆 2—熔融金属 3—铸件 4—压缩活塞 5—压缩室 6—铸型
二、压铸的工艺参数
1.压力 2.速度 3.温度 4.时间
1.压力
2.速度
3.温度
1)当采用压力浇注时，浇注温度应比普通砂型浇注温度低一些，具体应根据合金性质、铸件壁厚和结构、模具的工作温度等参数来确定。 2)压铸非铁金属时，模具温度应保持在一个适当的范围之内。
三、电炉熔炼
1.感应电炉熔炼铸铁的冶金特点 2.无芯感应电炉
1.感应电炉熔炼铸铁的冶金特点
(1)铁液成分的变化 1)碳、硅含量的变化。 2)锰的变化。 3)磷、硫含量的变化。 (2)铁液质量 1)温度成分均匀。 2)铁液的白口倾向大。
2.无芯感应电炉
(1)基本原理无芯感应电炉就像一个空气芯变压器，并根据电磁感应原理工作。 (2)坩埚修筑与烧结坩埚修筑分大修和中修两种。 (3)熔炼操作 1)工频感应电炉熔炼和操作。
2.无芯感应电炉
表5-5 无芯工频感应电炉的熔炼操作程序
熔炼程序 1
2
主要内容加起熔体
加炉料
操作要点
如果是冷炉或炉内没留铁液，则应先加起熔体，以加快熔化速度。起熔体通常是整块状的，也可用几块较大的铁料代替。如果起熔体的尺寸较小，则可将其靠近炉壁放置，否则熔化速度会减慢
为加快熔料熔化速度和减少损耗，通常先加熔点较低、元素烧损率较小的炉料，后加熔点较高、元素烧损率较大的炉料，最后加入铁
图5-5 局部Fe-C合金相图对应的冷却曲线 1—w(C)=2.3% 2—w(C)=3.3% 3—w(C)=4.25%
第二节铸钢的熔炼

铸造基本知识及理论

柱状晶择优取向，晶界往往容易富集第二相，特别是在两种位向交叉面是受力的薄弱环节，轧制时容易开裂。
因此，钢铁或镍合金（塑形较差）应避免柱状晶的出现；而有色金属，有时要求获得柱状晶。
思考：若要避免柱状晶的出现，应采用哪种凝固方式，并如何实现？
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14
➢ 铸件的收缩：
定义：收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过
铸造是人类掌握比较
早的一种金属热加工工艺
，已有约6000年的历史。
中国约在公元前1700～前
1000年之间已进入青铜铸
件的全盛期，工艺上已达
到相当高的水平。中国商
朝的重875公斤的司母戊方
鼎，战国时期的曾侯乙尊
盘，西汉的透光镜，都是
古代铸造的代表产品。
司母戊方鼎曾侯乙尊盘
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4
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5
第二节铸造的工艺基础
充型能力↑
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➢ 充型能力：
P充型↑
V流动↑
➢ 铸件的凝固方式：
充型能力↑
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11
在铸件凝固过程中，对铸件质量影响较大的主要是固液两相并存的凝固区的宽窄。铸件的“凝固方式”就是依据凝固区的宽窄来划分的。
逐层凝固
纯金属和共晶成分的合金在凝固中因为不存在固液两相并存的凝固区，所以固体与液体分界面清晰可见，一直向铸件中心移动。
凝固过程中有较宽的糊状凝固两相并存的区域。随着树枝晶长大，该区域被分割成许多孤立的小熔池，各部分熔池内剩余液态合金的收缩得不到补充，最后形成了形状不一的分散性孔洞即缩松。
另外，疏松还可能由凝固时被截留在铸件内的气体无法排除所致。不过，疏松内表面应该是光滑，近似球状。
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危害：显著降低铸件的机械性能，造成铸件渗漏等。

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在要求相同硬度条件下，合金钢的回火温度高，塑韧性好。
23
一些含Cr、Ｗ、Mo、V等合金元素较多的合金钢，在 500 ～ 600℃范围内回火时，由于沉淀析出这些合金元素的碳化物并呈弥散状分布，因而对材料起到沉淀强化的作用。
淬火钢在较高温度回火时，硬度不降低反而升高的现象称为二次硬化。
的
存在
非金属夹杂物
形
式
游离态
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固溶体
固溶于F、A、M中 Ni、Si、Co、Mn、Cr、Mo、W
例：形成合金F
合金元素溶入F后，由于原子半径和晶格类形的差异，必然引起Ｆ晶格畸变，产生固溶强化，使Ｆ的强度、硬度↑，而塑、韧性略有下降。
P、Si、Mn、Ni是显著的强化Ｆ元素。
14
合金渗碳体
如（Fe,Mn)3C、（Fe,Cr)3C、（Fe,Mo)3C、（Fe,W)3C、等
1）细化奥氏体晶粒除Mn外，所有合金元素都阻碍钢在加热时A晶粒的长大，
尤其是Ti、V、Nb、Zr、Al等，可形成C、N化物，阻碍晶界迁移，细化晶粒。
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2）改变C曲线形状
除Co外，固溶于A中的合金元素总是不同程度的增加Ａ稳定性，延缓Ａ的转变，使C曲线右移，淬透性提高。
合金钢可选择油淬，高合金钢甚至空冷即可获得M组织。
它是合金元素溶入渗碳体中并置换部分铁原子而形成的碳化物。
(Fe , Me)3C Me代表弱及中强碳化物形成元素Mn、Cr、Mo、W 等合金元素。合金渗碳体比一般渗碳体稳定，加热时难溶入A 中，也不易聚集长大，可阻碍位错运动，从而提高钢的强、硬度，提高耐磨性。
铸造特殊钢
不锈钢耐磨钢
耐热钢
刀具钢铸造工具钢
模具钢
4
1.2 铸钢牌号及表示方法
1.2.1 铸钢代号 “ZG”, Z-铸造，G-钢
1.2.2 以强度表示的铸钢牌号 ZG后面两组数据表示强度，第1组表示屈服强度，第2组表示抗
拉强度，单位MPa.
如：ZGD 650-830
铸钢代号屈服强度抗拉强度
铸钢基本知识
西安交通大学材料学院
周根树
1
主要内容
铸钢的分类及牌号表示方法铸钢中常见元素及其作用力学性能热处理原理及工艺
2
1.铸钢的分类及牌号表示方法
3
1.1 铸钢的分类
低碳钢
铸造碳钢
中碳钢
按按化学成分
高碳钢低合金钢
铸造合金钢
中合金钢
高合金钢
工程与结构用铸钢
碳素结构钢合金结构钢
按使用性能
它是合金元素溶入渗碳体中并置换部分铁原子而形成的碳化物。
(Fe , Me)3C
Me代表Mn、Cr等合金元素。合金渗碳体比一般渗碳体稳定，硬度高，所以可以提高耐磨性。
15
特殊碳化物
VC 、 TiC 、 NbC 、 ZrC 、 WC 、 MoCW2C 、 Mo2C、 Cr23C6、 Cr3C7、 Fe3Mo3C、 Fe3W3C、
19
非碳化物形成元素及Mn，使பைடு நூலகம்曲线右移。
Mn, Ni, Cu…
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碳化物形成元素使C 曲线右移，还改变C曲线形状。使P转变和B转变明显分开成两个转变图。
Cr使B转变图右移的作用大于使P转变右移的作用。
21
碳化物形成元素Mo、 W等使P转变图右移的作用大于使B转变右移的作用。
空冷可获得B组织。
由中强或强碳化物形成元素形成的碳化物。其共同特点是：熔点高、硬度高、稳定性高、很难溶入Ａ中。
16
金属间化合物
FeS、FeCr、Ni3Al、 Ni3Ti、 Fe2W
非金属夹杂物
Al2O3、AlN、 SiO2、 TiO2 、MnS
游离态
如Pb、Cu等
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2.1.2 合金元素改善钢的热处理工艺性能
素的平均含量小于0. 5%时，只标注元素符号，不标含量。
当主要合金元素多于三种时，可以在牌号中只标注前二种或前三种元素的名义含量。
元素符号的标注顺序按照含量递减排列，若两种元素含量相同，则按字母顺序排列。
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9
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2.铸钢中常见元素及其作用
11
为提高碳钢的力学性能、淬透性及回火稳定性，在钢中添加一定量的合金元素－合金钢。
22
3）提高回火抗力，产生二次硬化，防止第二类回火脆性
回火抗力是指淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力，又称回火稳定性。
合金元素固溶于淬火M中可减慢碳的扩散，阻碍碳化物从过饱和固溶体中析出，推迟M的分解，延缓硬度下降，因此，合金钢具有较高的回火抗力。
在相同回火温度下，含碳量相同的合金钢的硬度较碳钢高。
26
（２）第二相强化
Mn、Cr、Mo、W、V 、Ti 、Nb、Zr等合金元素在钢中能够形成各种碳化物－合金碳化物。
根据元素与碳亲和力的强弱，合金元素分为强碳化物形成元素：V、Ti、Nb、Zr 弱碳化物形成元素：Mn 中强碳化物形成元素：Cr、Mo、W
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合金碳化物
合金渗碳体特殊碳化物
28
合金渗碳体
锰元素的平均含量小于0.9时，不标注元素符号。平均含量为0.91.4%时，只标符号；
其他合金元素平均含量为0.9-1.4%时，符号后面标注1。钼元素的平均含量小于0.15%，其它元素平均含量小于0.5%，不标
元素符号。
7
钼元素的平均含量介于0.15-0.9%，只标注元素符号，不标含量。当钛、钒元素的平均含量小于0.9%，铌、硼、氮、稀土等微量元
常用的合金元素有： Cr、 Mn、Ni、 Co、Cu、Si、 Al、 B 、 W、 Mo 、 V、Ti、Nb、Zr、 Re等。
12
2.1 合金元素的作用
2.1.1 合金元素存在形式
合金元素在钢中的存在形式多样，还会改变相图，影响相变。
合固溶体固溶体
金
元
合金渗碳体
素
碳化物
在
特殊碳化物
钢中
化合物金属间化合物
5
1.2.3 以化学成分表示的铸钢牌号
1）碳的标注
“ZG”后面的一组数据表示名义万分碳含量；当含碳量大于1时，不标注含碳量；平均碳含量小于0.1%的铸钢，其第1位数前加0；牌号中碳的名义含量用上限表示。
6
2 ）合金元素的标注
碳含量后面排列各主要元素符号，每个元素后面用整数标出名义百分含量;
HRC
HRC
wSi ↑
回火温度
wMo ↑
回火温度 24
2.1.3 合金元素提高钢的使用性能 1）提高钢的强度
固溶强化第二相强化细晶强化
25
（1）固溶强化
Ni、Si、Al、Co、Cu、Mn、Cr、Mo、W等合金元素固溶于F、 A、M中引起晶格畸变，增加位错运动的阻力，产生强化。
硬度提高
韧性降低

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