铸铁的分类及应用

铸铁的分类与编号(2)非铁金属的分类与牌号(1)(1)40MnB9SiCr0Cr13(2)HT100QT700-2(3)KTH300-5KTZ300-6牌号识别1.蠕墨铸铁的编号2.铝及铝合金的编号3.铜及铜合金的编号4.钛及钛合金的编号本课内容•铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁基合金。•铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉等优点，因而是应用最广泛的材料之一。前言铸铁的分类及牌号一、箱体类零件材料选择1、箱体类工作条件主要承受压应力，也承受一定的弯曲应力和冲击力2、箱体力学性能要求及选材足够刚度、强度和良好的减震性选用灰铸铁HT200加工路线：铸造毛坯→去应力退火→划线→机械加工•例如，机床床身、内燃机的汽缸体、缸套、活塞环及轴瓦、曲轴等都可用铸铁制造.铸铁曲轴内燃机汽缸柴油机缸套⑵耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。⑶消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。⑷铸造性能好。由于铸铁硅含量高,成分接近于共晶.⑸切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。3、铸铁的性能特点⑴力学性能低。由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，且易导致应力集中。铸铁与铸钢的强度比较铸铁的石墨化概念：铸铁结晶过程中石墨的形成过程1、化学成分C促进石墨化，Si强烈促进，S阻碍石墨化，Mn与S生成MnS减弱S的阻碍性，所以Mn间接起到促进石墨化作用2、冷却速度铸铁冷却速度越慢，越有利于石墨化的进行铸铁是含碳量大于2.11％的铁碳合金。工业常用铸铁，含碳量2.5％-4％，含有Si、Mn、S、P等元素铸铁的概述根据石墨形态不同分为4种1、灰铸铁2、球墨铸铁3、蠕墨铸铁4、可锻铸铁表5-1铸铁的分类与牌号表示方法铸铁名称石墨形态基体组织编号方法牌号实例灰铸铁片状FHT+一组数字数字表示最低抗拉强度值，单位MPa。“HT”表示灰铸铁代号。HT100F+PHT150PHT200可锻铸铁团絮状FKTH+两组数字KTB+两组数字KTZ+两组数字KTH300-06表F心PKTB350-04PKTZ450-06KTH、KTB、KTZ分别为黑心、白心、珠光体可锻铸铁代号；第一组数字表示最低抗拉强度值，MPa；第二组数字表示最低伸长率值，%表5-1铸铁的分类与牌号表示方法（续）铸铁名称石墨形态基体组织编号方法牌号实例球墨铸铁球状FQT+两组数字第一组数字表示最低抗拉强度值，MPa；第二组数字表示最低伸长率值，%。“QT”表示球墨铸铁代号QT400-15F+PQT600-3PQT700-2蠕墨铸铁蠕虫状FRuT+一组数字数字表示最低抗拉强度值,MPa。“RuT”表示蠕墨铸铁代号RuT260F+PRuT300PRuT4201、灰铸铁的组织与性能灰铸铁与钢相比，力学性能较低，但具有一定优良性能：灰铸铁铸造性能良好、减磨性好，减震性好，切削加工性能良好、缺口敏感性较低，灰铸铁强度塑性很低、抗拉强度与硬度与钢接近。基本组织铁素体、铁素体+珠光体、珠光体3种灰铸铁2.灰铸铁的牌号及用途牌号：HT+一组数字例：HT150，HT200应用：主要制造支架、底座、箱体、床身、工作台、汽缸体热处理：消除内应力退火，消除铸件白口组织，改善切削加工性的退火，表面淬火。将铁水经过球化退火后而制成，强度、塑性提高组织：铁素体、铁素体+珠光体、珠光体、回火索氏体／贝氏体（调制或等温淬火）应用：可制造负荷较大、受力较复杂的零件，可代替钢制造某些重要零件如柴油机曲杆、连杆、齿轮、机床主轴牌号：QT+两组数字例：QT700（最低抗拉强度值）-2（断后伸长率为2％）熔炼工艺、锻造工艺要求高球墨铸铁石墨成团絮状，比灰铸铁强度高、塑性和韧性好，但不可锻生产过程：先铸造白口铸铁，接着进行长时间的石墨化退火牌号：KTH（黑心可锻铸铁）／KTZ（珠光体可锻铸铁）+两组数字例：KTH300（最低抗拉强度）-06（最低断后伸长率）应用：制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁及中小型零件，可铸造数十克或壁厚在2mm以下的铸件。黑心可锻铸铁可制造水管弯头、三通管件、低压阀门、扳手、农具、汽车后桥壳、轮壳等，珠光体可锻铸件制造耐磨零件，曲柄、连杆、齿轮等。可锻铸铁是新型铸铁，石墨以蠕虫状存在牌号：RuT+一组数字（最低抗拉强度）例：RuT420蠕墨铸铁•概念：•为满足不同要求，通过加入各种不同合金元素形成的具有特殊性能的铸铁•加入Cu、Si、Mn、Mo、P、Ti、V、Cr等元素——耐磨铸铁；•加入Si、Al、Cr等元素使铸铁表面形成氧化膜，防止高温氧化的耐热铸铁；•加入Si、Al、Cr、Ni、Cu等元素的耐蚀铸铁。合金铸铁（一）灰铸铁灰铸铁是指石墨呈片状分布的灰口铸铁。其产量约占铸铁总产量的80%以上。1、组织灰铸铁的组织是由液态铁水缓慢冷却时通过石墨化过程形成的，其基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。铸铁的特性及用途灰铸铁齿轮箱灰铸铁的显微组织铁素体灰铸铁珠光体灰铸铁铁素体加珠光体灰铸铁石墨片的三维形貌常对灰铸铁进行孕育处理，以细化片状石墨。常用的孕育剂有硅铁和硅钙合金。经孕育处理的灰铸铁称为孕育铸铁。孕育处理前孕育处理后硅铁硅钙•2.热处理•热处理只改变基体组织，不改变石墨形态。•灰铸铁强度只有碳钢的30~50%，热处理强化效果不大。•灰铸铁常用的热处理有：•①消除内应力退火(又称人工时效)•②消除白口组织退火•③表面淬火灰铸铁件汽缸套活塞环•3.用途•制造承受压力和震动的零件,如机床床身、各种箱体、壳体、泵体、缸体。大型船用柴油机汽缸体(HT-300)重型机床床身(HT-250)变速箱体可锻铸铁石墨化退火工艺曲线•（二）可锻铸铁•石墨呈团絮状的灰口铸铁，是由白口铸铁经石墨化退火获得的。•1、组织：基体(F、P)＋团絮状G•铁素体基体可锻铸铁又称黑心可锻铸铁。•2、性能：强度为碳钢的４0~７0%，接近于铸钢。•名为可锻，实不可锻可锻铸铁的显微组织黑心可锻铸铁珠光体可锻铸铁可锻铸铁的石墨化退火•3、用途•用于制造形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件，如汽车、拖拉机的前后轮壳、管接头、低压阀门等。可锻铸铁管件•（三）球墨铸铁•石墨呈球形的灰口铸铁。由液态铁水经石墨化得到.•1、组织：基体（F、F+P、P）+球状G•球状石墨是液态铁水经球化处理得到的。•球化剂为镁、稀土和稀土镁。硅铁硅钙稀土镁为避免白口，并使石墨细小均匀，在球化处理同时还进行孕育处理。常用孕育剂为硅铁和硅钙合金。球墨铸铁的显微组织铁素体加珠光体球墨铸铁铁素体球墨铸铁珠光体球墨铸铁球墨铸铁中的石墨球•2、性能与热处理•强度是碳钢的70~90%。球墨铸铁的突出特点是屈强比(0.2/b)高,约为0.7~0.8,而钢一般只有0.3~0.5。球墨铸铁可进行各种热处理,如退火、正火、淬火加回火、等温淬火等。•球墨铸铁的热处理特点是：•①奥氏体化温度比碳钢高，由于硅含量高;•②淬透性比碳钢高;•③奥氏体中碳含量可控。制品(轧辊与辊环)组织贝氏体基球墨铸铁•3、用途•承受震动、载荷大的零件，如曲轴、传动齿轮等。核燃料贮存运输容器(QT350-22)铸铁曲轴•（四）蠕墨铸铁•蠕墨铸铁是20世纪60年代发展起来的一种新型铸铁.•蠕墨铸铁是液态铁水经蠕化处理和孕育处理得到的.•蠕化剂为稀土硅铁镁合金、稀土硅铁合金、稀土硅铁钙合金等。蠕墨铸铁的组织：基体（F、F+P、P）+蠕虫状G蠕墨铸铁中的石墨蠕墨铸铁的显微组织蠕墨铸铁中的石墨珠光体基体铁素体基体•蠕墨铸铁的强度、塑性和抗疲劳性能优于灰铸铁，其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。灰铸铁灰铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁•蠕墨铸铁常用于制造承受热循环载荷的零件和结构复杂、强度要求高的铸件。如钢锭模、玻璃模具、柴油机汽缸、汽缸盖、排气阀、液压阀的阀体、耐压泵的泵体等。玻璃模具制动鼓学习内容1.铝及铝合金的分类与牌号；2.铜及铜合金的分类与牌号；3.钛及钛合金的分类与牌号；一、铝及铝合金1.纯铝塑性好、强度与硬度低，一般不适合做结构材料，但是其密度低、导电导热性优良，抗大气腐蚀能力强，主要用来制作电线电缆等。牌号：用1XXX系列表示，当铝的最低质量分数精确到0.01%时，牌号的后两位数字就是铝的最低质量分数中小数点的后两位。如牌号1060对应的99.6%。2.铝合金（1）变形铝合金含合金元素少，塑性优良，分为可热处理变形铝合金和不可热处理变形铝合金。根据其性能又分为防锈铝合金(LF)、硬铝合金(LY)、超硬铝合金(LC)和锻铝合金(LD)。（2）铸造铝合金熔点比变形铝合金低、铸造流动性好，可制造形状复杂的铸件，但是其强度和塑性、韧性较差，一般需要进行变质处理。铸造铝合金牌号是用ZL与三个数字表示，第一个数字表示铸造铝合金的类别（1为铝-硅系、2为铝铜系、3为铝镁系、4为铝锌系），第二位数字和第三位数字表示合金的顺序号。如ZL101.铸造铝合金的牌号由牌号Z加Al和合金元素符号及其表示平均质量分数的数字组成，例如ZAlSi12表示硅的质量分数为12%的铸铝合金常用铸造铝合金活塞(裙部为铝硅合金)汽缸头Al-Cu鼓风机密封件等(ZL102、301)大型空压机活塞(ZL401)常用形变铝合金①防锈铝合金主要是Al-Mn和Al-Mg系合金卫星天线（LF2）主要是Al-Cu-Mg系合金，并含少量Mn。飞机翼梁(腹板为硬铝合金)②硬铝合金常用形变铝合金③超硬铝合金属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。飞机主起落架④锻铝合金Al-Cu-Mg-Si系合金Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金压气机叶片二、铜及铜合金纯铜呈紫色，故称紫铜，纯铜的强度和硬度都不高，但塑性很好，适合深冲压压力加工。其导热和导电性能优良，在所有金属中仅次于铜。化学稳定性好，在大气和海水中具有良好的耐腐蚀性。牌号由T1、T2、T3分别表示杂质总量的为0.05%和0.10%和0.30%。无氧铜TU1、TU2。……紫铜黄铜青铜白铜2.铜合金（1）黄铜是指锌（Zn）为主要元素的铜合金。黄铜按成分分为普通黄铜和特殊黄铜。普通黄铜的牌号为为H加两位数字（铜的质量白分数）。例如H62特殊黄铜的牌号如HPb59-1表示铜的质量分数为59%，铅的质量分数1%，其余为锌的铅黄铜。铸造黄铜的具有良好的铸造性能，其熔点低，流动性好，铸造铜合金以字母Z加“Cu”再加主要合金元素的化学符号及其质量分数的百分数表示。例如ZCuZn38黄铜制品（2）白铜是指镍（Ni）为主要元素的铜合金。一般呈银白色，镍含量越高，颜色越白。可分为普通白铜和特殊白铜。普通白铜的牌号为B加数字。例如B30表示镍的质量分数为30%，铜的质量分数为70%。特殊白铜的牌号是在B之后标出去除镍以外的主要合金元素符号，并在其后分别标明镍及合金质量分数的百分数，例如BZn15-20表示镍的质量分数为15%，锌的质量分数为20%，其余为铜的铅白铜。白铜制品白铜件白铜型材铝白铜白铜一帆风顺船康铜热偶（3）青铜原指以Sn为主要合金元素的铜合金，因其外观呈银青灰色而得名。现在则泛指除了黄铜和白铜以外的铜合金。按合金元素的不同，青铜不同：锡青铜、铅青铜、硅青铜、铍青铜、钛青铜等。按加工方法分可分为加工青铜和铸造青铜。加工青铜的牌号为字母Q加合金元素符号再加数字，例如QSn4-3表示锡的质量分数为4%，含其他合金元素的质量分数为3%。三、钛及钛合金1.纯钛呈银白色，密度为4.5g/cm3。纯钛的强度低、塑性好，容易与空气中的氧、氮结合而在材料表面形成一层致密的氧化膜和氮化物薄膜，其稳定性很高。牌号为TA1、TA2、TA42.钛合金分为α型钛合金、β型钛合金和α+β型钛合金。型钛合金钛合金卫星框架钛合金液下泵型钛合金β钛合金眼镜架+型钛合金