铸造合金及其熔炼
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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。
《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。
铸造合金原理及熔炼一、名词解释l.铸铁:的铁碳合金。
2.白口铸铁:少数C固溶于铁素体,其他以碳化物存在。
3.灰口铸铁:c主要结晶成石墨,并呈片状形式存在于铸铁中,断口为暗灰色。
4.球墨铸铁:铁水在浇注前经球化和孕育处理,C主要以球状形式存在于铸铁中。
5.球化处理:向铁水中加入稀土镁合金(球化剂)。
(其中镁是具有很强球化能力的元素)。
球化剂的作用是使石墨呈球状析出。
我国应用最广的球化剂是稀土镁合金。
6.孕育处理:向铁水中加入硅铁合金(孕育剂)颗粒。
孕育剂的作用是促进铸铁石墨化,防止产生白口,细化石墨。
常用的孕育剂为硅的质量分数75%硅铁。
7.蠕墨铸铁;是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的.由金属基体和蠕虫状石墨构成。
8.可锻铸铁:是由白口铁经过退火而制得的一种高强度铸铁,白口铸铁中的渗碳体分解成团絮状石墨的灰口铸铁,性能优于灰铸铁,耐磨性和减震性优于普通碳索钢,可部分代替碳钢,合金钢和有色金属。
9.奥氏体(A或γ):碳溶于γ-Fe中所形成的间隙固溶体。
晶格结构:面心立方晶格fcc。
10.铁素体(F或α):碳溶于α-Fe中所形成的间隙固溶体,晶格结构:体心立方晶格bcc。
11.δ-铁素体:碳溶于δ-Fe中所形成的间隙固溶体。
12.碳当量定义:将合金元素对共晶点碳量的影响折算成铸铁碳量的增减,折算后的值称之为碳当量,以CE表示。
碳当量:CE=C+1/3(Si+p) 13.共晶度:铁液实际含碳量和共晶点的实际碳量的比值为共晶度,以sc表示。
共晶度:Sc=C/[%-(Si+p)l/3l 14.钢的腐蚀金属表面在周围介质的作用下逐渐被破坏的现象称为金属的腐蚀。
15.化学腐蚀是指金属表面与周围介质发生化学反应而引起的破坏,如高温下金属的氧化等。
16.电化学腐蚀是指金属与电解质溶液发生电化学作用而使金属破坏的现象。
17.耐热钢是指在高温下对氧化性气体具有抗氧化性的钢种。
18.黑色金属:在工业生产中,通常把铁及其合金称为黑色金属。