铸造合金+铸铁部分.ppt

铸造是金属在液态下成形的方法，考察指标和影响因素多达几十个
0 绪论
铸造基本内涵
广义外延：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 选ppt
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
相区：
L-液相，
δ-高温铁素体bcc，
γ-奥氏体fcc，
α-铁素体bcc，
cm-渗碳体，
gr-石墨
可能的组织：
莱氏体(γ+Fe3C共晶体)，
珠光体(α+Fe3C共析体)
索氏体(细的α+Fe3C共析体)
托氏体(极细的α+Fe3C共析体)，
上述共析组织中渗碳体为片状，通过热处理可以成粒状。
图2-1 Fe-Fe3C系和Fe-石墨系双重相图
（实线为Fe-石墨系，虚线为Fe-Fe3C系）
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The stable equilibrium phases of the Fe-C system at ambient pressure are (1) the gas, g; (2) the liquid, L; (3) bcc (d-Fe); (4) fcc (g-Fe), or austenite; (5) bcc (a-Fe), or ferrite; and (6) hexagonal (C), or graphite. Orthorhombic Fe3C, or cementite, is a metastable phase.Allotropic reaction (同素异构转变) Peritectic reaction (包晶反应)Eutectic reaction (共晶反应) Eutectoid reaction (共析反应)Sublimation (升华) Melting (熔化)
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图2-2 共晶部分的详细图形
（1153/1147/1142C）

对于铸造合金通常采用共晶成分点，提高铸造性能（对提高流动性有好处：熔点低、易于过热(粘度低)、不形成大枝晶，潜热大）。
Fe-C共晶部分的详细图形2-2，Fe3C液相线与石墨液相线的交点是在石墨共晶温度之下11K，这表明在激冷条件下熔体易于对渗碳体相过饱和析出。
即过冷度小于11K时石墨的液相线高于渗碳体的液相线，而优先析出石墨。当过冷度大于11K后渗碳体的液相线高于石墨的液相线，将优先析出渗碳体。同时要考虑成分的影响。（最高界面温度判据）
Fe-，Fe-
构成铸铁的主要的相：石墨、渗碳体、奥氏体、α铁素体、（珠光体）。
石墨在铸铁中的形态：片状石墨、共晶石墨、蠕虫状石墨、球状石墨。
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2-3、铸铁的灰口或白口凝固
铸铁依照其凝固方式的不同，而可能形成灰口组织或白口组织，在某些特殊的条件下也可能形成由灰口和白口构成的混合组织，即麻口组织。
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一、过冷温度T(过冷度)的影响（热力学影响）
铸铁依照何种方式凝固，结晶成灰口或白口组织取决于石墨与渗碳体两者相对的形核可能性以及生长速率，这将取决于铁液的化学成分和结晶条件。
图2-3是在温度-生长速率坐标上绘出的灰口或白口铸铁组织存在的范围(没有考虑成分的影响)。
石墨共晶的平衡温度为1153oC，而Fe3C的共晶平衡温度为1147oC，在两个平衡温度之间，只有石墨共晶能够形核长大。
2-3、铸铁的灰口或白口凝固
图2-3 灰口和白口铸铁组织的存在范围
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2-3、铸铁的灰口或白口凝固
在1147oC以下，石墨共晶和渗碳体共晶都能形核、生长，但随着温度的降低，渗碳体的生长速率相对于温度的变化率(dR/dT)明显大于石墨的。两者生长速率大小关系的转折点对应的温度是1142oC(DT'临界过冷度)，即，低于此温度时，渗碳体的生长速率大于石墨的生长速率，会发生白口组织凝固，结晶过冷度是决定铸铁凝固方式的基本因素。
分析图2-3时有两种途径：1）考察相同过冷度时不同相的生长速率的大小关系，生长速率大的将优先形成；2）考察相同的生长速率条件下，所需过冷温度的大小关系，过冷温度小的将优先形成。
图2-3 灰口和白口铸铁组织的存在范围
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该图表明过冷度增加，生长速度增加ΔTR非晶？
注意：过冷度越大，形核率高、生长速度越大，固相分数增加快，不绝对，过大的过冷度会使凝固速度降低，形成细晶，直至非晶的形成。
ΔT
R
非晶？
图2-3 灰口和白口铸铁组织的存在范围
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二、冷却速率的影响（动力学影响）