铸造合金 铸铁部分.ppt

铸造是在液态下成形的方法，考察指标和影响因素多达几十个
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铸造基本内涵
：铸造是材料液态成形的方法
中国铸造产业存在的问题
一 专业化程度不高，生产规模小
二 技术含量及附加值低
三 产学研官结合不够紧密 铸造技术基础薄弱
一、铸造技术的发展
人类社会生产的历史，以其使用的材料的性质来划分，经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代，人工合成新材料的新时代。
是以铸造技术水平的提高为前提的。
铸造是集熔炼与凝固、成形为一体的科学技术。
铸造包括熔炼方法、浇注方法、造型方法、热处理方法，每种方法都得到了快速发展。
铸造工艺发展：传统的范型工艺到现在的多种类的铸造技术，Near Net Shape精密铸造
铸造加工的对象：
有机材料
无机材料非金属材料
金属材料：黑色金属：Fe、Cr、Mn
有色金属材料：Fe、Cr、Mn之外的元素
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二、铸造合金较之变形合金的特点
合金化元素含量高，成分范围相对较宽，
组织相对较粗大，甚至不均匀，
强度较高、塑性相对较低。
加工成本较低，复杂件成形。
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三、铸造合金发展
铜、铁、钢、镍、锌、铝、镁、钛等
现代铸造材料的蓬勃发展：除金属材料外，非金属材料的熔铸技术与理论在不断发展，如各种宝石（参杂Ti、Cr等离子的Al2O3，用于激光发射器）、铌酸锆、铌酸铝锂
陶瓷材料Al2O3/YAG(用于超高温结构材料)、YBaCuO(超导体)、SiC-Si太阳能材料、浆料铸造-烧结
单晶W、Mo、Nb（用于热离子发射电源）、单晶镍基合金叶片、单晶Cu导线、单晶Si芯片
金属间化合物（用于结构材料TiAl，MoSi2、功能材料NiTi，TeDyFe）
电致发光材料，发光效率90%以上，白炙灯的发光效率只有5%，节能意义重大
光致发光材料，白天吸收太阳能，晚间发光，类似于夜明珠
铸造合金由低熔点向高熔点发展，合金活度不断增加，技术难度不断增大，说明人们克服困难、解决问题的能力不断提高。
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铸造合金是重要的工程材料，具有广泛的应用领域。作为材料成型与控制工程专业的加工对象，其本身的特性是本专业学生必须了解的基础知识。
铸造合金本身的特性无论对成形过程，还是对其应用过程中的可靠性都具有决定性影响，只有在充分了解铸造合金本身的各方面特性后，才能充分发挥铸造合金的特殊性能。
该课程是使学生获得有关铸造合金种类、特性、制备方法的基础专业课。该课程主要介绍各种铸造的应用领域，了解铸造合金成分对其工艺性能、组织及使用性能的影响。为后续材料成形方面的专业课奠定基础。
课程目的与任务
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2-1、铸铁的分类

工业上的铸铁是一种以Fe、Si、C为基础的复杂的多元合金，
-%，硅含量1-3%，同时含有Mn -%，P -%，S -%。
为了提高铸铁的性能通常还要加入其他合金元素Cr、V、Co、Ni、Mn等。
与钢的差别：成分方面(C+Si)和组织方面(高碳相)。
第2讲 铸铁基础知识（1）
按铸铁中是否有石墨存在，分为灰铸铁和白口铁(高碳相的存在形式不同)按石墨存在形态，分为：普通灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁按铁合金中是否含有除常规元素之外的合金元素分为普通铸铁和合金铸铁（由于其具有特殊的性能，如耐磨、耐热、耐腐蚀等，又称为特殊铸铁）铸铁以其应用特点可以分为两大类，即结构材料为主（发挥其力学性能，如灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁）和功能材料为主（发挥其特殊的性能，如耐磨铸铁、耐热铸铁、耐腐蚀铸铁）
灰铸铁的发展是以强度的提高为驱动力的，早期其强度只有60-80MPa，现在可以达到400MPa以上。从发展的途径上看，早期着眼于孕育，但逐渐向合金化方向发展。为了改善铸造性能，力求采用较高碳当量的铸铁。基本无塑性。
早在1935年德国人发现了铸铁凝固过程中通过控制合金成分可以析出石墨球，进而世界范围内开展球墨铸铁的研究。400-900MPa,塑性达到2-20%。
蠕墨铸铁的强度和塑性低于球墨铸铁，但高于灰铸铁。
可锻铸铁强度300-700MPa,塑性2-12%。
2-2、铁碳相图
由于铸铁中的碳能以石墨或渗碳体两种独立的形式存在，因而Fe-C合金系中存在Fe-石墨、Fe-Fe3C双重相图，其中Fe-石墨是稳定系，Fe-Fe3C是非稳定系。
从动力学角度分析，稳定系发生在冷却速度缓慢，非稳定系发生在冷却速度较快的条件下。
存在的转变（反应）：
同素异构转变δ—γ—α，磁性转变，包晶转变，共晶转变，共析转变
相