有关材质培训.ppt
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1、铸铁熔炼基本知识,熔解的目的 灰铁与球铁主要的性能特征及成因 影响铸件性能的主要因素 合金的熔炼方式 铁水的处理,主要内容,熔解的目的,获得一定成分和一定温度的铁水,球铁和灰铁的主要性能特点及原因 (灰铁的性能特点及原因 ),强度性能差 石墨的缩减作用 灰铸铁组织中存在大量的石墨,石墨强度很低可近似认为无强度,这就使得材料的实际承载面积总比材料的实际面积要小 石墨的缺口(切割)作用灰铸铁组织中的石墨大多以片状形式存在,在石墨片的尖端有应力集中现象易导致基体过载失效,球铁和灰铁的主要性能特点及原因 (灰铁的性能特点及原因 ),硬度不稳定因受石墨的影响大硬度稳定性差,球铁和灰铁的主要性能特点及原因
2、 (灰铁的性能特点及原因 ),缺口敏感性低灰铸铁组织中存在大量的石墨,石墨的缩减作用与石墨的缺口作用使得灰铸铁缺口敏感性低,石墨片越粗大缺口敏感性越低,球铁和灰铁的主要性能特点及原因 (灰铁的性能特点及原因 ),良好的减震性大量的石墨阻止了振动的传播,将能量转化成热能而散发,球铁和灰铁的主要性能特点及原因 (灰铁的性能特点及原因 ),良好的减摩性 石墨本身具有润滑作用 石墨脱落处可存储润滑油以保证油膜完整从而提高润滑效果,球铁和灰铁的主要性能特点及原因 (球铁的性能特点及原因 ),a) 强度和硬度高 b) 具有一定的韧性 c) 优良的屈/强比 d) 较低的缺口敏感性 原因:石墨呈球状对基体割裂
3、作用弱,基体连续,球铁和灰铁的主要性能特点及原因(球铁、灰铁性能差异的根本原因),球铁、灰铁性能差异的根本原因在于石墨形状的不同,球铁和灰铁的主要性能特点及原因(球铁、灰铁性能差异的根本原因),灰铸铁中的立体片状石墨,球墨铸铁中的立体球状石墨,球铁和灰铁的主要性能特点及原因(球铁、灰铁性能差异的根本原因),球墨铸铁金相,灰铸铁金相,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),碳当w(CE)%= w (C)%+ w(Si)%/3+w(P)%/4,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),对球铁的影响 CE值过高会产生石墨漂浮现象,使夹杂物增多铸铁性能下降;CE值过低
4、易产生缩松、裂纹等缺陷,CE值在4.6-4.7%左右时易形成组织致密的铸件,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),石墨漂浮,显微缩松,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),对球铁的影响 CE值过低易产生缩松、裂纹等缺陷,CE值在4.6-4.7%左右时易形成组织致密的铸件,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),对球铁的影响 实际生产球铁时,如对性能成分无特殊要求,则原汤调质目标为C3.85% Si1.85%,球化处理后的成分约为C3.65% Si2.80%, w(CE)%= w (C)%+ w (Si)% /3=3.65%+2.80%/
5、3=4.60%,成分的选取恰恰有利于得到致密铸件,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),对球铁的影响 Si可减小铁水的白口倾向,可细化石墨,提高石墨的圆整度;但Si过高会降低铸件的韧性,提高脆性转变温度,因而在寒冷地区使用的铸件或有高韧性要求的铸件一般Si%2.80%。高Si可增强铸件高温时的耐氧化性。,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),对球铁的影响 一般球铁产品的原汤Si含量在1.651.85%左右,而Ford排气管原汤Si含量在3.103.20%左右,Si含量的增大有效的提高了排气管的高温耐氧化性,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)
6、的影响),C化物的典型形貌,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),C化物的典型形貌,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),对球铁的影响 鉴于以上原因球墨铸铁的C、Si含量一般在以下范围内取值 铁素体球铁 C:3.80-4.00% Si:2.40-2.80% 珠光体球铁 C:3.60-3.80% Si:2.20-2.60%,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),对灰铁的影响 CE值高,组织中石墨粗大,强度降低,缩松倾向减小,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),对灰铁的影响 在我们实际生产中FC15牌号原汤的C:3.
7、50%,Si:2.10% CE值为4.20%;而FC25牌号原汤的C:3.30%,Si:1.75% CE值为3.89%。由此可见在灰铁中CE值对强度有着直接的影响 JDH的部分皮带轮中间部位厚大无法利用冒口补缩,只有利用提高CE值得方法来减小缩松倾向,原汤C:3.50%,Si:1.95%此种成分已经与FC15很接近了,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),对灰铁的影响 CE值低,组织中石墨变细,强度增加,所松倾向增大,铸造性能下降,硬度增大不易加工,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),对灰铁的影响 在不改变CE值的前提下提高Si/C比,可提高铸件强度,
8、高Si可增强铸件高温时的耐氧化性,常见合金元素对铸件性能的影响 (C、Si(CE)的影响),对灰铁的影响 一般灰铸铁中C:2.60-3.60%; Si:1.20-3.00%,C、Si含量因铸件强度要求、主要壁厚的不同而分级较细,常见合金元素对铸件性能的影响 (Mn的影响),对球铁的影响 Mn具有稳定珠光体的作用,所以随Mn含量的增加铸件的强度增大,硬度增加,延伸率降低;同时Mn易形成碳化物,白口倾向大,含量过高时会在基体和共晶团边界上形成碳化物恶化铸件的力学性能,常见合金元素对铸件性能的影响 (Mn的影响),对球铁的影响 壁厚6mm的铸件及铁素体基体的铸件中一般要求Mn0.30%,在珠光体基体
9、的铸件中一般要求Mn0.60%,常见合金元素对铸件性能的影响 (Mn的影响),对球铁的影响 CMT 所有FCD45材质原汤标准对Mn的要求均在0.30以下 大金曲轴等高牌号的材质标准中Mn含量在0.60%左右,常见合金元素对铸件性能的影响 (Mn的影响),对灰铁的影响 Mn会与S结合形成MnS。因Mn和S都具有阻碍石墨化,稳定碳化物的性能,而MnS不阻碍石墨化,因此在灰铸铁中与S中和后剩余的Mn才起提高铸件力学性能的作用,常见合金元素对铸件性能的影响 (Mn的影响),对灰铁的影响 在灰铁中一般Mn含量在0.40-1.20%范围内,常见合金元素对铸件性能的影响 (Cu的影响),Cu促进形成珠光体
10、,抑制铁素体并固溶强化基体所以可以通过提高Cu的含量的方法提高铸件的机械性能,常见合金元素对铸件性能的影响 (Cu的影响),CMT生产的铸件机械性能优良,加工性能好的一个重要原因就是厂内几乎所有产品中均加入了Cu来提高铸件强度,常见合金元素对铸件性能的影响 (Cu的影响),同时Cu可促进石墨化,消除游离渗碳体,改善铸件断面组织、性能的均匀性,故在提高铸件力学性能方面Cu比Mn更具有优越性,在高牌号铸铁中因Mn的加入量受限制通常采用加入Cu的方法来提高强度。,常见合金元素对铸件性能的影响 (S的影响),对球铁的影响 S是反球化元素,球化时消耗稀土和Mg,对球化效果影响显著,通常依照原汤含S量决定
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