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《铸造合金及其熔炼》总结前言：全书一共有三部分组成第一篇铸造及其熔炼主要讲的是几种铸铁和铸铁的熔炼重点在第一章，主要内容为铸铁的凝固剂组织形成的基本理论；熔炼部分重点为冲天炉熔炼。
第二篇铸钢及其熔炼，主要讲的是各种铸钢和铸钢的熔炼重点为铸造低合金钢、电弧刚及钢液的炉外精炼。
第三篇铸造非铁合金及其熔炼主要的内容是铝铜等其他非铁合金的性能及其熔炼方法，重点为铸造铝合金及其变质、精炼。
第一篇铸造及其熔炼合金相图是分析合金相组织的有用工具。
通过铁碳合金相图可以知道各种相得相变温度，合金成分含量，为热加工等工艺提供基础2。
铸铁的生产主要讲解了灰铸铁、强韧铸铁、以及其他特种性能铸铁（减摩铸铁，冷硬铸铁，抗磨铸铁，耐热的铸铁，耐腐蚀铸铁）的力学性能特点机械性能特点，金相组织的性能特点，以及铸铁的生产、分类和牌号。
（1）影响铸态组织的因素冷却速度的影响化学成分的影响铁液的过热和高温静止的影响孕育的影响炉料的影响3 铸铁的熔炼--- 冲天炉熔炼1 、冲天炉熔炼基本原理（1）底焦燃烧：冲天炉底焦燃烧可以划分为两个区带：A 、氧化带：从主排风口到自由氧基本耗尽，二氧化碳浓度达到最大值的区域。
B 、还原带：从氧化带顶面到炉气中[CO2]/[CO] 浓度基本不变的区域，从风口引入的风容易趋向炉壁，形成炉壁效应，形成一个下凹的氧化带和还原带，对熔化造成不利影响。
①不易形成一个集中的高温区，不利于铁水过热；②加速了炉壁的侵蚀；③铁料熔化不均匀，铁液不易稳定下降, 影响化学成分。
解决方法：①采用较大焦炭块度，使风均匀送入；②采用插入式风嘴；③采用曲线炉膛；④采用中央送风系统；⑤熔炼过程中为使焦炭不易损耗，送风量要与焦炭损耗相适应。
根据炉气、炉料、铁水浓度和温度，炉身分为4 个区域：（1）预热区（2）熔化区（3）过热区4）炉缸区。
：冲天炉熔炼过程在熔化过程中底焦燃烧而消耗，为了保证整个熔炼过程连续正常进行就必须及时得补充底焦，以此来始终保持底焦的高度。
铸造合金及其熔炼1. 合金流动性及其影响因素？改善流动性措施？液态合金的流动能力，影响流动性的主要因素：――合金成分及结晶特点：层状凝固好、糊状凝固差，中间凝固介于二者之间。
结晶温度范围宽，流动性差。
纯金属/共晶合金/金属间化合物流动性好，随成分偏离这几点，流动性变差，但有例外。
——合金液的物理性质粘度越小流动性越好；表面张力越小流动性越好；结晶潜热越大，流动性越好。
――合金液纯净度（气体、夹杂物含量）气体、夹杂物越多，流动性越差，需精炼处理改善措施：正确选择合金成分：结晶温度范围小，如接近共晶成分合理的熔炼工艺：减少杂质含量一一原材料预处理、高温熔炼、净化/精炼处理变质/孕育细化组织：减小枝晶尺寸、提高临界固相量2. 铸件常见缺陷机理及预防措施：1、缩孔、缩松原因：糊状凝固特性、凝固温度范围宽、较大的共晶膨胀使型腔尺寸增大。
防止措施：一一加大铸型刚度。
发挥石墨化膨胀自补缩作用，无帽口铸造。
――增加石墨化膨胀体积。
提高CE，尤其C,强化孕育，防Fe3C形成。
——减少液态收缩。
适当降低浇注温度。
――优化工艺设计，顺序凝固/同时凝固2、夹渣一次渣：熔炼、球化处理（浇注前）形成的非金属夹杂物进入型腔所致——清渣/过滤、适当提高浇注温度、二次渣：浇注过程及尚未凝固前形成的非金属夹杂物一一浇注系统设计，平稳充型，控制Mg残留量3、石墨漂浮（与可锻铸铁的灰点缺陷区分，看看灰点缺陷，课本94页）原因：初生石墨上浮至铸件上表面/冒口防止措施：控制CE<4.6，厚壁铸件适当降低CE。
低硅原铁水+强化孕育4、皮下气孔：原因：铁水中的Mg/MgS与铸型/涂料中水反应生成措施：适当降低残余Mg及铸型水分，型砂添加煤粉5、球化衰退：原因：球化元素随球化处理后时间延长而损耗一一挥发、氧化、回硫；孕育衰退、石墨核心数量减少、石墨球粗大、畸变措施：保持足够球化元素残留量；清渣防回硫；覆盖防氧化减挥发；厚大件用抗衰退能力强的球化剂（铱基重稀土球化剂）；抗衰退孕育剂、加Bi等微量元素3. 常用铸铁的成份、组织、性能特点及应用？1 ）灰铁：以C、Si、Mn、P、S五元素为主，高牌号时还含有少量Cr、Mo、Cu、Ni、Sn等合金元素；碳主要以片状石墨形式存在，基体为P+F,常以P为主；断口呈暗灰色；铸造性能好、强度较低（<400MPa）、冲击韧性及伸长率很低，导热性、减振性较好。
应用于机床、内燃机、汽车等零件。
（2）球铁：以C、Si、Mn、P、S五元素为主，高牌号时还含有少量Cr、Mo、Cu、Ni、Sn等合金元素及球化元素Mg、RE ；碳主要以球状石墨形式存在，基体可为F、P+F、P、B;断口呈银灰色；铸造性能较差、强度高（达900MPa）、冲击韧性及伸长率好。
应用于曲轴、齿轮、连杆等零件。
（3）蠕铁：成分类似球铁，但Mg、RE较少；基体为P+F ;断口呈斑点状；铸造性能和力学性能介于HT和QT之间，但抗热疲劳性好。
（4）可锻铸铁：以C、Si、Mn、P、S五元素为主，但CE较低，生坯为白口，石墨化退火后呈灰口，石墨呈团絮状，强度、塑性较高，适应于薄壁耐压件5）抗磨铸铁：包括普通白口铸铁：主要以五元素组成，碳当量较低，碳以Fe3C存在，白口，硬而脆，耐磨，常用于受冲击不大的耐磨件；合金白口铸铁：除五元素外，常含有Cr、Mo、Cu、B、Ni等合金元素，碳主要以合金碳化物为主，硬度更高、韧性较好，可用于冲击载荷不太大的耐磨件；冷硬铸铁：成份一般含有较少量的Cr、Ni、Mo等合金元素，且C、Si量较低，急冷层以碳化物为主，内层以石墨为主，石墨可为片/球，常用于轧辊、车轮等；中锰球铁：含有4-6%Mn，石墨呈球状，中国特有，目前应用较少。
（6）耐热铸铁：除五元素外，还含有Cr、AI、Si抗氧化元素及Mo、Ni等热强元素；根据成分不同，碳以片/球/蠕墨或Fe3C/MC 等形式存在，用于咼温件。
（7）耐蚀铸铁：含有较高的Si、Ni、Cr等合金元素，石墨呈片/球，用于酸、碱、盐工作环境零件（重点记住各种铸铁的性能特点）4•说明一下Fe —C双重相图的纯在的原因或铸铁中为什么出现白口（麻口，灰口）现象或铸铁产生不同组织的原因？一、从热力学观点看，Fe—F3C相图是介稳定的，而Fe—C相图才是稳定的，但从动力学观点看，由于形成石墨与形成F3C相比，碳原子扩散更难，所以形成F3C更容易的，所以形成F3C也是有可能的。
二、产生不同组织的原因，1，由于冷却的不同导致共晶凝固温度的高低不同所致2，化学成分不同也会住铸铁组织影响很大，尤其是Si （除碳以外）的影响最大。
5•指明铸铁，铸钢，铸造非铁合金的牌号的表示方法及含义。
灰铁：HT100、HT150、HT200、HT300、HT350、HT400 ——后面数字表示抗拉强度（MPa）球铁：QT400-18、QT400-15、QT450-10、QT500-7、QT600-3、QT700-2、QT800-2、QT900-2前面数字表示抗拉强度，后面数字表示延伸率。
如QT400-18表示抗拉强度威400MPa，延伸率为18%蠕铁：RuT420、RuT380、RuT340、RuT300、RuT260，后面数字表示抗拉强度（MPa）可锻铸铁：如：KTH300-06，表示抗拉强度300MPa，延伸率为6% 碳钢：如ZG200-400.表示屈服强度为200MPa,抗拉强度为400MPa低合金钢：：ZG+碳量公称值+元素符号+元素含量公称值（+A ）。
碳含量公称值一一平均碳量的万分之几合金元素含量公称值一一<1.5%不标；1.5-2.49%标“ 2”； 2.5-3.49%标“ 3”，以此类推。
“ A ” 表示优质钢：S<0.03% , P<0.035%如ZG35Cr2V 表示C0.32-0.40%,Cr1.5-2.49%,V<1.5%高合金钢：详见课件铸铝牌号：ZAISi12Cu1MgNi1. ZAl 表示铸造铝合金，Si12Cu1MgNi1表示元素及其公称含量代号：ZL1O1、ZL201、ZL301、ZL401.其中ZL表示铸造铝合金，第一位数字，1表示Al-Si合金，2表示Al-Cu合金、3表示Al-Mg合金，4表示Al-Zn合金。
ZL101 —SB—T6,表示铸造Al-Si合金，砂型铸造（S表示砂型，J表示金属型等课本264页下面小字部分），变质处理，固溶处理加完全人工时效。
6. 铸铁中合金元素的作用1）Ni :促进共晶石墨化、细化并增加珠光体，提高强度、耐磨（、耐蚀、耐热（12）Cu：促进共晶石墨化、细化并增加珠光体，提高强度，改善耐蚀性3）Cr：中强反石墨化、细化并增加珠光体、提高强度及耐热、耐磨、耐蚀性4）Mo、W :细化珠光体及石墨，强化作用较大，提高淬透性、提高高温强度5）Mn :细化并增加珠光体、固溶强化、提高淬透性、促进马、贝转变，>7%时获得奥氏体基体6）V、Ti:强碳、氮化合物形成元素，细化石墨、促进珠光体形成，提高耐磨性、降加工性7）Sn、Sb:强烈促进珠光体，反球化，可用稀土中和，大断面球铁细化石墨球8）Bi、Te：强反石墨化，缩短可锻铸铁退火时间（允许提高硅量，0.006-0.015），反球化，可用稀土中和，大断面球铁细化石墨球（0.005%Bi），9）Pb:灰铁有害，反球化，RE中和，大断面球铁消除厚片G（0.003%）10）Zn：脱氧（0.3%）、细化石墨、提高强度、硬度（0.1-0.3%）7. 铸钢为甚要进行热处理？说明目的。
铸钢件铸态组织一般纯在较严重的枝晶偏析，组织不均匀，以及晶粒粗大和魏氏组织，尤其是不耐冲击性是是其必须进行热处理的根本原因目的：细化组织，消除应力，消除魏氏组织等8. 铸造铝合金的精炼目的，方法。
目的：除气，减少氢含量；除渣，减少非金属夹杂物含量，去除有害杂质元素如Zn、Na、Ca等方法：炉内精炼与炉外精炼、吸附法、非吸附法、过滤法9. 细化Al-Si合金组织的原理和方法初晶Si的细化：P细化，机理为：形成AIP作为Si形核的非自发形核的核心。
加入方式：赤磷、磷盐、AI-P中间合金、Cu-P 中间合金共晶硅的细化一一变质，机理：抑制硅的形核与生长、促进 a -Al的形核，增加结晶过冷度、改变硅的生长方式，常用变质元素：Na、K、Sr、Sb、Ba、RE、Te。
变质元素加入方式：纯钠（铝桶定量包装，国外用）、钠盐（NaF、NaCO3-Mg ）/锶盐、Al-Sr 中间合金/Al-Sb/Al-Ba/Al-RE 、纯碲。
10. ZL102 一般不进行热处理的原因是因为Si在Al的固溶量很少，热处理强化效果不好。
（个人看法）11. Al-Si合金为什么流动性最好的点不在共晶成分，而在含Si16%-18% ?原因是硅的结晶潜热大，初晶硅呈板块状，在液体中分散分布、不易形成固态骨架。
且Si减小线收缩、体积收缩、热裂倾向，改善致密性，从而改善铸造性能。
共晶成分的综合铸造性能最好12.Si对铝合金的影响Si提高铝合金的强度（第二相、界面强化）、但降低塑性（Si本身是脆性相）。
Si改善耐磨性（软基体+硬质点）Si降低热膨胀系数、改善体积稳定性Al-Si合金热处理强化效果不明显、组织稳定性好、高温性能好。
变质处理、可显著细化Si，提高室温力学性能，但Si尺寸太小对高温强度、耐磨性利。
13,铸铁孕育目的及其机理及其方法和球化机理孕育目的：（1）减少或消除过冷倾向（自由渗碳体）（2）增加石墨结晶核心、细化石墨尺寸（3）改善石墨形状（QT-石墨园整度，HT-防止D型石墨）（4 ）减小组织及性能的壁厚敏感性（5）强化和细化基体组织（6 ）提高力学性能及切削加工性能孕育机理：SiO2-FeO核心说；SiO2核心说；石墨核心说；硫化物核心说；硫化物-氧化物核心说；碳化物核心说等起伏理论：铁液本身存在“结构起伏”，孕育剂加入使“温度起伏”，孕育剂的扩散造成“成分起伏”，共同作用产生碳过饱和区一一石墨析出。
随着时间延长，温度起伏、成分起伏减小，析出石墨重溶，孕育衰退。
孕育方法：包内孕育、瞬时孕育（型内孕育、随流孕育、浮硅孕育、喂丝孕育）、二次孕育球化机理：气泡学说一一石墨球在气泡中长大吸附学说一一球化剂吸附在石墨周围，限制石墨生长核心学说一一硫化物核心，自发形核详见课件14铸造合金熔炼的作用是什么？熔炼设备的特点？作用：提供化学成分符合要求、温度合适、杂质含量低的合金熔体，并要满足生产平衡要求、环保要求、节能降耗要求熔炼设备的特点：感应电炉一一较小（小于5吨）、快、非连续、易控制、合金元素损耗少、只熔不炼，对原材料要求高，适于各种合金熔炼电弧炉一一大（大于5吨）、熔炼、对原材料要求较低，尤其适应于大型铸钢冲天炉一系列（1-30吨）、连续、成分控制难度大、有污染、成本较低，仅适应于铸铁电阻炉坩埚炉——较小、非连续、适应于熔点较低的有色合金燃油、燃气反射炉一一产量大连续、主要用于铝合金15. 雨季生产铸铁（如是铝合金请看课件，原理差不多）易出现气孔缺陷，分析其原因？在雨季主要形成析出性气孔，反应性气孔，侵入性气孔析出性气孔形成原因：铁水高温溶解大量的N、H原子，在铸件凝固过程中，随温度下降，N、H溶解度下降，并以气体形式，如来不及溢出，便在铸件中形成气孔反应性气孔：铁水中的碳与FeO反应生成CO气体，雨季时，由于空气湿度比较大，金属表面迅速氧化，同时，空气中的大量水汽随风吹入炉内，产生大量氢气的同时还会降低铁液的温度，使铁水极度氧化，生成更多的FeO，从而产生更多的CO 气体。
