铸造合金及熔炼
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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。
铝合金熔炼与铸造铝合金是一种常见且广泛使用的金属材料,具有较低的密度、良好的导热性和耐腐蚀性,因此在许多行业中得到了广泛的应用。
铝合金的熔炼和铸造是制造铝合金制品的关键步骤。
本文将介绍铝合金熔炼和铸造的基本原理、工艺和注意事项。
一、铝合金熔炼1.1 熔炼原理铝合金熔炼的主要原理是将铝及其他合金元素加热至其熔点,使其融化成液态,以便进行后续的铸造工艺。
铝的熔点较低,约为660°C,因此相对较容易熔化。
而其他合金元素的加入可以改变铝合金的性质,例如提高其强度、耐腐蚀性或者改善加工性能。
1.2 熔炼工艺铝合金熔炼工艺一般分为两种:批量熔炼和连续熔炼。
批量熔炼是将一定量的铝和其他合金元素加入炉内,通过加热熔化成液态,并进行充分混合。
这种方法适用于小规模生产,常用的炉型有电阻炉和燃气炉。
而连续熔炼是将铝合金材料加入熔炉的顶部,通过炉内的加热和熔化过程,使得底部的液态铝合金不断流出。
这种方法适用于大规模生产,常用的炉型有回转炉和隧道炉。
1.3 熔炼注意事项在铝合金的熔炼过程中,需要注意以下几个方面。
首先,炉内的温度需要控制在适当的范围内,以避免过度燃烧或者过度冷却。
其次,需要保持良好的熔炼环境,防止氧气、水分或杂质等对炉内材料的影响。
最后,在加入其他合金元素时,需要根据配比和工艺要求进行准确的添加,以保证最终铝合金的性能。
二、铝合金铸造2.1 铸型设计铝合金铸造的第一步是进行铸型设计。
铸型设计的目的是根据最终产品的形状和要求,确定合适的铸造方法和材料,以及适当的铸型结构。
常见的铸型结构有砂型、金属型和陶瓷型等。
其中砂型是最常用的铸造方法,可以应用于各种形状和尺寸的产品。
2.2 铸造工艺铝合金的铸造工艺可以分为传统铸造和压铸两种。
传统铸造是将熔融的铝合金液体倒入铸型中,并通过自然冷却形成最终产品。
这种方法适用于小批量生产,但精度和表面光滑度相对较低。
压铸是将高压液压机将铝合金液体注入铸型中,通过压力传递和快速冷却,实现快速成型。
《铸造合金及其熔炼》课程教学大纲课程代码:050141002课程英文名称:Casting Alloy and Smelting课程总学时:56讲课:48实验:8上机:0适用专业:材料成型及控制工程专业大纲编写(修订)时间:2017、7一、大纲使用说明(一)课程的地位及教学目标《铸造合金及其熔炼》课试材料加工及控制工程专业的骨干课之一,本课程的教学目的是使学生掌握常用铸铁的成分、组织、性能及其内在联系,掌握铸铁结晶凝固的基本原理及结晶凝固过程对组织形成的影响,掌握铸铁熔炼的基本原理,了解各种铸铁的生产方法及冲天炉的操作工艺,为获得合格的铸铁件奠定合金及熔炼方面的基础。
掌握铸造碳钢、低合金钢、高合金钢的化学成分、金相组织、力学性能的关系,掌握铸钢结晶凝固的基本原理及结晶凝固过程对组织形成的影响,掌握合金元素在铸钢中的作用,掌握炼钢工艺特点,了解炼钢设备的基本构造。
掌握常用的铸造铝合金、铸造铜合金的成分、组织、性能及应用的关系,掌握合金的铸造性能及熔炼工艺原理的基础知识,常用合金及其典型熔炼工艺。
了解铸造镁合金、钛合金的基本知识。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求(1).掌握常用铸铁的成分、组织、性能及其内在联系的规律性,掌握铸铁结晶凝固的基本原理及结晶凝固过程对组织形成的影响,掌握常用合金元素的作用。
(2).了解孕育机理、球化机理及固态石墨化机理,了解各种铸铁的生产方法。
(3).掌握冲天炉熔炼的基本原理和获得高温优质铁水的途径。
(4).了解冲天炉的结构、操作工艺和熔炼过程的控制方法。
(5).全面、系统的讲授常用的铸造碳钢及铸造合金钢的牌号、化学成分、组织与性能,掌握铸铁结晶凝固的基本原理及结晶凝固过程对组织形成的影响,阐明铸态组织的形成机理和热处理方法。
(6).介绍国内外在铸钢材料方面的研究成果、发展方向及动态,以扩大思路,开阔眼界。
(7).讲授电弧炉炼钢及感应炉炼钢的工艺过程,阐明炼钢过程中各期主要的物理化学反应,对钢水质量和铸件质量的影响。