材料成形技术基础第五章课件.ppt
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- 材料 成形 技术 基础 第五 课件
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1、 机电工程系机电工程系 材料成形技术基础机械设计制造及其自动化专业课程 机电工程系机电工程系 材料成形技术基础 第五五章 凝固成形技术 机电工程系机电工程系 材料成形技术基础 (铸造铸造)机电工程系机电工程系 材料成形技术基础 第一节第一节 凝固成形概述凝固成形概述 一、凝固成形材料一、凝固成形材料(1 1)铸铁)铸铁 铸铁是碳质量分数大于铸铁是碳质量分数大于2.11%2.11%、含有较多的、含有较多的硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。硅、锰、硫、磷等元素的铁碳合金。铸铁生产设备和工艺简单,价格便宜,具有铸铁生产设备和工艺简单,价格便宜,具有许多优良的使用性能和工艺性能,应用广泛。许多优良的使用
2、性能和工艺性能,应用广泛。机电工程系机电工程系 材料成形技术基础 1.1.铸铁的石墨化过程铸铁的石墨化过程 在铁碳合金中,碳可以以三种形式存在:在铁碳合金中,碳可以以三种形式存在:固溶在固溶在F F、A A中,中,化合物态的渗碳体化合物态的渗碳体(Fe(Fe3 3C)C),游离态石墨(游离态石墨(G G)。)。机电工程系机电工程系 材料成形技术基础石墨的晶体结构石墨的晶体结构 石墨石墨(G)(G)稳定相,简单六方晶稳定相,简单六方晶格。底面上原子呈六方网格排列,格。底面上原子呈六方网格排列,原子间距小(原子间距小(1.421.421010-10-10 m m),结),结合力很强;合力很强;底面
3、间的间距较大(底面间的间距较大(3.043.041010-10-10 m m),结合力较弱。石墨的强),结合力较弱。石墨的强度、硬度和塑性很差。度、硬度和塑性很差。渗碳体渗碳体 亚稳相,具有复杂的晶亚稳相,具有复杂的晶体结构,硬而脆。体结构,硬而脆。在一定条件下能分解为铁和石墨在一定条件下能分解为铁和石墨 FeFe3 3C3Fe+C C3Fe+C 即即 FeFe3 3CF+G CF+G FeFe3 3C C 机电工程系机电工程系 材料成形技术基础 石墨的作用:石墨的作用:(1 1)石墨提高铸铁的切削加工性能。)石墨提高铸铁的切削加工性能。(2 2)铸件凝固时石墨膨胀,减少铸件体积收)铸件凝固时
4、石墨膨胀,减少铸件体积收缩,降低内应力。铸铁铸造性能良好。缩,降低内应力。铸铁铸造性能良好。(3 3)石墨有良好的润滑作用,并能储存润滑)石墨有良好的润滑作用,并能储存润滑油,使铸件有很好的耐磨性能。油,使铸件有很好的耐磨性能。机电工程系机电工程系 材料成形技术基础 (4 4)石墨对振动的传递起削弱作用,使铸铁)石墨对振动的传递起削弱作用,使铸铁有很好的抗振性能。有很好的抗振性能。(5 5)石墨强度、韧性极低,相当于裂纹或空洞。)石墨强度、韧性极低,相当于裂纹或空洞。石墨越多,越大,对基体的割裂作用越严重,铸铁抗石墨越多,越大,对基体的割裂作用越严重,铸铁抗拉强度越低。拉强度越低。灰铁、球铁及
5、钢振动衰减图灰铁、球铁及钢振动衰减图 机电工程系机电工程系 材料成形技术基础铸铁分类铸铁分类第第1 1阶段阶段石墨化石墨化第第2 2阶段阶段石墨化石墨化第第3 3阶段阶段石墨化石墨化组织组织特征特征组织组织白口铸铁白口铸铁 不进行不进行不进行不进行不进行不进行有有LeLe无无G GLe+P+FeLe+P+Fe3 3C C LeLeLe+FeLe+Fe3 3C C麻口铸铁麻口铸铁部分进行部分进行 部分进行部分进行不进行不进行 有有LeLe有有G GLe+P+GLe+P+G灰口铸铁灰口铸铁 充分进行充分进行 充分进行充分进行 充分进行充分进行部分进行部分进行不进行不进行无无LeLe有有G GF+G
6、F+GF+P+GF+P+GP+GP+G 机电工程系机电工程系 材料成形技术基础 2.2.灰口铸铁的组织特征和分类灰口铸铁的组织特征和分类 铸铁组织由基体和石墨组成。铸铁组织由基体和石墨组成。基体:铁素体、珠光体或铁素体加珠光体基体:铁素体、珠光体或铁素体加珠光体 石墨:片状、球状、蠕虫状、团絮状石墨:片状、球状、蠕虫状、团絮状灰口铸铁的分类灰口铸铁的分类灰口铸铁灰口铸铁石墨形态石墨形态灰铸铁、孕育铸铁灰铸铁、孕育铸铁片状、细片状片状、细片状球墨铸铁球墨铸铁球状球状蠕墨铸铁蠕墨铸铁蠕虫状蠕虫状可锻铸铁可锻铸铁团絮状团絮状 机电工程系机电工程系 材料成形技术基础灰口铸铁根据石墨形态不同又可分为灰口
7、铸铁根据石墨形态不同又可分为:普通灰铸铁(片状普通灰铸铁(片状G);可锻铸铁(团絮状);可锻铸铁(团絮状G););球墨铸铁(球状球墨铸铁(球状G););蠕墨铸铁(蠕虫状蠕墨铸铁(蠕虫状G)机电工程系机电工程系 材料成形技术基础 常用铸铁:1.1.灰铸铁灰铸铁 价格便宜、应用最广。价格便宜、应用最广。(1 1)灰铸铁的牌号)灰铸铁的牌号 HT150HT150、HT250HT250、HT400 HT400 “HT”“HT”表示表示“灰铁灰铁”,数字表示最低抗,数字表示最低抗拉强度。灰铸铁有铁素体、珠光体和铁素体拉强度。灰铸铁有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种基体。加珠光体三种基体。灰铸铁中的碳、
8、硅质量分数一般控制在灰铸铁中的碳、硅质量分数一般控制在以下范围:以下范围:2.5%2.5%4.0%C;1.0%4.0%C;1.0%2.0%Si2.0%Si。机电工程系机电工程系 材料成形技术基础灰铸铁的显微组织灰铸铁的显微组织 F+G片片 F+P+G片片 P+G片片 机电工程系机电工程系 材料成形技术基础灰铸铁的应用灰铸铁的应用 叶轮叶轮 发动机飞轮发动机飞轮 箱体箱体 启动阀启动阀 灰铸铁铸造性能优良、灰铸铁铸造性能优良、价格便宜,但强度较低、韧价格便宜,但强度较低、韧性差。制造机床床身、床头箱、阀体、叶轮、飞轮等。性差。制造机床床身、床头箱、阀体、叶轮、飞轮等。机电工程系机电工程系 材料成
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