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1、铸造合金及其熔炼Casting Alloy and Its Melting,主讲教师：王悔改 王爱琴河南科技大学,1,第一篇 铸铁及其熔炼绪 论,2,一.铸造合金材料及其熔炼方法的发展历史,锡青铜：熔点较低（700-900），Cu、Sn不易被氧化，熔炼较容易。早在公元前2000多年已出现，在商周达到鼎盛时期。,3,铸钢：熔点较铸铁高（1400 左右），熔炼比较困难。最早发源于欧洲，我国直到19世纪下半叶才有真正的炼钢技术。,4.铝合金：由于Al易氧化，故出现较晚，大约在19世纪末至20 世纪初。,其他合金：随着科技的发展，在20世纪后半叶，出现了新的合金（铸造Mg、Zn、Ti等合金）及其熔炼方
2、法。,铸铁：熔点较高（1200 左右），熔炼较困难。出现在春秋末期（公元前513年）至汉代。,4,铸铁,二.铸造合金材料的分类、特性及应用,灰口铸铁：具有良好的导热性、减震性、减摩性和低的缺口敏感性，较易熔炼，因此在机械行业中应用广泛。,负荷较大的机器零件，如曲轴、连杆、齿轮、凸轮轴等。根据基体不同又可分为：,a.铁素体球墨铸铁：韧性较高，变形能力较强，主要用于制造管类零件；,b.珠光体球墨铸铁：高强度，用于齿轮的生产；,c.贝氏体球墨铸铁：高的强度、硬度和耐磨性，用于曲轴类零件的生产；,白口铸铁：较高的硬度及脆性。不能承受冷加工，也不能承受热加工，只能直接用于铸造状态。,5,d.奥-贝球墨铸
3、铁：高强度和韧性，适用于制造要求同时具备耐磨及耐冲击疲劳性能的铸件，如汽车差速器的大伞齿轮。,可锻铸铁：可锻铸铁中的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小，因此它的力学性能比灰铸铁高，塑性和韧性好，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。可锻铸铁的基体组织不同，其性能也不一样，其中黑心可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，而珠光体可锻铸铁具有较高的强度，硬度和耐磨性。,特种性能铸铁：服役过程中能满足特殊使用性能的铸铁。,a.耐磨铸铁；b.耐热铸铁；c.耐腐蚀铸铁。,蠕墨铸铁：较高的强度，良好的导热性及耐热疲劳性能。按基体可分为珠光体蠕墨铸铁和铁素体蠕墨铸铁，主要用于生 产刹车鼓铸件及发动机进排气管铸件。,6,a.铸
4、造低碳钢：含碳小于0.2%；b.铸造中碳钢：含碳0.2%0.5%；c.铸造高碳钢：含碳大于0.5%。,铸造低合金钢：含有锰、铬、铜等合金元素的铸钢。合金元素总量一般小于5%，具有较大的冲击韧性，并能通过热处理获得更好的机械性能。主要用于机械零件中。,铸造高合金钢（铸造特种钢）：为适应特殊需要而炼制的合金铸钢，品种繁多，通常含有一种或多种的高量合金元素，以获得某种特殊性能。如高锰钢常用于矿山机械、工程机械的耐磨零件；铬镍不锈钢常用于有腐蚀或在高温条件下工作的零件。,铸造碳钢：以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。具有较高的强度、塑性和韧性，耐磨性和耐蚀性差，成本较低，用于制造承受大负荷的零
5、件，如轧钢机机架、水压机底座等。,2.铸钢,7,3.铸造有色合金,铝合金：日常生活中。铜合金：较好的力学性能和切削加工性，主要用于大型铜合金铸件，如螺旋桨等；用于工艺美术品方面。钛合金：高的比强度和好的耐蚀性，主要用于航空航天、船舶、化工等领域。,8,三.学习本课程的目的,四.本课程的主要内容,主要讲授常用铸铁、铸造碳钢、铸造非铁合金凝固组织形成的基本理论，化学成分、处理工艺、金相组织对力学性能、使用性能、铸造性能的影响规律，改善组织、提高性能之途径，以及各种合金的熔炼原理与精炼技术。,本课程是铸造专业的主干课，通过本课程的学习，学会利用相图分析各种铸造合金的结晶过程，判断其金相组织，预测其性
6、能；能够根据实际要求制定常用铸造合金的化学成分、熔炼工艺、炉前处理工艺；并了解近期铸造合金材料和精炼技术的发展趋势。,9,l理论知识方面 具有利用相图分析灰铸铁、球墨铸铁、铸造碳钢、铸造铝合金和铜合金的结晶过程、判断其组织、预测其性能的能力。具有改善各种铸造合金的金相组织，提高力学性能的思维能力。具有正确选择各种铸造合金的熔炼方法、熔炼设备的能力，并掌握其熔炼原理。具有对铸造合金金属液进行精炼处理的基本知识。对新型铸造合金材料和先进的熔炼技术及发展方向有一定了解。,五.教学要求,10,2基本技能训练方面 具有根据铸造合金牌号和铸件壁厚正确制定化学成分、熔炼工艺、炉前处理工艺的能力，并能依据原材料的化学成分计算出配料比例。具有一般铸件生产的实际操作技能。具有制备金相试样并观察分析显微组织的能力。具有测定并计算拉伸强度和延伸率的基本技能。,11,六.教材及参考书,l使用教材 陆文华、李隆盛、黄良余主编铸造合金及其熔炼北京：机械工业出版社，20072主要参考书 1 陆文华主编.铸铁及其熔炼.北京：机械工业出版社，1981.2 李隆盛主编.铸造合金及熔炼.北京：机械工业出版社，1996.,12,
