1、明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行第第1節節 概述概述第第2節節 金屬液態成型的工藝性能金屬液態成型的工藝性能第第3節節 常用鑄造合金常用鑄造合金第第4節節 砂型鑄造砂型鑄造第第5節節 特種鑄造特種鑄造第第6節節 鑄件結構工藝性鑄件結構工藝性明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行第一節第一節 概述概述2.1.1 鑄造的發展鑄造的發展 人類的文明進程是依人類的文明進程是依據什么而劃分的？據什么而劃分的？材料與人類文明材料與人類文明 材料應用的發展是人類發展的里程碑材料應用的發展是人類發展的里程碑：石器時代、銅器時代、鐵器時代。發展得越來越快。明德明德 礪

2、志礪志 博學博學 篤行篤行中國古代三大鑄造技術中國古代三大鑄造技術 在我國古代金屬加工工藝中，鑄造占著突出的地位，具在我國古代金屬加工工藝中，鑄造占著突出的地位，具有廣泛的社會影響，像有廣泛的社會影響，像“模范模范”、“陶冶陶冶”、“熔鑄熔鑄”、“就范就范”等習語，就是沿用了鑄造業的術語。勞動人民通過世等習語，就是沿用了鑄造業的術語。勞動人民通過世代相傳的長期生產實踐，創造了具有我國民族特色的傳統鑄代相傳的長期生產實踐，創造了具有我國民族特色的傳統鑄造工藝。其中特別是造工藝。其中特別是泥范、鐵范和熔模泥范、鐵范和熔模鑄造，稱古代三大鑄鑄造，稱古代三大鑄造技術。造技術。 泥范鑄造我國自新石器晚期

3、，就進入銅石并用時代。泥范鑄造我國自新石器晚期，就進入銅石并用時代。河北唐山等地出土的早期銅器，有鍛打成形的，也有熔鑄成河北唐山等地出土的早期銅器，有鍛打成形的，也有熔鑄成形的，說明范鑄技術在我國源遠流長，很早就發展起來。形的，說明范鑄技術在我國源遠流長，很早就發展起來。 熔模鑄造傳統的熔模鑄造一般稱失蠟、出蠟或捏蠟、熔模鑄造傳統的熔模鑄造一般稱失蠟、出蠟或捏蠟、撥蠟。它和用來制造汽輪機葉片、銑刀等精密鑄件的現代熔撥蠟。它和用來制造汽輪機葉片、銑刀等精密鑄件的現代熔模鑄造，無論在所用蠟料、制模、造型材料、工藝方法等方模鑄造，無論在所用蠟料、制模、造型材料、工藝方法等方面，都有很大不同。但是，它

4、們的工藝原理是一致的，并且面，都有很大不同。但是，它們的工藝原理是一致的，并且現代的熔模鑄造是從傳統的熔模鑄造發展而來的。現代的熔模鑄造是從傳統的熔模鑄造發展而來的。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行 金屬型鑄造鑄型材料金屬型鑄造鑄型材料從石和泥、砂改用金屬從石和泥、砂改用金屬，從一次，從一次型經多次型又改進成為耐用性更高的所謂型經多次型又改進成為耐用性更高的所謂“永久永久”型（金屬型（金屬型），在鑄造技術的歷史發展上具有重要的意義。型），在鑄造技術的歷史發展上具有重要的意義。1953年河年河北興隆鐵范的發現，證明我國早在戰國時期已經用白口鐵的北興隆鐵范的發現，證明我國早在戰國時期已經用白

5、口鐵的金屬型澆注生鐵鑄件。這批鐵范包括鋤、鐮、斧、鑿、車具金屬型澆注生鐵鑄件。這批鐵范包括鋤、鐮、斧、鑿、車具等類共等類共87件，大部完整配套。其中，鐮和鑿是一范兩件，鋤件，大部完整配套。其中，鐮和鑿是一范兩件，鋤和斧還采用了金屬芯。它們的結構十分緊湊，頗具特色。范和斧還采用了金屬芯。它們的結構十分緊湊，頗具特色。范的形狀和鑄件相吻合，使壁厚均勻，利于散熱：范壁帶有把的形狀和鑄件相吻合，使壁厚均勻，利于散熱：范壁帶有把手，以便握持，又能增加范的剛度。可以說是創造了一種中手，以便握持，又能增加范的剛度。可以說是創造了一種中國風格的金屬型，并且在那個時候已經大體定型了。近年來國風格的金屬型，并且在

6、那個時候已經大體定型了。近年來，在河南南陽、鄭州、鎮平和河北滿城、山東萊蕪等地又陸，在河南南陽、鄭州、鎮平和河北滿城、山東萊蕪等地又陸續出土漢代鐵范許多件，品種比戰國時期顯著增多，型式卻續出土漢代鐵范許多件，品種比戰國時期顯著增多，型式卻基本相同。河南泥池漢魏鐵器窖藏中還有鑄造成形鐵板和矢基本相同。河南泥池漢魏鐵器窖藏中還有鑄造成形鐵板和矢鏃的鐵范以及長達半米的大型鐵犁范。鏃的鐵范以及長達半米的大型鐵犁范。 明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行4,500 BC1,000 BC 青銅時代（青銅時代（Bronze Age）從礦石中提煉銅從礦石中提煉銅冶金業的黎明冶金業的黎明這張埃及古墓壁畫是人類

7、這張埃及古墓壁畫是人類冶金業的最早紀錄之一冶金業的最早紀錄之一明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行青銅：第一種合金青銅：第一種合金青銅，古稱金或吉金，是紅銅與其青銅，古稱金或吉金，是紅銅與其它化學元素（錫、鎳、鉛、磷等）的它化學元素（錫、鎳、鉛、磷等）的合金。合金。史學上所稱的史學上所稱的“青銅時代青銅時代”是指大是指大量使用青銅工具及青銅禮器的時期。量使用青銅工具及青銅禮器的時期。保守的估計，這一時期主要從夏商周保守的估計，這一時期主要從夏商周直至秦漢，時間跨度約為兩千年左右，直至秦漢，時間跨度約為兩千年左右，這也是青銅器從發展、成熟乃至鼎盛這也是青銅器從發展、成熟乃至鼎盛的輝煌期。的輝煌

8、期。到春秋戰國時期，齊國工匠總結科到春秋戰國時期，齊國工匠總結科技科技寫成的技科技寫成的考工記考工記一書中，提一書中，提出了金有六齊，這是世界科技史出了金有六齊，這是世界科技史上最早的冶銅經驗總結。上最早的冶銅經驗總結。 夏鉞夏鉞戈戈明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行商代青銅文化商代青銅文化明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行湖北江陵楚墓出土越王勾踐寶劍湖北江陵楚墓出土越王勾踐寶劍明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行三星堆三星堆立人像鑄于商代晚期，人像高立人像鑄于商代晚期，

9、人像高172厘米，底座高厘米，底座高90厘米，通高厘米，通高262厘米，是世界上最大的青銅厘米，是世界上最大的青銅立人像，被尊稱為立人像，被尊稱為“世界銅像之世界銅像之王王”。突目面具鑄于商代晚期，原件突目面具鑄于商代晚期，原件高高64.5厘米，寬厘米，寬138厘米，眼球柱厘米，眼球柱狀外突長達狀外突長達13.5厘米，其造型在厘米，其造型在世界上亦屬首見。世界上亦屬首見。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行銅鐘通高銅鐘通高6.75米，鐘壁厚度不等，米，鐘壁厚度不等，最厚處最厚處185毫米，最薄處毫米，最薄處94毫米，毫米，重重w約約46噸。鐘體內外遍鑄經文，噸。鐘體內外遍鑄經文，共共22.7

10、萬字。銅鐘合金成分為：銅萬字。銅鐘合金成分為：銅80.54、錫、錫16.40、鋁、鋁1.12，為泥范鑄造。為泥范鑄造。永樂大鐘永樂大鐘明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行湖南長沙砂子塘戰國凹形鐵鋤湖南長沙砂子塘戰國凹形鐵鋤ron Age（I）鐵時 器器代代中國古代鐵器中帶有球狀石墨的金相組織中國古代鐵器中帶有球狀石墨的金相組織明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行現代鑄造現代鑄造我國已成功地生產出了世界上最大的軋鋼機機架鑄鋼件我國已成功地生產出了世界上最大的軋鋼機機架鑄鋼件（重（重410t）和長江三峽電站巨型水輪機的特大型鑄件。和長江三峽電站巨型水輪機的特大型鑄件。明德明德 礪志礪志 博學博

11、學 篤行篤行明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2.1.2 鑄造的特點鑄造的特點（1）適應性廣。適應鑄鐵，碳鋼，有色金屬等材料；鑄件大小，形狀和重）適應性廣。適應鑄鐵，碳鋼，有色金屬等材料；鑄件大小，形狀和重量幾乎不受限制；壁厚量幾乎不受限制；壁厚1mm到到1m ，質量零點幾克到數百噸（三峽的水質量零點幾克到數百噸（三峽的水輪機葉輪重達輪機葉輪重達430T）。）。（2）可復雜成形。適合形狀復雜，尤其是有復雜內腔的毛坯或零件。可復雜成形。適合形

12、狀復雜，尤其是有復雜內腔的毛坯或零件。（3）成本較低。可直接利用成本低廉的廢機件和切屑，設備費用較低；在）成本較低。可直接利用成本低廉的廢機件和切屑，設備費用較低；在金屬切削機床中，鑄件占機床總重量金屬切削機床中，鑄件占機床總重量75%以上，而生產成本僅占以上，而生產成本僅占15-30%（4）但也存在一些不足，如組織缺陷，力學性能偏低，質量不穩定，工作）但也存在一些不足，如組織缺陷，力學性能偏低，質量不穩定，工作環境較差。因此，鑄件多數做為毛坯用。組織疏松、晶粒粗大，鑄件內環境較差。因此，鑄件多數做為毛坯用。組織疏松、晶粒粗大，鑄件內部常有縮孔、縮松、氣孔等缺陷產生，導致鑄件力學性能，特別是沖

13、擊部常有縮孔、縮松、氣孔等缺陷產生，導致鑄件力學性能，特別是沖擊性能較低性能較低.（發展了鑄鍛聯合工藝）污染環境。鑄造生產會產生粉塵、（發展了鑄鍛聯合工藝）污染環境。鑄造生產會產生粉塵、有害氣體和噪聲對環境的污染，比起其他機械制造工藝來更為嚴重，需有害氣體和噪聲對環境的污染，比起其他機械制造工藝來更為嚴重，需要采取措施進行控制。（特種鑄造工藝）要采取措施進行控制。（特種鑄造工藝）明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2.1.3 鑄造的定義鑄造的定義 液態材料成形技術通常稱之為鑄造液態材料成形技術通常稱之為鑄造(casting)，它是指將，它是指將液態金屬液態金屬澆注到與零件形狀相適應的鑄型型腔

14、中，待其冷卻澆注到與零件形狀相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固后，獲得凝固后，獲得具有一定形狀、尺寸和性能具有一定形狀、尺寸和性能的金屬零件或毛坯的金屬零件或毛坯的成形方法。的成形方法。 鑄造生產的金屬件稱為鑄造生產的金屬件稱為鑄件鑄件。注意注意2個過程：個過程：（1）充填型腔充填型腔；（2）凝固冷卻凝固冷卻 明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行其主要工序如下圖所示：其主要工序如下圖所示：零件技術要求零件技術要求原材料原材料造型造型熔化熔化控制調整成分控制調整成分澆注澆注凝固凝固出模出模清理、檢驗等清理、檢驗等明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行鑄造生產過程鑄造生產過程明德明德 礪志礪志 博

15、學博學 篤行篤行2.1.4 鑄造的分類鑄造的分類 目前鑄造成形技術的方法種類繁多。按目前鑄造成形技術的方法種類繁多。按生產方法生產方法分類，分類，可分為可分為砂型鑄造砂型鑄造和和特種鑄造特種鑄造。按。按合金合金分類可分為分類可分為鑄鐵、鑄鑄鐵、鑄鋼、鋁合金鑄造、銅合金鑄造、鎂合金鑄造、鈦合金鑄造鋼、鋁合金鑄造、銅合金鑄造、鎂合金鑄造、鈦合金鑄造等。等。機械類別機械類別比率/機床、內燃機、重型機器機床、內燃機、重型機器風機、壓縮機風機、壓縮機拖拉機拖拉機農業機械農業機械汽車汽車70906080507040702030明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行砂型砂型sand mould鑄造工藝流程圖

16、鑄造工藝流程圖型砂型砂molding sand配制配制砂型干燥砂型干燥工裝準備工裝準備爐料準備爐料準備合金冶煉合金冶煉芯砂芯砂core sand配制配制型芯干燥型芯干燥工藝三大塊：冶煉，造型（芯）和澆工藝三大塊：冶煉，造型（芯）和澆注注落砂落砂shakeout 清理清理cleaning 鑄件檢驗鑄件檢驗入庫入庫凝固冷卻凝固冷卻明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行澆注金屬造型、芯做木模鑄件空心圓柱的鑄造工藝流程 明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行q 實質：實質：液態金屬（或合金）充填鑄型型腔并在其液態金屬（或合金）充填鑄型型腔并在其中凝固和冷卻。中凝固和冷卻。砂型鑄造概略圖砂型鑄造概略圖明

17、德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行第二節第二節 金屬液態成型的工藝性能金屬液態成型的工藝性能12345液態金屬的充型能力液態金屬的充型能力鑄件的收縮鑄件的收縮鑄件的凝固鑄件的凝固合金的吸氣性合金的吸氣性鑄件的化學成分偏析鑄件的化學成分偏析明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2.2.1 液態金屬的充型能力液態金屬的充型能力 液態金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄液態金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力，稱為液態金屬充填鑄型的能力，簡稱件的能力，稱為液態金屬充填鑄型的能力，簡稱液態金屬的液態金屬的充型能力充型能力。 液態金屬的充型能力主要取決于金屬自身的液態金屬的充型

18、能力主要取決于金屬自身的流動能力流動能力，還受還受外部條件外部條件，如，如鑄型性質、澆注條件、鑄件結構鑄型性質、澆注條件、鑄件結構等因素的等因素的影響，是各種因素的綜合反映。影響，是各種因素的綜合反映。流動性流動性定義：定義： 液態合金液態合金充滿型腔充滿型腔，形成輪廓清晰，形狀和尺，形成輪廓清晰，形狀和尺寸寸符合要求的優質鑄件符合要求的優質鑄件的能力的能力。流動性通義是流體流動性通義是流體的流動能力，但不的流動能力，但不同學科對流動性有同學科對流動性有不同的定義，這里不同的定義，這里是材料成形學的定是材料成形學的定義。它的定義說流義。它的定義說流動性是這樣的一種動性是這樣的一種能力，這種能力

19、體能力，這種能力體現在現在2個方面：個方面：（1）充滿型腔；）充滿型腔；（2）形成符合要）形成符合要求的優質鑄件。求的優質鑄件。這個定義這個定義突出地突出地表明了流動性對表明了流動性對金屬液態成型工金屬液態成型工藝的重要性藝的重要性。如。如果流動性不好，果流動性不好，就不能充滿型腔，就不能充滿型腔，就不能形成符合就不能形成符合要求的優質鑄件。要求的優質鑄件。也說明不同的合也說明不同的合金具有不同的流金具有不同的流動性特點。在進動性特點。在進行鑄件設計和鑄行鑄件設計和鑄造工藝制定時，造工藝制定時，必須考慮合金流必須考慮合金流動性。那么，我動性。那么，我們怎樣衡量合金們怎樣衡量合金的流動性呢的流動

20、性呢？明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行螺旋形流動性試樣螺旋形流動性試樣 見下圖和表見下圖和表2-1。取澆注試樣長度做比較度量。取澆注試樣長度做比較度量。 分析表分析表2-1。鑄鐵的流動性最好，最高可達。鑄鐵的流動性最好，最高可達1800mm。 此外應注意到，化學成分有很大影響，此外應注意到，化學成分有很大影響，Wc+Si表示合金元表示合金元素的含量，素的含量，weight percent，用重量百分比度量。用重量百分比度量。 在相同的澆注工藝條件下，將金屬液澆入鑄型中，測出在相同的澆注工藝條件下，將金屬液澆入鑄型中，測出其實際螺旋線長度。澆出的試樣愈長，合金的流動性愈好。其實際螺旋線長度

21、。澆出的試樣愈長，合金的流動性愈好。如鑄鐵，主要是如鑄鐵，主要是鐵鐵Fe和碳和碳C的合的合金，還含硅金，還含硅Si等。等。 =6.2%表示表示化學成分為含碳化學成分為含碳量量C%+含硅量含硅量Si%為為6.2%，其，其余為余為Fe的鑄鐵的鑄鐵明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行 螺旋型試樣螺旋型試樣明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行合金種類 鑄型種類 澆注溫度/ 螺旋線長度/ 鑄鐵 wC+Si=6.2% wC+Si=5.9% wC+Si=5.2% wC+Si=4.2% 砂型 砂型 砂型 砂型 1300 1300 1300 1300 1800 1300 1000 600 鑄鋼 wC=0.4

22、% 鋁硅合金（硅鋁明） 鎂合金（含Al和Zn） 錫青銅（wSn10%，wZn2%） 硅黃銅（wSi=1.5%4.5%） 砂型 砂型 金屬型（300） 砂型 砂型 砂型 1600 1640 680720 700 1040 1100 100 200 700800 400600 420 1000 表表2-1 常用合金的流動性（砂型，試樣截面常用合金的流動性（砂型，試樣截面88）明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行影響合金流動性的因素影響合金流動性的因素（1）合金的流動性主要取決于它本身的化學成分。）合金的流動性主要取決于它本身的化學成分。 純金屬和共晶成分的合金，由于是在恒溫下進行結晶，液純金屬和

23、共晶成分的合金，由于是在恒溫下進行結晶，液態合金從表層逐漸向中心凝固，固液界面比較光滑，對液態合態合金從表層逐漸向中心凝固，固液界面比較光滑，對液態合金的流動阻力較小，同時，共晶成分合金的凝固溫度最低，可金的流動阻力較小，同時，共晶成分合金的凝固溫度最低，可獲得較大的過熱度，推遲了合金的凝固，故流動性最好；其它獲得較大的過熱度，推遲了合金的凝固，故流動性最好；其它成分的合金是在一定溫度范圍內結晶的，由于初生樹枝狀晶體成分的合金是在一定溫度范圍內結晶的，由于初生樹枝狀晶體與液體金屬兩相共存，粗糙的固液界面使合金的流動阻力加大，與液體金屬兩相共存，粗糙的固液界面使合金的流動阻力加大，合金的流動性大

24、大下降，合金的結晶溫度區間越寬，流動性越合金的流動性大大下降，合金的結晶溫度區間越寬，流動性越差差 。如下圖：。如下圖：明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行a）在恒溫下凝固b）在一定溫度范圍內凝固PbSb20406080204060800流動性（cm）100200300溫度（）0明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行溫度，溫度，T碳鋼碳鋼鑄鐵鑄鐵明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行Fe-C合金的流動性與狀態圖的關系合金的流動性與狀態圖的關系(a)相同過熱溫度的流動性相同過熱溫度的流動性 (b)相同澆注溫度的流動性相同澆注溫度的流動性明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行Fe-C合金的流動性

25、與含碳量的關系合金的流動性與含碳量的關系由圖可見，亞由圖可見，亞共晶鑄鐵隨含共晶鑄鐵隨含碳量增加，結碳量增加，結晶溫度區間減晶溫度區間減小，流動性逐小，流動性逐漸提高，愈接漸提高，愈接近共晶成分，近共晶成分，合金的流動性合金的流動性愈好。愈好。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行合金的化學成分決定了合金的化學成分決定了2種凝固模式種凝固模式 純金屬和共晶合金，對應純金屬和共晶合金，對應A點和點和C點成分，有確定點成分，有確定的熔點，恒溫結晶，結果的熔點，恒溫結晶，結果在鑄型中凝固過程將從表在鑄型中凝固過程將從表及里推進，稱為及里推進，稱為逐層凝固逐層凝固 laying solificatio

26、n。 非共晶合金沒有一個確定的非共晶合金沒有一個確定的熔點，它的凝固結晶是在一熔點，它的凝固結晶是在一個溫度區間內完成的，屬非個溫度區間內完成的，屬非恒溫結晶。在這個溫度區間恒溫結晶。在這個溫度區間內，同時存在已經凝固的部內，同時存在已經凝固的部分，如先晶，或樹枝狀晶主分，如先晶，或樹枝狀晶主干，和還沒有凝固的部分，干，和還沒有凝固的部分，固相和液相并存，象槳糊狀固相和液相并存，象槳糊狀態，流動性差，所以稱為態，流動性差，所以稱為糊糊狀凝固狀凝固mushy solification。 離共晶點離共晶點C越遠，結晶越遠，結晶溫度區間越寬，流動溫度區間越寬，流動性就越差。換句話說，性就越差。換句話

27、說，C點成分以前的鐵碳合點成分以前的鐵碳合金，即亞共晶鑄鐵，金，即亞共晶鑄鐵，流動性隨含碳量的增流動性隨含碳量的增加而提高；過共晶鑄加而提高；過共晶鑄鐵呢，即鐵呢，即C點成分以后點成分以后的合金，流動性隨含的合金，流動性隨含碳量的增加而下降。碳量的增加而下降。這就是鐵碳合金流動這就是鐵碳合金流動性與含碳量的關系性與含碳量的關系。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行（2）澆注條件對金屬流動性的影響）澆注條件對金屬流動性的影響1 1）澆注溫度）澆注溫度 一般一般T T澆澆越高，液態金屬的充型能力越強。越高，液態金屬的充型能力越強。n澆注溫度澆注溫度指的是澆注時熔融合金的溫度，一般要求比它的液相線

28、溫度高，即存在過熱度，推遲它的凝固時間，以保持良好的流動性。但是也不能太高，否則造成氧化，吸氣，過收縮，粘砂，脹砂等不良后果。所以，每種合金有自己的合理澆注溫度范圍。澆注溫度：鑄鋼15201620；鑄鐵12301450；鋁合金680780明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行流動性澆注溫度T熔合金溫度高，液態時間長、粘度低.流動性與澆注溫度的關系流動性與澆注溫度的關系明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2 2）充型壓力）充型壓力 液態金屬在流動方向上所受的壓力越大，充型能液態金屬在流動方向上所受的壓力越大，充型能力越強。力越強。lVH3 3）澆注系統的的結構）澆注系統的的結構 澆注系統的結構

29、越復雜，流動阻力澆注系統的結構越復雜，流動阻力越大，充型能力越差。越大，充型能力越差。 （3）鑄型性質和鑄件結構對金屬流動性的影響）鑄型性質和鑄件結構對金屬流動性的影響1 1）鑄型的阻力）鑄型的阻力影響金屬液的充型速度，鑄型與金屬的影響金屬液的充型速度，鑄型與金屬的熱交換強度影響金屬液保持流動的時間。熱交換強度影響金屬液保持流動的時間。 鑄型的蓄熱系數鑄型的蓄熱系數b 鑄型的蓄熱系數表示鑄型從其中鑄型的蓄熱系數表示鑄型從其中的金屬吸取熱量并儲存在本身的能力。的金屬吸取熱量并儲存在本身的能力。 l散熱蓄熱明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2 2）折算厚度）折算厚度 折算厚度也叫當量厚度或模數

30、，為鑄件體積折算厚度也叫當量厚度或模數，為鑄件體積與表面積之比。折算厚度大，熱量散失慢，充型能力就好。與表面積之比。折算厚度大，熱量散失慢，充型能力就好。鑄件壁厚相同時，垂直壁比水平壁更容易充填。鑄件壁厚相同時，垂直壁比水平壁更容易充填。3 3）鑄件復雜程度）鑄件復雜程度 鑄件結構復雜，流動阻力大，鑄型的充鑄件結構復雜，流動阻力大，鑄型的充填就困難。填就困難。 明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2.2.2 鑄件的凝固鑄件的凝固 鑄型中的合金從鑄型中的合金從液態液態轉變為轉變為固態固態的過程，稱為鑄的過程，稱為鑄件的凝固，或稱為件的凝固，或稱為結晶結晶。 金屬的凝固，一般均是在常溫、常壓金屬

31、的凝固，一般均是在常溫、常壓(重力重力)情況情況下進行的。壓鑄等技術除外。金屬凝固時應滿足的熱下進行的。壓鑄等技術除外。金屬凝固時應滿足的熱力學條件是：只有當體系所處的溫度低于熔點溫度力學條件是：只有當體系所處的溫度低于熔點溫度(液液相線溫度相線溫度)Tm時，才能發生凝固現象。時，才能發生凝固現象。液固兩相自液固兩相自由能差由能差(GGl-Gsb時，則產生裂紋；冷裂常出現在復雜鑄件受拉應力的部位，特別是應力集中處（如尖角處、縮孔、氣孔、夾渣等缺陷附近）。壁厚差懸殊，結構復雜的鑄件易于發生冷裂。不同鑄造合金冷裂傾向不同，灰口鑄鐵、白口鑄鐵、高錳銅等塑性差的合金較易產生。防止措施： a減少鑄造應力

32、；減少鑄造應力； b降低合金中降低合金中P的含量；的含量； c去應力退火；去應力退火； d設計鑄件時應避免應力集中設計鑄件時應避免應力集中。 冷裂示意圖冷裂示意圖明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行裂紋和變形的防止裂紋和變形的防止以有利于釋放鑄造應力為原則；以有利于釋放鑄造應力為原則；1 1、采用、采用正確的鑄造工藝正確的鑄造工藝（正確設計澆注系（正確設計澆注系統、補縮系統等）；統、補縮系統等）；2 2、鑄件形狀設計要求、鑄件形狀設計要求簡單、對稱和厚薄均簡單、對稱和厚薄均勻；勻；3 3、對鑄件、對鑄件進行熱處理進行熱處理。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2.2.4 金屬的吸氣性金屬的

33、吸氣性 金屬液吸收氣體的過程：金屬液吸收氣體的過程： （1）氣體分子）氣體分子撞擊撞擊到金屬液表面；到金屬液表面； （2）在高溫金屬液表面上氣體分子）在高溫金屬液表面上氣體分子離解離解為原子狀態；為原子狀態； （3）氣體原子根據與金屬元素之間的親和力大小，以）氣體原子根據與金屬元素之間的親和力大小，以物理吸附方式或化學吸附方式物理吸附方式或化學吸附方式吸附吸附在金屬表面；在金屬表面； （4）氣體原子）氣體原子擴散擴散進入金屬液內部。進入金屬液內部。 前三個過程是前三個過程是吸附過程吸附過程，最后一個是，最后一個是擴散過程擴散過程。金屬。金屬液吸收氣體時，實際上這液吸收氣體時，實際上這4個過程同

34、時存在，而個過程同時存在，而擴散是關擴散是關鍵鍵，因為它，因為它決定金屬液的吸氣速度決定金屬液的吸氣速度。 明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行氣體在金屬液中的溶解度氣體在金屬液中的溶解度 在一定溫度和壓力條件下，金屬吸收氣體的飽和濃在一定溫度和壓力條件下，金屬吸收氣體的飽和濃度，稱為該條件下度，稱為該條件下氣體的溶解度氣體的溶解度。常用每。常用每100g金屬含有金屬含有的氣體在標準狀態下的體積來表示的氣體在標準狀態下的體積來表示(cm3100g)，有時，有時也用溶解氣體對金屬的質量分數表示。也用溶解氣體對金屬的質量分數表示。 影響氣體在金屬液中的溶解度的因素是：影響氣體在金屬液中的溶解度的

35、因素是：溫度、金溫度、金屬的化學成分和氣體在金屬液面上的平衡分壓。屬的化學成分和氣體在金屬液面上的平衡分壓。如溫度如溫度對氣體在金屬中溶解度的影響隨溫度升高而增大。對氣體在金屬中溶解度的影響隨溫度升高而增大。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行氣體的析出氣體的析出 溶解于金屬液中的氣體，隨溫度下降則不斷析出。溶解于金屬液中的氣體，隨溫度下降則不斷析出。氣體析出主要通過氣體析出主要通過3 3種方式：種方式： （1 1）氣體以原子態）氣體以原子態擴散擴散到金屬表面，然后到金屬表面，然后脫離脫離吸附吸附( (蒸發蒸發) )。 （2 2）與金屬內某元素）與金屬內某元素形成化合物形成化合物，以，以非金

36、屬夾雜物非金屬夾雜物形式排出；形式排出； （3 3）以）以氣泡氣泡形式從金屬液中逸出。若金屬液溫度較形式從金屬液中逸出。若金屬液溫度較高，氣泡能上浮到液面，氣體逸出。高，氣泡能上浮到液面，氣體逸出。 明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行氣孔氣孔侵入氣孔侵入氣孔析出氣孔析出氣孔反應氣孔反應氣孔明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行析出氣孔析出氣孔 特征是多而分散，產生這類氣特征是多而分散，產生這類氣孔的主要原因是熔煉過程中金孔的主要原因是熔煉過程中金屬液吸收了較多的氣體而形成屬液吸收了較多的氣體而形成。液態時，能吸溶過量的氫、。液態時，能吸溶過量的氫、氮、氧等。在金屬冷凝過程中氮、氧等。在金屬

37、冷凝過程中，其中大部分氣體會逐漸析出，其中大部分氣體會逐漸析出，但在金屬液凝固階段，氣體，但在金屬液凝固階段，氣體析出最為劇烈，這時金屬液流析出最為劇烈，這時金屬液流動性已經很差，析出的氣體所動性已經很差，析出的氣體所形成的氣泡又很小。形成的氣泡又很小。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2.2.5 鑄件的化學成分偏析鑄件的化學成分偏析1）微觀偏析）微觀偏析（1）晶內偏析）晶內偏析 (2)晶界偏析晶界偏析固溶體無擴散結晶固溶體無擴散結晶固溶體有擴散結晶固溶體有擴散結晶明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行樹枝晶各截樹枝晶各截面的溶質等面的溶質等濃度線濃度線明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤

38、行晶界偏析晶界偏析晶粒相碰形成的晶界偏析晶粒相碰形成的晶界偏析晶粒平行生長形成的晶界偏析晶粒平行生長形成的晶界偏析明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2）宏觀偏析）宏觀偏析（1）正偏析）正偏析 鑄件或鑄錠凝固時，由于型壁強烈地定向散熱鑄件或鑄錠凝固時，由于型壁強烈地定向散熱，在進行凝固的合金內形成一個溫度梯度。凝固不是在整個，在進行凝固的合金內形成一個溫度梯度。凝固不是在整個截面同時進行，而是從與鑄型壁相接觸的外層開始。截面同時進行，而是從與鑄型壁相接觸的外層開始。 如果是如果是溶質的分配系數溶質的分配系數k1的合金的合金，固液界面的液相中，固液界面的液相中溶質減少，因此溶質減少，因此愈是后

39、來結晶的固相，溶質的濃度愈低愈是后來結晶的固相，溶質的濃度愈低。這。這種成分偏析稱之為正偏析。利用溶質形成正偏析的規律，通種成分偏析稱之為正偏析。利用溶質形成正偏析的規律，通過控制金屬的凝固過程使有害的雜質偏析到指定部位提高過控制金屬的凝固過程使有害的雜質偏析到指定部位提高金屬的純度和品質，可以使金屬達到精練提純的目的。金屬的純度和品質，可以使金屬達到精練提純的目的。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行（2）逆偏析）逆偏析 當當溶質的分配系數溶質的分配系數k1的合金的合金進行凝固時，進行凝固時，凝固界面上將有一部分溶質排向液相，隨著溫度的降低，凝固界面上將有一部分溶質排向液相，隨著溫度的降低

40、，溶質的濃度在固濃界面處的液相中逐漸增加。越是后來結溶質的濃度在固濃界面處的液相中逐漸增加。越是后來結晶的固相，溶質濃度越高，這種成分偏析稱之為晶的固相，溶質濃度越高，這種成分偏析稱之為逆偏析逆偏析。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行常見鑄件缺陷及特征常見鑄件缺陷及特征 名名稱稱 特特 征征名名稱稱 特特 征征氣氣 孔孔主要為梨形、圓形、橢圓形的孔洞，主要為梨形、圓形、橢圓形的孔洞，表面較光滑，一般不在鑄件表面露表面較光滑，一般不在鑄件表面露出，大孔獨立存在，小孔則成群出出，大孔獨立存在，小孔則成群出現。現。 縮縮孔孔縮縮松松 1縮孔：形狀為不規則的封閉或敞露的縮孔：形狀為不規則的封閉或敞

41、露的空洞，孔壁粗糙并帶有枝狀晶，常出現在空洞，孔壁粗糙并帶有枝狀晶，常出現在鑄件最后凝固部位。鑄件最后凝固部位。 2所松：鑄件斷面上出現的分散而細小所松：鑄件斷面上出現的分散而細小的縮孔。的縮孔。 粘粘 砂砂鑄件的部分或整個表面粘附著一層鑄件的部分或整個表面粘附著一層金屬和砂粒的機械混和物，多發生金屬和砂粒的機械混和物，多發生在鑄件厚壁和熱節處。在鑄件厚壁和熱節處。 裂裂紋紋 1熱裂：斷面嚴重氧化，無金屬光澤，熱裂：斷面嚴重氧化，無金屬光澤，斷口沿晶界產生和發展，外形曲折而不規斷口沿晶界產生和發展，外形曲折而不規則的裂紋。則的裂紋。 2冷裂：穿過晶體而不沿晶界斷裂，斷冷裂：穿過晶體而不沿晶界斷

42、裂，斷口有金屬光澤或有輕微氧化色。口有金屬光澤或有輕微氧化色。 夾夾 砂砂 鑄件表面上有凸起的金屬片狀物，鑄件表面上有凸起的金屬片狀物，表面粗糙，邊角銳利，有小部分與表面粗糙，邊角銳利，有小部分與鑄件本體相連。鑄件本體相連。 化學化學成分成分及力及力學性學性能不能不合格合格 鑄件的化學成分和硬度、強度、伸長率、鑄件的化學成分和硬度、強度、伸長率、沖擊韌度、耐熱、耐蝕及耐磨等性能不符沖擊韌度、耐熱、耐蝕及耐磨等性能不符合技術條件要求。合技術條件要求。 白白 口口灰鑄鐵件斷面全部或表面出現亮白灰鑄鐵件斷面全部或表面出現亮白色組織，常在鑄件薄的斷面，棱角色組織，常在鑄件薄的斷面，棱角及邊緣部分。及邊

43、緣部分。 明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行第三節第三節 常用鑄造合金常用鑄造合金鑄鐵鑄鐵鑄鋼鑄鋼鑄造有色金屬鑄造有色金屬明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2.3.1 鑄鐵鑄鐵 鑄鐵鑄鐵wc 2.11%的的Fe-C合金。合金。 常用成分：常用成分：wc=2.44.0%。l其它元素：其它元素：C，Si，Mn，S，P。 在鐵碳合金相圖中的位置如下圖所示：在鐵碳合金相圖中的位置如下圖所示： 鑄鐵的基體組織是鐵素體（鑄鐵的基體組織是鐵素體（F）和珠光體（）和珠光體（P）明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行溫度，溫度，T碳鋼碳鋼鑄鐵鑄鐵明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行（1）按）按C在鑄鐵

44、中存在形式在鑄鐵中存在形式不同不同,可將鑄鐵分為三類可將鑄鐵分為三類: 1) 白口鑄鐵白口鑄鐵: C微量溶于微量溶于F外外,全部以全部以Fe3C形式存在形式存在, 斷面斷面銀白銀白,硬硬,脆脆,難機械加工難機械加工,很少用于制造零件很少用于制造零件. 僅用于不沖擊僅用于不沖擊,耐磨件耐磨件. 如軋輥如軋輥 。主要用途。主要用途: 煉鋼原料煉鋼原料. 也可處也可處理成可鍛鑄鐵理成可鍛鑄鐵. 2) 灰口鑄鐵灰口鑄鐵: C微量溶于鐵素體外微量溶于鐵素體外,全部或大部以石墨形式全部或大部以石墨形式存在存在,斷口灰色斷口灰色,應用最廣應用最廣. 3) 麻口鑄鐵麻口鑄鐵: 有石墨有石墨,萊氏體萊氏體.屬于

45、白口鐵和灰口鐵之間的過屬于白口鐵和灰口鐵之間的過渡組織渡組織,斷口黑白相間斷口黑白相間,麻點麻點.硬硬,脆脆,難加工難加工 （2） 根據根據石墨形態石墨形態的不同的不同,灰口鑄鐵又分為灰口鑄鐵又分為: 1) 普通灰口鑄鐵普通灰口鑄鐵: 石墨石墨 片狀片狀 2) 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵: 團絮狀團絮狀 3) 球墨鑄鐵球墨鑄鐵: 球狀球狀 4) 蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵: 蠕蟲狀蠕蟲狀 明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行白口鑄鐵白口鑄鐵碳碳-碳化物碳化物（Fe3C）灰口鑄鐵灰口鑄鐵 碳碳-片狀石墨片狀石墨可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 碳碳-絮狀石墨絮狀石墨球墨鑄鐵球墨鑄鐵 碳碳-球狀石墨球狀石墨明德明德 礪志礪志 博學

46、博學 篤行篤行灰鑄鐵的工藝性能灰鑄鐵的工藝性能 鑄造性能特別好，不能鍛、沖，焊接性能較差鑄造性能特別好，不能鍛、沖，焊接性能較差； 流動性好，收縮小，流動性好，收縮小，縮孔、縮松縮孔、縮松傾向很小；吸氣性、傾向很小；吸氣性、 偏析性均較小，可用于制造各種薄壁復雜鑄件。一般用同偏析性均較小，可用于制造各種薄壁復雜鑄件。一般用同 時凝固，不加冒口和冷鐵，即可獲得優質鑄件。時凝固，不加冒口和冷鐵，即可獲得優質鑄件。 熔煉工藝特點：熔煉工藝特點： 熔點低，對化學成份的要求不很嚴格，普通沖天爐即熔點低，對化學成份的要求不很嚴格，普通沖天爐即 可滿足熔煉要求。原材料（生鐵、回爐料、廢鋼鐵、石灰可滿足熔煉要

47、求。原材料（生鐵、回爐料、廢鋼鐵、石灰 石、螢石等）價格低，來源廣，鑄鐵成本低。石、螢石等）價格低，來源廣，鑄鐵成本低。 鑄型特點：鑄型特點： 普通砂型（濕砂型、少量鑄件用干型）即可滿足要求普通砂型（濕砂型、少量鑄件用干型）即可滿足要求。2.3.1.1 灰鑄鐵灰鑄鐵明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行灰口鐵的孕育處理灰口鐵的孕育處理 為了提高灰口鐵的強度為了提高灰口鐵的強度,硬度，盡量使石墨片細化，對硬度，盡量使石墨片細化，對其進行孕育處理。孕育處理是在鑄鐵澆注前向鐵水中加入其進行孕育處理。孕育處理是在鑄鐵澆注前向鐵水中加入少量孕育劑，如硅鐵或硅鈣合金，使灰鑄鐵在凝固過程中少量孕育劑，如硅鐵

48、或硅鈣合金，使灰鑄鐵在凝固過程中有大量的人工晶核，以促進石墨的形核和結晶，從而獲得有大量的人工晶核，以促進石墨的形核和結晶，從而獲得細小的基體組織和石墨片的工藝方法。孕育處理后的灰鑄細小的基體組織和石墨片的工藝方法。孕育處理后的灰鑄鐵孕育鑄鐵鐵孕育鑄鐵(又叫變質鑄鐵又叫變質鑄鐵)，適于較高強度，高耐磨性，適于較高強度，高耐磨性，氣密性鑄件。氣密性鑄件。 孕育處理只能改變石墨的大小，不能改變石墨的形態孕育處理只能改變石墨的大小，不能改變石墨的形態，所以只能只能提高灰鑄鐵的強度和硬度，其塑性和韌性，所以只能只能提高灰鑄鐵的強度和硬度，其塑性和韌性仍然很低。仍然很低。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤

49、行篤行灰口鑄鐵的生產特點灰口鑄鐵的生產特點 1) 沖天爐熔煉：沖天爐熔煉： Si 、Mn易氧化。易氧化。 配料時增加含量。配料時增加含量。 為降低含為降低含S量，選優質鐵料和焦炭量，選優質鐵料和焦炭,減少從焦炭中吸減少從焦炭中吸S。在熔。在熔煉高牌號鑄鐵時，加廢鋼以控制含煉高牌號鑄鐵時，加廢鋼以控制含C量。量。(如孕育鑄鐵，原如孕育鑄鐵，原鐵水含鐵水含C,Si低，防止加入孕育劑后石墨粗低，防止加入孕育劑后石墨粗)2) 鑄造性能優良，便于鑄出薄而復雜的鑄件，鑄造性能優良，便于鑄出薄而復雜的鑄件，(流動性好，流動性好，收縮收縮)3) 一般不需冒口，冷鐵，使工藝簡化。一般不需冒口，冷鐵，使工藝簡化。

50、4) 一般不用熱處理，或僅需時效。一般不用熱處理，或僅需時效。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行灰口鑄鐵的牌號及含義灰口鑄鐵的牌號及含義 1.灰鑄鐵的牌號用灰鑄鐵的牌號用“灰灰”“”“鐵鐵”二字漢語拼音的首字母二字漢語拼音的首字母“H”“T”和表示其抗拉強度（和表示其抗拉強度（MPa）數字表示，如）數字表示，如HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT350。2. HT100、HT150、HT200屬于普通灰鐵，其中屬于普通灰鐵，其中HT100為鐵為鐵素體灰鑄鐵、素體灰鑄鐵、HT150為珠光體為珠光體-鐵素體灰鑄鐵，鐵素體灰鑄鐵，HT200為珠為珠光體灰鑄鐵；光體灰鑄

51、鐵；HT250至至HT350是經過孕育處理的孕育鑄鐵是經過孕育處理的孕育鑄鐵，石墨化析出均勻，用于要求更高的重要件。，石墨化析出均勻，用于要求更高的重要件。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2.3.1.2 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 malleable cast-iron 可鍛鑄鐵通過石墨化退火處理得到的一種高強韌鑄鐵可鍛鑄鐵通過石墨化退火處理得到的一種高強韌鑄鐵又稱馬鐵、韌性鑄鐵、展性鑄鐵、瑪鋼。有又稱馬鐵、韌性鑄鐵、展性鑄鐵、瑪鋼。有較高的強度、較高的強度、塑性和沖擊韌度塑性和沖擊韌度，可以部分代替碳鋼。可鍛鑄鐵分為鐵素，可以部分代替碳鋼。可鍛鑄鐵分為鐵素體基體（黑心）可鍛鑄鐵和珠光體基體可鍛鑄

52、鐵。體基體（黑心）可鍛鑄鐵和珠光體基體可鍛鑄鐵。 可鍛鑄鐵的牌號及含義可鍛鑄鐵的牌號及含義 可鍛鑄鐵的牌號用可鍛鑄鐵的牌號用“可可”“”“鐵鐵”二字漢語拼音的首字二字漢語拼音的首字母母“K”“T”后加兩組數字表示，第一組數字表示最低抗拉后加兩組數字表示，第一組數字表示最低抗拉強度，第二組表示最低延伸率，如強度，第二組表示最低延伸率，如KTH300-06：用于建筑：用于建筑腳手架扣件、三通管件、閥門等；腳手架扣件、三通管件、閥門等；KTZ550-04用于載荷較用于載荷較高的耐磨損件、凸輪軸、齒輪等。高的耐磨損件、凸輪軸、齒輪等。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行a)a)鐵素體可鍛鑄鐵鐵素體可

53、鍛鑄鐵 b b）珠光體可鍛鑄鐵）珠光體可鍛鑄鐵金屬基體和團絮狀石墨金屬基體和團絮狀石墨組成組成明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2.3.1.3 球墨鑄鐵球墨鑄鐵 nodular graphite cast-iron球墨鑄鐵的顯微組織球墨鑄鐵的顯微組織a）鐵素體球墨鑄鐵）鐵素體球墨鑄鐵 b）鐵素體）鐵素體+珠光體球墨鑄鐵珠光體球墨鑄鐵 c）珠光體球墨鑄鐵）珠光體球墨鑄鐵 明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行球墨鑄鐵的性能球墨鑄鐵的性能 球墨鑄鐵的球墨鑄鐵的石墨呈球狀石墨呈球狀，它對基體的割裂作用減至最低，它對基體的割裂作用減至最低限度，基體強度的利用率可達限度，基體強度的利用率可達70%9

54、0%，因此球墨鑄鐵具，因此球墨鑄鐵具有比灰鑄鐵高得多的有比灰鑄鐵高得多的力學性能，抗拉強度可以和鋼媲美力學性能，抗拉強度可以和鋼媲美，塑塑性和韌度性和韌度大大提高。通常大大提高。通常b=（400900）MPa，=2%18%，同時，仍保持灰鑄鐵某些優良性能，如良好的耐磨性，同時，仍保持灰鑄鐵某些優良性能，如良好的耐磨性和減震性，缺口敏感性小，切削加工性能好等。球墨鑄鐵的和減震性，缺口敏感性小，切削加工性能好等。球墨鑄鐵的焊接性能和熱處理性能焊接性能和熱處理性能都優于灰鑄鐵。都優于灰鑄鐵。 明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行球墨鑄鐵的生產特點球墨鑄鐵的生產特點（1）鐵液）鐵液 要有足夠高的含碳

55、硅量，低的硫、磷含量，有時要有足夠高的含碳硅量，低的硫、磷含量，有時還要求低的含錳量。還要求低的含錳量。高碳（高碳（3.6%4.0%）可改善鑄造性能和）可改善鑄造性能和球化效果，低的錳、磷可提高球墨鑄鐵的塑性與韌度球化效果，低的錳、磷可提高球墨鑄鐵的塑性與韌度。硫易。硫易與球化劑化合形成硫化物，使球化劑的消耗量增大，并使鑄與球化劑化合形成硫化物，使球化劑的消耗量增大，并使鑄件易于產生皮下氣孔等缺陷。件易于產生皮下氣孔等缺陷。 球化和孕育處理使鐵水溫度要降低球化和孕育處理使鐵水溫度要降低50100，為防止澆注，為防止澆注溫度過低，出爐的鐵水溫度必須高達溫度過低，出爐的鐵水溫度必須高達1400以上

56、。以上。（2）球化處理和孕育處理）球化處理和孕育處理 球化處理和孕育處理是制造球墨球化處理和孕育處理是制造球墨鑄鐵的關鍵，必須嚴格控制。鑄鐵的關鍵，必須嚴格控制。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行 球化處理是球鐵生產的關鍵。預先將球化處理是球鐵生產的關鍵。預先將粉碎的球化劑粉碎的球化劑-稀土鎂合金放置在鐵水包稀土鎂合金放置在鐵水包內，上面鋪蓋硅鐵粉和草木灰。內，上面鋪蓋硅鐵粉和草木灰。 先沖入約先沖入約2/3鐵水；稍置，待反應后鐵水；稍置，待反應后，再置入孕育劑，用余下的，再置入孕育劑，用余下的1/3鐵水沖入鐵水沖入包內，進行孕育處理。包內，進行孕育處理。球墨鑄鐵的牌號及含義球墨鑄鐵的牌號

57、及含義 球墨鑄鐵的牌號用球墨鑄鐵的牌號用“球球”“”“鐵鐵”二字漢語拼音的首字母二字漢語拼音的首字母“Q”“T”后加兩組數字表示，第一組數字表示最低抗拉強度后加兩組數字表示，第一組數字表示最低抗拉強度（MPa），第二組表示伸長率（），第二組表示伸長率（%），如），如QTH400-18至至QT450-10屬于鐵素體球墨鑄鐵，屬于鐵素體球墨鑄鐵，QT500-7至至QT900-2屬于珠光屬于珠光體球墨鑄鐵。體球墨鑄鐵。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行球墨鑄鐵的用途球墨鑄鐵的用途 球墨鑄鐵具有較高的球墨鑄鐵具有較高的強度和塑性強度和塑性，尤其是，尤其是屈強比屈強比（ 0.2/ b）優于鍛鋼，用途

58、非常廣泛，如汽車、拖拉機底盤零件）優于鍛鋼，用途非常廣泛，如汽車、拖拉機底盤零件，閥體和閥蓋，機油泵齒輪，柴油機和汽油機曲軸、缸體和，閥體和閥蓋，機油泵齒輪，柴油機和汽油機曲軸、缸體和缸套，汽車拖拉機傳動齒輪等。目前，球墨鑄鐵在制造曲軸缸套，汽車拖拉機傳動齒輪等。目前，球墨鑄鐵在制造曲軸方面正在逐步取代鍛鋼。方面正在逐步取代鍛鋼。明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行 鑄態球墨鑄鐵的基體多為珠光體鑄態球墨鑄鐵的基體多為珠光體-鐵素體混合組織，有時鐵素體混合組織，有時還有自由滲碳體，形狀復雜件還存在殘余內應力。因此，多還有自由滲碳體，形狀復雜件還存在殘余內應力。因此，多數球墨鑄鐵件要進行熱處理，

59、以保證應有的力學性能。常用數球墨鑄鐵件要進行熱處理，以保證應有的力學性能。常用的熱處理為的熱處理為退火、正火、調質和等溫淬火退火、正火、調質和等溫淬火。退火的目的是獲退火的目的是獲得鐵素體基體，以提高球墨鑄鐵件的塑性和韌度。正火的目得鐵素體基體，以提高球墨鑄鐵件的塑性和韌度。正火的目的是獲得珠光體基體，以提高材料的強度和硬度。調質的目的是獲得珠光體基體，以提高材料的強度和硬度。調質的目的是為獲得比正火更高的綜合力學性能，用于某些要求較高的是為獲得比正火更高的綜合力學性能，用于某些要求較高或截面較大的球墨鑄件。等溫淬火可獲得貝氏體基體，具有或截面較大的球墨鑄件。等溫淬火可獲得貝氏體基體，具有高強

60、度或超高強度以及較好的塑性和韌性。高強度或超高強度以及較好的塑性和韌性。球墨鑄鐵的熱處理球墨鑄鐵的熱處理明德明德 礪志礪志 博學博學 篤行篤行2.3.1.4 蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵（1）蠕墨鑄鐵的生產蠕墨鑄鐵的生產 在一定成分的鐵液中加入適量的蠕化在一定成分的鐵液中加入適量的蠕化劑進行蠕化處理而成的。所謂蠕化處理是將蠕化劑放入經過劑進行蠕化處理而成的。所謂蠕化處理是將蠕化劑放入經過預熱的堤壩或鐵液包內的一側，從另一側沖入鐵液，利用高預熱的堤壩或鐵液包內的一側，從另一側沖入鐵液，利用高溫鐵液將蠕化劑熔化的過程。溫鐵液將蠕化劑熔化的過程。 蠕化劑為鎂鈦合金、稀土鎂鈦合金或稀土鎂鈣合金等。蠕化劑為鎂鈦合金