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时间:2021-01-19 01:25  编辑:宾川EMS

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铸造合金

①铸铁是指含碳量大于2.14%或者组织中具有共晶组织的铁碳合金

③铁碳相图p3

④铸铁中硅的含量一般在0.8%~3.5%之间。硅的作用有:①共晶点和共析点含碳量随硅量

的增加而减少;②硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区;③共晶和共析温度范围改变;④硅量的增加,还缩小了相图上的奥氏体区

⑤碳当量和共晶度的意义及表达式p7

答:碳当量:CE=C+1/3(Si+P)将合金元素对共晶点碳量的影响折算成铸铁碳量的增减,折算后的值称为碳当量

共晶度:Sc=C铁/C’C=C铁/(4.26%-1/3(Si+P))铸铁偏离共晶点的程度还可用铸铁的实际含碳量和共晶点实际含碳量的比值来表示,这个比值被称为共晶度

⑥铸铁从液态转变成固态的一次结晶过程中,包括初析和共晶凝固两个阶段。具体的内容

有:初析石墨或初析奥氏体的形成及其形貌;共晶凝固,共晶团以及共晶后期组织的形成;碳化物的形成及其特征

⑦共晶团:以每个石墨核心为中心说形成的这样一个石墨--奥氏体两相共生生长的共晶晶

粒称为共晶团

⑧石墨分布及形成条件(重点)P17 (有两张图片判断类型,写出形成条件)

⑨球状石墨的形成条件:球状石墨生长的两个必要条件是铁液凝固时必须有较大的过冷度

和较大的铁液与石墨间的界面张力。

⑩球墨的长大:包括两个阶段,在熔体中直接析出核心并长大;形成奥氏体外壳,在奥氏体外壳包围下成长

⑪球状石墨的形成机理:主要包括石墨晶核的产生及其性质,球状石墨的长大以及球化元素的作用三个方面

⑫灰铸铁通常是指断面呈灰色,其中的碳主要以片状石墨形式存在的铸铁

⑬石墨对灰铸铁强度造成的影响:一方面由于它在铸铁中占有一定量的体积,使金属基体承受负荷的有效截面积减少;另一方面,更为重要的是,在承受负荷时造成应力集中现象。前者称为石墨的缩减作用,后者称为石墨的缺口作用

⑭石墨的缺口作用主要取决于石墨的形态和分布;石墨的缩减作用取决于石墨的大小,数量和分布;灰铸铁的硬度决定于基体

⑮影响铸铁铸态组织的因素:冷却速度的影响,化学成分的影响,铁液的过热和高温静置的影响,孕育的影响,气体的影响,炉料的影响

⑯铸铁的孕育处理:铁液浇注以前,在一定的条件下,向铁液中加入一定量的物质以改变铁液的凝固过程,改善铸态组织,从而达到提高性能为目的的处理方法

⑰孕育处理的目的:促进石墨化,降低白口倾向;降低断面敏感性;控制石墨形态;消除过冷石墨;适当增高共晶团数和促进细片状珠光体的形成,从而达到改善铸铁的强度性能和其他性能的目的。

⑱提高灰铸铁性能的主要途径:合理选定化学成分,进行孕育处理,低合金化

⑲不同形状石墨的获得主要是通过控制和改变石墨的生长条件来达到的。例如:球墨铸铁及蠕墨铸铁是通过对铁液进行一定的变质处理(球化或蠕化处理)来改变一次结晶时石墨的形核和生长条件,使其长成球状或蠕虫状的;而可锻铸铁是利用Fe3c的介稳定性,通过热处理使Fe3c在高温下分解,碳原子在固态条件下扩散聚集而成为团絮状石墨的。⑳球墨铸铁的生产过程包括以下几个环节:熔炼合格的铁液,球化处理,孕育处理,炉前检验,浇注铸件,清理及热处理,铸件质量检验

21在选择碳硅含量时,应按照高碳低硅的原则

22衡量石墨球化状况的标准是球化率,石墨球径和石墨球的圆整度

23球墨铸铁的孕育处理p61

24球墨铸铁的凝固特点:球墨铸铁有较宽的共晶凝固温度范围,球墨铸铁的糊状凝固特性,球墨铸铁具有较大的共晶膨胀

25铸铁热处理的特点:铸铁是Fe-C-Si三元合金,其共析转变有一较宽的温度范围;铸铁组织的最大特点是有高碳相,它在热处理过程中虽无相变,但却会参与基体组织的变化过程;铸铁中的杂质含量较钢为高,在一次结晶后共晶团的晶内和晶界处成分往往会有较大的差异

26球墨铸铁的退火处理的目的和工艺:退火的目的是去除铸态组织中的自由渗碳体及获得铁素体球墨铸铁。工艺:分别采用高温石墨化退火和低温石墨化退火的两种方式。高温石墨化退火是将铸件加热到A C3以上50~100℃(通常为900~950℃)温度,保温时间依自由渗碳体分解速度而定,通常为2~4h。高温石墨化退火终了时,铸铁组织由球状石墨和奥氏体组成。

27可锻铸铁是将一定成分的白口铸件毛坯退火处理,使白口铸铁中的渗碳体分解成为团絮状石墨,从而得到由团絮状石墨和不同基体组织组成的铸铁。比起灰铸铁来说,由于石墨形状的改善,使这种铸铁具有较高的强度,同时还兼有良好的塑形和韧性,因而有它独特的应用场合。

28铁素体可锻铸铁的退火过程升温阶段,石墨化第一阶段,中间冷却阶段,第二阶段石墨化,冷却阶段p87

29加速可锻铸铁石墨化的措施:正确选定铁液成分,适当提高退火温度,增加铸件凝固时的冷却速度,正确设计和选用退火炉,孕育处理

30冷硬铸铁:冷硬铸铁是通过一定的工艺方法,使铸件激冷层的组织形成白口或麻口,铸件内部组织仍保持灰口的铸铁

31冷硬铸铁的生产工艺:主要有两种,一种是在铸件需要激冷部位放置蓄热系数大的铸型,如金属型和石墨型;另一种是采用复合铸造的方法,先浇入一种成分的金属液,隔一定的时间,再浇入另外一种成分的金属液,两种金属通过冶金结合形成一个整体

32一般M3C型碳化物为连续网状或板砖形貌,而M7C3和M23C6型碳化物为条状和条块状形貌

33铸铁在高温下的生长(三点)p129 10分

34冲天炉内焦炭燃烧的基本规律(三点,可能考填空)

35焦炭燃烧的一般过程:加热着火,动力燃烧,扩散燃烧

36冲天炉强化熔炼的主要措施:预热送风,富氧送风,除湿送风

37碳钢铸件的铸态组织的特征是晶粒粗大,有些情况下还存在魏氏体(或网状)组织。38铁素体形态有粒状,条状(魏氏体)和网状

39通过适当的热处理(退火和正火),魏氏体或网状组织即会转变为粒状组织,从而使钢的性能得到提高。(可能考填空)

40碳钢铸件热处理的目的是细化晶粒,消除魏氏体(或网状组织)和消除铸造应力。热处理方法有退火,正火加回火

41锰在低合金钢中的主要作用是提高钢的淬透性,它是在一些合金元素中提高淬透性方面最强的

42同时获得高强度和高韧性的途径是:低含碳量,多种合金元素复合强化,多阶段热处理,钢液处理

43低合金钢铸件的主要热处理方式是淬火+回火和正火+回火

44水韧处理:沿奥氏体晶界析出的碳化物降低钢的韧性,为消除碳化物,将钢加热至奥氏体温度,并保温一段时间,使铸态组织中的碳化物基本都固溶到奥氏体中,然后在水中进行淬火(通常称为水韧处理),从而得到单一的奥氏体组织。P212

45炼钢的目的和要求:将炉料熔化成钢液,并提高其过热温度,保证浇注的需要;将钢液中的硅,锰和碳的含量,控制在规格范围内;降低钢液中的有害元素磷和硫,使其含量降低到规定限度以下;清除钢液中的非金属夹杂物和气体,使钢液纯净

46炼钢工艺过程和要点

补炉:目的是修补炉底和炉壁被侵蚀和被碰坏的部位,要点是:炉温高,操作快,补炉薄配料和装料:

熔化期:熔化期的任务是将固体炉料熔化成钢液,并进行脱磷

氧化期:氧化期的任务是脱磷,去除钢液中的气体和夹杂物,并提高钢液的温度

还原期:还原期的任务是脱氧,脱硫和调整钢液温度及化学成分

出钢

47 脱氧有两种方法,沉淀脱氧法和扩散脱氧法。现在炼钢炉都采用沉淀脱氧法与扩散脱氧法相结合的方法,即先用锰进行沉淀脱氧,再用碳和硅进行扩散脱氧,最后在用铝进行沉淀脱氧

48 细化共晶钢的变质处理不能同时细化初晶硅,对于有大量初晶硅的过共晶合金,必须采用加磷细化初晶硅,提高力学性能。

49 铝合金自己补充

平时作业

1.铸铁中硅的含量以及铁石墨相图的影响。

答:硅的含量在0.8%~3.5%之间。

硅的作用有:①共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少;②硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区;③共晶和共析温度范围改变;④硅量的增加,还缩小了相图上的奥氏体区

2.碳当量和共晶度的表达式以及它们的意义。

答:碳当量:CE=C+1/3(Si+P)将合金元素对共晶点碳量的影响折算成铸铁碳量的增减,折算后的值称为碳当量

共晶度:Sc=C铁/C’C=C铁/(4.26%-1/3(Si+P))铸铁偏离共晶点的程度还可用铸铁的实际含碳量和共晶点实际含碳量的比值来表示,这个比值被称为共晶度

3.铸铁的一次结晶过程。

答:包括初析和共晶凝固两个阶段。具体的内容有:初析石墨或初析奥氏体的形成及其形貌;共晶凝固,共晶团以及共晶后期组织的形成;碳化物的形成及其特征

4.球状石墨的形成条件以及长大过程。

答:①球状石墨的形成条件:铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的铁液与石墨间的界面

张力。②球墨的长大:包括两个阶段,在熔体中直接析出核心并长大;形成奥氏体外壳,在奥氏体外壳包围下成长

5.石墨分布分类及形成条件。

答:①片状(A型):片状石墨均匀分布

石墨形核能力强,冷却速度慢,过冷度小

②菊花状(B型):片状与点状石墨聚集成菊花状分布

实际上中心是D型,外围是A型,开始时过冷度大,成核条件差,先出D型,后期放出凝固潜热,过冷度减少析出A型

③块片状(C型):部分带尖角块状、粗大片状初生石墨

过共晶成分,慢冷时形成的初析石墨

④枝晶点状(D型):点、片状枝晶间石墨呈无向分布

碳当量低,成核条件差,初析奥氏体多,冷却速度块,过冷度大

⑤枝晶片状(E型):短小片状枝晶间石墨呈有方向分布

碳当量较形成D型更冷,但冷却较慢,共晶凝固时液体数量已很少,故呈方向性分布(取决于初析奥氏体)

⑥星状(F型):星状(或蜘蛛状)与短片状石墨混合均匀分布

过共析成分,快冷时形成

6.球墨铸铁的生产过程。

答:熔炼合格的铁液,球化处理,孕育处理,炉前检验,浇注铸件,清理及热处理,铸件质量检验

7.球化率、石墨球径的定义。

8.球墨孕育处理的目的及凝固过程。

答:

9.铸铁热处理的定义。

10.可锻铸铁的定义及其退火过程。

11.石墨对灰铸铁基体强度的影响。

12.影响铸铁铸态组织的因素。

13.什么叫孕育处理?孕育处理的目的。

14.提高灰铸铁的主要途径。

15.冷硬铸铁的概念及特点。

16.铬系白口铸铁的碳化物类型及形貌。

17.铸铁在高温下的生产特点。

。

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