工程材料第6、7章讲解.ppt

碳的三种存在形式 按照碳在铸铁中的存在形式铸铁可分为：1）灰铸铁；2）白口铸铁；3）麻口铸铁 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 1 2 3 4 5 6 1538℃ 1227℃ A H 0.09 J B N E C F D K S P 0.0218 L L+γ L+Fe3C γ+Fe3C γ α α+Fe3C 0.53 2.11 4.3 1148℃ 727℃ 0.77 Fe Fe3C w（C）% γ+δ α+γ G 912℃ Q E′ 2.08 S′ 0.68 738℃ 1154℃ C 4.26 D F K γ+G α+G 第一阶段石墨化：液相及共晶反应阶段发生的石墨化，包括从过共晶的铁液中直接析出初生石墨、一次渗碳体及在共晶转变过程中形成的共晶石墨； 第二阶段石墨化：共晶与共析温度之间的石墨化，指共析转变过程中形成的共析石墨。从奥氏体中析出的二次石墨。 第三阶段石墨化充分进行时，组织为铁素体+石墨； 第三阶段石墨化部分进行时，组织为铁素体＋珠光体+石墨； 第三阶段石墨化不能进行时，组织为珠光体+石墨。 第三阶段石墨化：在共析线及以下发生的石墨化，共析转变生成的共析石墨。 F＋片状石墨 F+P＋片状石墨 P＋片状石墨 钢基体 铁素体 F＋P 珠光体 铸铁的牌号 灰铸铁：“HT+数字” HT表示灰铸铁，数字表示铸铁的最低抗拉强度（MPa） 例如：HT100 HT350 球墨铸铁：“QT+数字——数字” QT表示球墨铸铁，前面的数字表示最低抗拉强度（MPa），后面的数字表示最低断后伸长率，单位为百分之几 例如：QT400-15 QT700-2 价格便宜，应用广泛，主要用于各种箱体、泵体、缸体的制造。 塑性、韧性几乎为零，属于脆性材料，但抗压强度高。 铸铁中，石墨片数量越多，越粗大，分布越不均匀，灰口铸铁的力学性能越差。 工艺性能 焊接性能很差； 不能用于锻造； 切削性能好； 铸造性能极好：流动性好，收缩率小。 由于，碳结晶成石墨时体积膨胀，抵消了部分收缩 灰铸铁 减振性好：石墨本身松软能吸收振动能。 耐磨性好：石墨本身就是良好的固体润滑剂，又可储存润滑油。 其它性能 可锻铸铁 ——将铸造出白口铸铁铸件，进行高温、长时间退火，使Fe3C分解成Fe和C原子，C原子通过扩散聚集到一起形成团絮状石墨。 因此，可锻铸铁生产周期长，成本高。 生产过程 由于团絮状结构降低了片装饰膜的切割作用，塑性，韧性以及强度均高于灰铸铁，但锻造性仍然很差。 主要用于生产形状复杂且承受振动载荷的薄壁小型件 各种低压阀门 球墨铸铁 形成方式：通过加入球化剂和孕育剂，促进石墨形核，影响晶核的长大方式，最终形成球径小、数量多、圆整度高、分布均匀的球状石墨 为了形成比较良好的球状石墨，碳含量应控制在4.3%~4.6%之间。 铸态下的室温组织：铁素体+珠光体+渗碳体+球状石墨 在使用的过程中，可部分代替碳素钢，制造受力复杂，强度、韧性和耐磨性要求高的零件 由于球状石墨危害程度小，因此可以对球墨铸铁进行各种热处理使之强化。 退火 目的是获得铁素体基体。 正火 目的是获得珠光体基体 淬火加回火 目的是获得回火马氏体或回火索氏体基体。 等温淬火 目的是得到下贝氏体基体，获得最佳的综合力学性能。 合金铸铁 耐热铸铁 耐磨铸铁 耐蚀铸铁 Si Al Cr Cu Mo Mn Si P Cr Ti Cu Mo Mn Ni 合金铸铁是通过向白口铸铁中加入合金元素，以提高材料的某些性能 图标 XI’AN TECHNOLOGICAL UNIVERSITY 敦 德 励 学 知 行 相 长 6–工业用钢 工 程 材 料 06 - 工业用钢 工业用钢分为碳素钢和合金钢 合金钢：是指为了提高钢的性能，在碳素钢的的基础上有意加入一定的合金元素所获得的铁基合金 合金元素的作用： 1）与Fe相互作用 2）与C相互作用 3）对相图的影响 合金元素在钢中有五种存在形式。 1.按化学成分分类 a 碳素钢 b 合金钢 低碳钢 Wc≤0.25％ 中碳钢 Wc＝0.25~0.60％ 高碳钢 Wc0.60％ 低合金钢 Wme ≤5% 中合金钢 Wme＝5~10％ 高合金钢 Wme10％ 另外，根据钢中所含主要合金种类