铸造合金复习题

碳在铸铁中的三种存在形式:
A复分解反应的定义固溶于金属基体碳:在高温奥氏体中最大溶解度为20%FP中的最大溶解度分别为 0.02%0.77%其余则以高碳相存在
B化合物:在快速凝固条件下除少量碳溶于金属基体外大部分碳将与铁结合成化合物Fe3C 如白口铁
C石墨:在缓慢冷却条件下,碳有足够的时间聚集成石墨,如灰口铁和球墨铸铁
铸铁中Si的含量范围以及其对Fe-G相图的影响
A共晶点和共析点的含碳量随硅量的增加而减小E*点的含碳量也随硅的增高而减少
B硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区
共晶区:l.r.G共析区rF.G说明铁--硅二元合金的共析和共晶转变,是在一个温度范围内 进行,并且共析转变温度范围随硅量增大而扩大
C随含硅量的增加,稳定系与介稳定系的共晶温度差别扩大即含硅量越高。r+G的共晶温度 高出r+Fe3C的共晶温度越多,Si越高,共析转变温度提高更多,有利于铁素体基体的获得 D硅的增加,缩小了相图的奥氏体区,硅的含量超过10%, r区趋于消失
什么是碳当量、共晶度,有何意义。
碳当量:根据各元素对共晶点实际碳量的影响,将这些元素的量折算成碳量的增减,谓之碳 当量,以CE表示,与C'(4.26%)相比,可判断某一成分铸铁偏离共晶点的程度
表达式:CE=C+l/3 (Si+P) CE>4.26% 过共晶。CE=4.26 共晶 CE<4.26% 亚共晶
共晶度:铸铁的实际含碳量和共晶点的实际含碳量的比值称共晶度。Sc
表达式 Sc=C 7[4.26%-l/3(Si+P)]
共晶度可表示铸铁偏离共晶点的程度间接推出铸铁铸造性能好坏以及石墨化能力大小
球状G的形成条件、长大过程及其形成机理
形成条件:铁液凝固时必须有较大的过冷度和较大的铁液与石墨间的界面张力
长大过程包括两个阶段:1)在熔体中直接析出核心并长大2)形成奥氏体外壳,在奥氏体 外壳包围下成长
形成机理:石墨晶核的产生及其性质;球状石墨的长大以及球化元素的作用
铸铁中,石墨的六种形态及其形成机理
六种石墨分布分类1、片状:形成条件:石墨成核能力强,冷却速度慢,过冷度小2、菊花 状:实际上中心是D形外围是A形,开始时过冷大,成核条件差、先出D型,后期放出凝 固潜热,过冷减小而析出A3、块片状:过共晶时在冷速较小时形成4、枝晶点状:冷速 打过冷大导致G强烈分枝5、枝晶片状冷速小初生Y枝晶6、星状:过共晶冷速较大。
第二章
石墨对灰铸铁基体的影响有哪些?
强度性能:一方面由于它在铸铁中占有一定量的体积,是金属基体承受负荷的有效面积减少; 另一方面,更为重要的是,在承受负荷时造成应力集中现象。
石墨的缺口作用主要取决于石墨的形状和分布,尤其形状为主,石墨的缩减作用取决于石墨 的大小、数量和分布。
xtr105影响灰铸组织、性能的因素有那些?
冷却速度、化学成分、缺液的过热度和高温静置、孕育处理、气体、炉料 灰口铸铁石墨形态:AB D E
提局灰铸铁性能的主要途径:
合理选定化学成分;孕育处理;微量或低合金化 什么是孕育处理?目的是什么?
孕育处理:铁液浇注以前,在一定的条件下(如一定的过热温度,一定的化学成分,合适的 加入方法)向铁液中加入一定量的物质(孕育剂)以改变铁液的凝固过程,改善铸态组织, 从而达到提高性能为目的的处理方法,谓之孕育处理
孕育处理的目的:促进石墨化,降低白口倾向;降低断面敏感性;控制石墨形态,消除过冷 石墨;适当增高共晶团数和促进细片状珠光体的形成,从而达到改善铸铁的强度性能及其他 性能的目的。
第三章
球墨铸铁的生产过程有哪些?
熔炼合格的铁液、球化处理、孕育处理、炉前检验、浇注铸件、清理及热处理、铸件质量检 验。
球化率:在铸铁微观组织的有代表性的视场中,在单位面积上球状石墨数目与全部石墨数目 的比值。
石墨球径:放大100倍条件下测量的有代表性的球状石墨的直径
球墨铸铁孕育处理的目的:消除结晶过冷倾向、促使石墨球化、减小晶间偏析。
孕育方法:炉前一次孕育和多次孕育、瞬时孕育 球墨铸铁的凝固特点:有较宽的共晶凝固温度范围、糊状凝固特性、较大的共晶膨胀。
铸铁的热处理特点:
1    铸铁是Fe-C-Si三元合金,其共析转变温度范围宽;
2    铸铁组织的最大特点是有高碳相,在热处理过程中虽无相变,但却会参与基体组织的变 化过程
3    杂质含量较钢高
球墨铸铁退火处理的目的和工艺过程:
目的去除铸态组织中的自山渗碳体及获得F球墨铸铁。高温石墨化退火Ac3以上50100°C, 铸铁组织为G+A。低温石墨化退火是为了是珠光体分解成铁素体和石墨,可采用两种方式: 一种为加热到Acl以上温度获得奥氏体基体后,让铸件缓慢通过共析转变温区,是奥氏体 直接按稳定系进行共析转变,形成铁素体和石墨。另一种为在A-温度一下加热并保温,使 珠光体分解为铁素体和石墨。退火完成以后铸件随炉冷至550-600°C后出炉空冷,以免产生 缓冷脆性。
球墨铸铁正火处理的目的和工艺过程:
目的在于增加金属基体中珠光体的含量和提高珠光体的分散度,并使其细化,提高铸铁的强 度、硬度和耐磨性。当铸态存在自山渗碳体时,在正火之前必须进行高温石墨化退火,
以消 除自山渗碳体。正火后组织特征为:铁素体被珠光体分割成分散状或破碎状,这种组织使球 墨铸铁具有良好的强度性能和较高的伸长率和韧性。
高温完全奥氏体化正火(Acl上限加30-50°C以获得尽可能多的珠光体组织。
部分奥实体化正火(Acl上、下限之间)加热温度处于奥氏体、铁素体和石墨二相共 存区,仅有部分基体转成奥氏体,而剩下的部分铁素体则以分散形式分布,转变成奥氏体的 部分在随后冷却过程中转变成珠光体。
为获得珠光体基体,还可采用淬火-高温回火的调制处理,得到回火索氏体组织。
可锻铸件:是将一定成分的白口铸件毛坯经退火处理,使白口铸铁中的渗碳体分解成为团 絮状石墨,从而得到由团絮状石墨和不同基体组织组成的铸铁。
简述铁素体可锻铸铁的形成及组织特点
特点:坯件在非氧化性介质中进行石墨化退火,莱氏体、珠光体皆分解,即Fe3C-3FeY a+G, PfFewrc2011a+G
组织为:F+团絮状G
性能:高韧性
铁素体可锻铸铁的退火过程:
a.升温过程950°C左右:温度升高太快,使铸件内部产生很大应力,造成断裂,100°C/h
b.石墨化第一阶段940~970°C,在第一阶段保温,自山渗碳体不断溶入奥氏体而逐渐消失, 团絮状石墨逐渐形成。第一阶段结束,组织为奥氏体加团状石墨。温度太高,组织粗大。
c.中间冷却阶段:从高温冷却到共析转变温度稍下的温度710~730°C„随着温度的降低, 奥氏体中的碳溶解度减小,过饱和的碳自奥氏体中脱溶,附着在已生成的团状石墨上,使石 墨长大,冷至共析点下组织转变为珠光体加团状石墨。冷的太慢延长退火时间,太快会出现 二次渗碳体。
d.第二阶段石墨化(低温石墨化):780°C 3~5h Y - a+G 710-730°C P-a+G
e.冷却阶段:可用较快速度冷却,为防止回火脆性,到500-600°C时即出炉空冷。
加速可锻铸铁石墨化的措施:
1.一般措施:正确选定铁液成分;适当提高退火温度;增加铸件凝固时的冷却速度;;正确 设计和选用退火炉。
2.孕育处理
第四章
冷硬铸铁一通过一定的工艺方法,使铸件激冷层的组织形成白口或麻口,铸件内部组织仍 保持灰口的铸铁。
Cr系白口铁中,随含Cr量变化时形成的碳化物成分及其形貌特征
Crf,碳化物的形态:(FeCr 3C一(FeCr 7C3一(FeCr 2,C6 FeCr ,C:连续 网状或板状 1000-1230HV FeCr 7C3 :不逢续条状或条琪状1200-1800HV 朝阳新增病例基因序列公布FeCr 2,C6 :不连续条状或条块状1140HV
铸铁在高温下的生长特点
swot模型
1.低于相变温度时的生长温度:400~600°C;生长机理:P—F+G;措施:a.提高硅含量使基 体全部为F,或采用石墨化退火来获得全部F
b.加入稳定P的合金元素.络,锡
2.在相变温度范围的生长产生大量的孔洞.措施:a.提高相变点温度;b.调整工作温度.
3. 高于相变温度时的生长    氧化措施:防止氧化.
第五章铸铁的熔炼
电子技术应用
焦碳燃烧的一般£程:1加热着火2动力燃烧,焦炭的燃烧速度受化学反应速度的控制,称 为动力燃烧3扩散燃烧。
冲天炉内的热交换,预热区,熔化区,过热区,炉缸区。
冲天炉强化熔炼的主要措施;预热送风,富氧送风,除湿送风。
第六章铸造碳钢
碳钢铸件的铸态组织特征是晶粒粗大,有些情况下还存在魏氏(或网状)组织
铸造碳钢在其二次结晶过程中,当温度通过Y + a两相区时,先共析铁素体a 析出会因钢的含碳量和冷却速度的不同而形成不同的形态,有粒状、条状(魏氏体) 和网状三种。
实际上只有含碳量低儿壁又较厚的铸钢件中,才会在铸态下得到粒状组织。
铁素体在奥氏体晶粒内部已一定的方向呈条状析出,魏氏体组织属于亚稳定组 织,通过热处理,可使之转变为更稳定的粒状组织。由于奥氏体晶界上晶格缺位多, 且组织疏松,故易于铁素体新相的形核和铁原子的聚集从而为网状组织的形成创造了 条件。通过适当的热处理(退火或正火),魏氏体或网状组织即会转变为粒状组织, 从而使钢的性能得到提高。碳钢铸件热处理的目的是细化晶粒,消除魏氏体(或网状 组织)和消除铸造应力。热处理方法有退火、正火或正火加回火。
碳钢铸件热处理的目的是细化晶粒,消除魏氏(或网状)组织和消除铸造应力。
碳钢件不采用淬火处理的方法。这是由于碳钢的淬透性较差,铸件壁厚上不易得 到均一的组织和性能。
第七章铸造低合金钢
铸造低合金钢是在铸造碳钢的化学成分基础上加入为量不多的一种或几种合金元素 所构成的钢种,其合金元素的总含量一般不超过5%
镒系铸造低合金钢中,镒、格、镣的作用有哪些?
镒(1.1-1.8%)的作用:1提高钢的淬透性,2在铁素体中起固溶强化作用,3使钢的 共析转变温度降低4使铁素体韧化、改善钢的低温韧性
倍的作用:1提高钢的淬透性,2在铁素体中起固溶强化作用,而不降低其塑性,3 抑制缺化物的制出
镣在钢中的作用:1固溶强化,2提高钢的淬透性,3细化珠光体,4降低钢的韧性一脆性转 变温度,5提高刚在高温下的抗氧化性。

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