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《热加工基础》第一章铸造生产第一章铸造铸造概念2、铸造优缺点铸造产品铸造技术的应用第一节合金的铸造性能铸造性能内容包括:（一）合金的流动性流动性对铸件质量的影响流动性的评价标准：流动性螺旋形式样流动性的影响因素常用合金流动性2）化学成分和结晶特征铁碳合金相图若充型能力不足产生的缺陷：2.充型能力的影响因素1）铸型填充条件2）浇注条件二合金的凝固与收缩（一）铸件的凝固方式及影响因素逐层凝固方式的优点铸件凝固方式糊状凝固方式缺陷凝固方式图5铸件的凝固方式2.凝固方式的影响因素（二）铸造合金的收缩铁碳合金的体积收缩率图6缩孔形成过程示意图冒口、冷铁的应用框形铸件热应力的形成过程铸件变形２）切削加工变形轮形铸件的冷裂三、铸造合金的偏析和吸气性第二节常用合金铸件的生产铸铁是一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中碳的质量分数超过了在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。（一）铸铁的分类1.根据碳在铸铁中的存在形式分类（1）白口铸铁指碳主要以游离碳化铁形式出现的铸铁断口呈银白色。（2）灰铸铁指碳主要以片状石墨形式出现的铸铁断口呈灰色。它是工业中应用最广的铸铁。（3）麻口铸铁指碳部分以游离碳化铁形式出现部分以石墨形式出现断口灰白相间。2.根据铸铁中石墨形态分类（1）普通灰铸铁石墨呈片状见图10；（2）蠕墨铸铁石墨呈蠕虫状见图11；（3）可锻铸铁石墨呈团絮状见图12；（4）球墨铸铁石墨呈球状见图13。3.根据铸铁的化学成分分类（1）普通铸铁（2）合金铸铁（2）灰铸铁的性能a)力学性能由于石墨的存在一方面使得基体承载的有效面积减少另一方面在基体中容易造成应力集中现象最终导致灰铸铁的抗拉强度和弹性模量均比钢低得多断裂强度通常为120～250Mpa；塑性和冲击韧性近于0属于脆性材料。b)工艺性能灰铸铁属于脆性材料不能进行冲压；同时其焊接性能也很差。但灰铸铁的切削加工性能较好。c)减振性灰铸铁具有良好的减振性其减震能力约为钢的5～10倍。工业上常用它来制造机床床身、机座等。d)耐磨性好e)缺口敏感性低2.灰铸铁的孕育处理孕育是以少量材料加入熔融金属促进成核以改善其组织和性能的方法。加入的材料称为孕育剂。常用的孕育剂是FeSi75熔点为1300℃经孕育处理后的铸铁称孕育铸铁。孕育铸铁的强度、硬度比普通灰铸铁有显著提高。孕育铸铁适用于对强度、硬度和耐磨性要求较高的重要铸件尤其是厚大铸件如床身、凸轮、凸轮轴、气缸体和气缸套等。灰铸铁的孕育处理见图14。（三）可锻铸铁可锻铸铁是白口铸铁通过石墨化或氧化脱碳可锻化处理改变其金相组织或成分而获得的有较高韧性的铸铁。可锻铸铁实际上并非可以锻造这个名子只表示它具有一定的塑性和韧性。1.可锻铸铁件的微观组织及其性能特点（1）可锻铸铁的显微组织可锻铸铁的显微组织由金属基体（铁素体和珠光体）与团絮状石墨组成。（2）可锻铸铁的性能可锻铸铁的强度一般为300～400Mpa最高可达700Mpa同时可锻铸铁具有一定的塑性和较高的冲击韧度。可锻铸铁的铸造性能可锻铸铁的碳、硅质量分数低熔点比灰铸铁高凝固温度范围大故铁液的流动性差必须适当提高铁液的出炉温度以防产生冷隔、浇不到等缺陷。同时可锻铸铁的凝固过程没有石墨化膨胀阶段体积收缩和线收缩较大易形成缩孔和裂纹等缺陷。在设计铸件时除应考虑合理的结构形状外在铸造工艺上应采用定向凝固的原则设置冒口和冷铁适当提高型砂的耐火度退让性和透气为挡住熔渣在浇注系统中应安放过滤网。（四）球墨铸铁球墨铸铁是铁液经过球化处理后使石墨大部分或全部呈球状有时少量为团絮状的铸铁。1.球墨铸铁的组织与性能（1）球墨铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织由金属基体（铁素体和珠光体）与球状石墨组成。（2）球墨铸铁的性能球墨铸铁不仅强度远远高于灰铸铁优于可锻等铁甚至可与钢媲美尤其屈强比（一般大于0.7）明显高于碳钢（仅0.6左右）疲劳强度与中碳钢接近而且其耐磨性远高于45钢表面淬火。球墨铸铁还具有优良的热处理性能球墨铸铁的铸造性能、减振性、切削加工性及缺口敏感性较灰铸铁差但仍优于铸钢。其塑性和韧性虽低于钢但仍能满足一般零件的要求。（一）铸钢的种类与性能铸钢按化学成分的不同可分为以下两大类：1.碳素铸钢指以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。根据碳质量分数的高低可分为低碳、中碳和高碳铸钢。铸钢的强度与球墨铸铁相近但铸钢的冲击韧度和疲劳强度都高得多另外铸钢的焊接性能远比铸铁优良。2.铸造合金钢对于具有较高力学性能或某些特殊性能要求的零件或工具可采