铸造合金及其熔炼特种性能铸铁.pptx
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1、第一节 减摩铸铁1、定义:摩擦系数小、磨损少、抗咬合性好2、影响磨损因素:成分、组织、性能、条件 (润滑、载荷、速度、表面质量)3、现有磨损机理 图4-14、我们研究:成分、组织、性能5、减摩组织特征:软基体、硬质点第1页/共36页一、G对铸铁减摩性的影响1、G:固体润滑剂 形成G润滑膜 图4-2 吸附保存润滑油 空穴存油2、影响形成润滑膜的因素 基体 太硬不易形膜 G形状 片状好 球不易形膜 G大小 小,不易成膜。但,大 对基体不利 综合 蠕虫状好第2页/共36页二、基体组织对减摩铸铁的影响理论 越硬越耐磨,但,不易形膜,综合 P 最好,细小P最好。在轻微磨损下,B下最好,M次之,P最差严重
2、磨损时,都差不多第3页/共36页三、常用减摩铸铁普通灰铁、球铁即是,例如 机床、活塞环(一)含磷铸铁原理:二元、三元磷共晶断续网状分布(硬质 点)提高耐磨性 图4-3 一般含磷0.40.7%特点:流动性好,提高3050%表4-2 铸造应力大(P降低导热性、磷共晶膨 胀、磷共晶与基体导热系数不同)应用:机床导轨、气缸套、摩阻零件(刹车瓦)第4页/共36页(二)钒钛铸铁成分:V:0.30.5%,Ti:0.150.35%原理:V、Ti与C、N形成化合物硬质点 细化晶粒(P、G)F少 表4-3应用:机床导轨、活塞环、缸套(加Cu、B)第5页/共36页(三)硼铸铁 成分:0.030.08%原理:形成硼碳
3、化物,偏析在晶界 网状分 布,含磷时,形成磷硼碳化物,硬度更高(B阻遏石墨化)应用:气缸套、活塞环 表4-4第6页/共36页第二节 冷硬铸铁组织:外层 白口,内层 灰口,中间 麻口性能:外硬、内韧应用:摩擦磨损、磨料磨损一、化学成分、组织特点 激冷层硬度、深度是冷硬铸铁的关键,1、成分:C、Si C调整硬度 (C多,渗碳体多)Si调整深度 (Si多,深度浅)石墨化第7页/共36页合金元素:增加白口深度W、Mn、Mo、Cr、V(最强)减小白口深度C、Si、Ti、Ni、Cu、Co、P(最弱)(Ti有问题)影响硬度C、Nb、P、Mn、Cr、Mo、V、Si(最弱)影响麻口:C、S、P 减小麻口 Cr、
4、Al、Mn、V增加麻口 2、组织 白口层:普通冷硬铸铁(P+Fe3C)低合金冷硬铸铁(S+B上+Fe3C)高合金铸铁(B+M少量+Fe3C)麻口层:白口(与上相同)+G第8页/共36页二、冷硬铸铁的获得与性能特征1、获得:成分、工艺 控制 工艺:激冷 金属型 复合铸造 双金属铸铁 影响激冷层工艺因素:(1)炉料性质 炉料白口多,铸件白口多 (2)熔炼工艺 铁液温度,过热温度越高,静置时间越长,白口越多(形核能力降低)。浇铸温度越低,白口越多。(3)铸型工艺 冷铁厚度:壁厚大,冷铁厚度大 一般 冷铁厚度/铸件厚度 1:2-4第9页/共36页成分:碳、硅减少白口层,但不能太少,碳少硬度不够。图4-
5、5,图4-6 合金元素 图4-92、性能:白口硬度高,但脆性大 麻口硬度低,但韧性好 图4-8,图4-9三、冷硬铸铁的应用 主要应用于各种轧辊 (耐磨,白口,强度要求高,麻口)轧辊的生产方法:一体铸造,溢流铸造,离心铸造 图4-10、11、12第10页/共36页第三节 抗磨铸铁1、定义:抵抗磨料磨损 相对耐磨性=标准磨损/试样磨损2、耐磨原理:磨料磨损 磨料对金属刮削 金属硬度、磨料硬度、外加力相对耐磨性 与金属硬度、磨粒硬度的关系 Ha/Hm 0.71.1 耐磨性最好 图4-14 0.71.1 耐磨性开始变差 1.11.3 耐磨性不变 0.71.1,1.31.7 增加硬度无意义。因此,单纯提
6、高硬度,对铸铁而言,不能提高耐磨性,硬度高,脆性大,反而降低耐磨性。第11页/共36页一、普通白口铁1、成分:高C低Si,Si1%,Mn1%一般不含或少量的合金元素2、组织:P+Fe3C Ld3、性能:脆性大、耐磨性差4、应用:铧犁,磨粉机的磨片导板第12页/共36页二、镍硬白口铁1、成分:在普通白口铁中 加入一定量的镍46%,铬2-8%,2、组织:M+A3、性能:提高硬度韧性4、应用:轧辊,球磨机,杂质泵 镍短缺昂贵元素,尽量少用,我国少用。第13页/共36页三、铬系白口铁1、铬的作用 提高淬透性,稳定奥氏体 改变共晶碳化物类型,铬量不同,可得 M3C、M7C3、M23C6 硬质相,提高硬度
7、,M7C3硬度最高 表4-14 M3C网状分布,M7C3、M23C6条状或条块状形貌 图4-19、20 第14页/共36页(一)、低铬白口铁1、成分:在普通白口铁的基础上加入少量的铬元素Cr=15%2、组织性能:形成(Fe,Cr)3C提高硬度,提高韧性(原渗碳体是蜂窝状,对基体割裂)(Fe,Cr)3C形态,部分网状和板条状3、应用:球磨机第15页/共36页(二)中铬白口铁1、成分:Cr=711%2、组织:M3C、M7C3混合物3、性能:与镍硬铸铁相近,介于低铬和高铬之间 表4-164、应用:取代镍硬铸铁第16页/共36页(三)、高铬白口铸铁1、成分:Cr=1228%(1)Cr、C重要元素,影响
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