灰铸铁金相分析.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,二、,Fe,I,C,双重相图,1,、各点的温度、含碳量、意义,2,、各线的名称、意义,3,、各面的名称、意义,1,）,5,个单相区,2,）,7,个两相区,3,）,3,个三相区,三、铸造的优点,1,、重量：非常小、非常大的零件；,2,、尺寸：非常短、非常长的零件；,3,、结构：非常复杂，无法加工的零件；,4,、可以利用某些合金的特性；,5,、可以实现小无车削加工。,4,、基本计算,1,）共晶点碳量,考虑各元素对相图中共晶点的影响后，共晶点的实际含碳量，称为共晶点碳量。,Cc%=4.26%-1/3(Si+P)%,比较方法,:,过共晶,C%,=,Cc%,共晶,亚共晶,例,1,：,C 3.2,Si 1.9 Mn 0.8 P 0.12 S 0.12,Cc%=4.26%-1/3(Si+P)%=Cc%=4.26%-1/3(1.9+0.12)%=4.26%-0.67%=3.59%,因为,3.2%,3.38%,，所以该铸铁是,过共晶,2,）碳当量,比较方法,:,过共晶,CE=4.26,共晶,亚共晶,例,1,：,C 3.2,Si 1.9 Mn 0.8 P 0.12 S 0.12,CE=,C+1/3(Si+P)%=3.2%+1/3(1.9+0.12)%,=3.2%+0.67%=3.87%,因为,3.87,4.26%,，所以该铸铁是,过共晶。,3,）共晶度,比较方法,:,过共晶,Sc =1,共晶,亚共晶,例,1,：,C 3.2,Si 1.9 Mn 0.8 P 0.12 S 0.12,Sc=,C/4.26-1/3(Si+P)%=3.2%/,4.26-1/3(1.9+0.12)%,=3.2%/4.26-0.67%=3.2%/3.59%=0.89,因为,0.89,1,，所以该铸铁是,过共晶,5,、铸铁的分类,1,）白口铸铁,（,1,）白口铸铁的基本组织,碳除少量溶于铁素体外，绝大部分以碳化物的形式存在于铸铁中，断口呈银白色，金相组织为珠光体,+,莱氏体。图,1.1,为亚共晶白口铸铁金相组织。,（,2,）白口铸铁的特点是硬而脆，很难加工。在实际生产中，可利用白口铸铁硬度高的特点，制造一些高耐磨性的零件和工具。,例如：农具（如犁铧等），球磨机的衬板和磨球，抛丸机的叶片以及电厂灰渣泵及磨煤机的磨损件等。另外还可铸成具有一定深度的白口表面层，而心部则为灰口组织的“冷硬铸铁件”，最常见的冷硬铸铁件有轧辊和矿车车轮等,（,3,）白口铸铁的金相检验,a,、白口层深度,b,、白口区的石墨,c,、白口组织,2,）麻口铸铁,麻口铸铁具有白口和灰口的混合组织，断口呈灰、白色交错。其金相组织为,珠光体,(P)+,铁素体,(F)+,化合物,(Fe,3,C),+,石墨,(G),。,这种铸铁由于既不利于机械加工，又无特殊优异的使用性能，故一般很少使用。,3,）灰口铸铁：在铸铁的金相组织中，碳以石墨的形态存在，这种铸铁称为灰口铸铁。,根据石墨的形态不同又分为：,石墨形态：片状,灰铸铁,蠕虫状,蠕墨铸铁,球状,球墨铸铁,絮状,可锻铸铁,石墨的形态：,五、灰铸铁,1,、灰铸铁的定义：在铸铁的金相组织中，,碳以片状石墨的形式存在，这种铸铁称为灰铸,铁。,2,、灰铸铁的分类：,3,、灰铸铁的生产,4,、灰铸铁的牌号：,其中：,HT100 HT150 HT200,为普通灰铸铁,HT250 HT300 HT350,为孕育铸铁,5,、灰铸铁的化学成分一般为：,2.8%,3.9%C,，,1.2%,3.0%Si,，,0.4%,1.2%Mn,，,P0.3%,，,S0.15%,。,该铸铁大量地应用于各种机械零件，是应,用最广泛的铸造材料。,6,、孕育铸铁,1,）孕育铸铁的熔制原理：就是在低碳硅的铁,液中，若不进行孕育处理，铸铁中就会出现晶,间石墨或麻口、白口组织；若在炉前加入少量,孕育剂进行孕育处理，孕育剂熔入铁液中，促,进石墨核心形成，使铸铁中的石墨少而细小，,弯曲并均匀分布，同时基体组织中基本都是细,珠光体，从而使铸铁的强度进一步提高。,孕育处理：已成为生产重要灰铸铁件不可缺少,的手段。,孕育铸铁作用的机理说法很多，下面介绍一些主要论点。,（,1,）核心学说,孕育剂加入铁液后，能在较短的时间内促使大量的石墨非自发形核。如,SiFe,、,SiCa,等孕育剂加入铁液后，大量迅速地形成大量的弥散性很强的质点，其中很多质点符合石墨成核条件，从而形成石墨核心。,硅铁加入铁液后，形成石墨核心的过程如图,3.20,所示。,（,2,）温度起伏、浓度起伏学说,孕育剂加入铁液后，首先要吸热熔化，造成铁液局部温度降低，形成所谓的温度起伏，另外孕育剂的熔化，使铁液出现大量、分散的高硅区，硅大大降低了碳在铁液中的溶解度，促使碳原子的析出，形成所谓的浓度起伏。这样在铁液中出现了强烈的温度起伏和浓度。,在温度起伏和浓度起伏的双重作用下，在总体过冷度不大的情况下，结晶就开始了。,2,）孕育剂,（,1,）孕育剂的种类,a,、,75SiFe 74,79%Si,b,、,Si-Ba,合金,60,65%Si,，,4,6%Ba,c,、,Si-Sr,合金,73,78%Si,，,0.6,1.2%Sr,d,、,Si-Ca,合金,60,65%Si,，,25,30%Ca,e,、,Si-Zr,合金,f,、稀土合金,目前，孕育剂已经商品化，用的最多的是,FeSi75,合金，近几年发展了增加锶、铈、钡、钛、锆、稀土等特效孕育剂。,（,2,）孕育剂的加入量,与铁液成分、温度及氧化程度、铸件壁厚、冷却速度、孕育剂的类型及孕育方法有关。一般情况下，铁液要求牌号越高，则需要加入孕育剂的量越大。孕育剂的加入量一般为,0.2%,0.7%,。如果选用强效孕育剂，加入量可适当降低。,（,3,）孕育方法,a,、一次冲入法：在出铁的同时，在出铁槽的上方将一定粒度的孕育剂（粒度大小随浇包大小而定，一般为,5,10mm,）均匀地加入，这种方法称为一次孕育法。,此法的优点是：操作方便，简单易行。缺点是：孕育剂消耗大；容易发生孕育衰退。,b,、瞬时孕育法：尽量缩短从孕育到凝固的时间，可最大程度地防止孕育衰退，最大程度地发挥孕育的效果。,六、灰铸铁的金相检验,1,、灰铸铁金相组织中石墨的检验,1,）石墨分布,（,1,）分布特征,均匀无向性分布,（,2,）形成条件,a,、共晶成分（亚共晶）,b,、冷速较慢,（,3,）对性能的影响,好,（,1,）分布特征,菊花状分布,（,2,）形成条件,a,、共晶成分（比,A,低）,b,、冷速较快,（,3,）对性能的影响,较好,1,、分布特征,板条状分布,2,、形成条件,1,）过共晶成分,2,）冷速慢,3,、对性能的影响,不好（,1,）（,2,）,a,、,b,、（,3,）,（,1,）分布特征,晶间无向性分布（点状石墨）,（,2,）形成条件,a,、亚共晶成分,b,、冷速快,（,3,）对性能的影响,不好（现在观点：好）,（,1,）分布特征,晶间有向性分布,（,2,）形成条件,a,、亚共晶成分（比,D,低）,b,、冷速较慢,（,3,）对性能的影响,不好,（,1,）分布特征,星状分布,（,2,）形成条件,a,、过共晶成分,b,、冷速较快,（,3,）对性能的影响,不好,2,）根据石墨尺寸的大小，将,A,型石墨分为八级，见下表。,2,、灰铸铁基体组织的检验,1,）珠光体数量：,2,）碳化物的分布形态和数量,1-6,级,碳,1,碳,3,碳,5,碳,10,碳,15,碳,20,碳化物的形态：,3,）磷共晶类型分布形态和数量,二元磷共晶,FeFe3P,三元磷共晶,FeFe3PFe3C,1-6,级,磷,1,磷,2,磷,4,磷,6,磷,8,磷,10,磷共晶的形态：,4,）灰铸铁共晶团的检验,七、金相试样的制备：,1,、浇注金相试样 直径,20,、长度,20-30,。,2,、从铸件上提出 具体位置由供需双方确定。,3,、镶嵌试样,4,、金相试样的制备,1,）切平、磨平。,2,）倒角。,3,）在砂纸上磨平。,砂纸号,100,、,150,、,200,、,280,、,400,、,600,4,）当磨制的平面上划痕是一个方向时，就换更细一个号的砂纸，每换一个号的砂纸要进行清洗，且旋转,90,度。,5,）清洗、抛光,