铸铁的固态相变(二次结晶)-参考答案课案.ppt
1-3铸铁的固态相变(二次结晶)一、奥氏体中碳的脱溶（图1-1）稳定系：析出gr（冷小）;亚稳定系：析出FeC3（冷大）析出的二次高碳相，一般依附在一次高碳相上，不再重新形核。,二、铸铁的共析转变：稳定系：r+gr 亚稳定系：r+FeC3共生生长（图1-24）：形貌：片层形核：以高碳相作为先共析相（领先相）长大：共生生长到底进行哪一种转变是由下面两个因素决定的：过冷度：化学成分如Si促进r分解，促进r+gr转变：过冷奥氏体的中温和低温转变：250-450 贝氏体转变.350-450 B上260-350 B下230以下 马氏体转变.也可得到室温奥氏体,三、三次渗碳体和gr的析出微量不影响组织往往过冷至室温而呈过饱和状态，不析出。1-4 合金元素对铸铁结晶过程的影响一、促进铸铁的灰口或白口的凝固元素促进灰口凝固：由强到弱的顺序为：Si AL Ni Co Cu 促进白口凝固：由强到弱的顺序为：Te Sb V Cr Sn Mo Mn,1：对碳在铁中溶解度的影响：Si Ni Cu使溶解度降低，利于gr化Mn Co Cr V使溶解度升高不利于gr化2：对共晶温度范围的影响：Si Ni使共晶结晶温度范围增大Cr使共晶结晶温度范围缩小.结晶温度范围大，铸铁倾向于生成gr3：对临界过冷度的影响：TT是使铸铁进行灰口凝固所能达到的最大结晶过冷度Si Co Ni使T增大，促进gr化过程Cr Mo V使T下降阻碍gr化过程4：合金元素的石墨化能力：P=PM-PS表示铁液按照渗碳体共晶和石墨共晶方式的凝固分配比,二、影响一次结晶过程中结晶相的形核过程和晶体生长方式1：对初生奥氏体结构的影响RE(Ce La)使r枝晶轴次增加细化2：对石墨共晶结构的影响：Cu：使共晶转变过冷度增加，生长速度降低，gr细化V Ti：非自发形核（碳氮化物）细化共晶团及grMg Ca Ce La：得球状gr、蠕虫状grPb Bi Sb Te：限制共晶团生长，恶化球状gr，使之长出枝晶，网状，或魏氏体形gr注意：微量元素在不同铸铁中的作用是不同的3：对渗碳体共晶结构的影响：Cr：(Fe,Cr)C+r(Cr,Fe)C+r9.5%12%Cr 渗碳体基体，12%Cr奥氏体基体 V:(FeV)V+rVC+r10%V奥氏体基体,三、在奥氏体碳的脱溶过程中，影响二次高碳相形成Si Ni:（非碳化物形成元素）促进gr形成Cr Mo V:（碳化物形成元素）促进Cm形成Pb Bi Q gr以长条形状析出（二次魏氏体形石墨）四、在铸铁的共析转变过程中，影响r的稳定性：促进共晶白口凝固的元素，促进r按介稳定系进行促进共晶灰口凝固的元素，促进r按稳定系进行。Si P:促进共析gr化。Cr Ni Cu Mo使r稳定性提高，促进共析转变，但仅gr化，生成（P B M A）等基体Mn：仅对共析gr化，使r冷稳定生成P,M,r基体Sn：稳定P五：对共晶含碳量和共析含碳量的影响：左移，右移Si P影响大，可折算成碳当量。（自学）,第二章 灰铸铁,2-1 灰铸铁的组织及力学性能特点一 牌号和力学性能特点。1 牌号：HT200，HT150，汉语拼音字头。2 力学性能特点：强度特性差：b k E缺口敏感性能低：应力集中早已存在，缺口作用系 数。=w(无)/w(有)，铸铁 1，铸钢1.5。减震性好：片状gr的割裂，使Fe基体的连续性下降，波传动不好。耐磨性好：石墨脱落，作为润滑剂，剩余空间作为油槽。切屑性好：断屑性好。导热性好：gr导热好与铁比，大约为2到3倍。,二：金相组织特点:1 基体:P,F P+F(注中).2 石墨:片状,长度8级(1-8)类型A-片状、B-蔷薇状(菊花)、C-块片状、D-晶间点状、E-晶间网状、F-星状。3 少量非金属夹杂物:五大元素之间形成.Fe FeS FeC.FeP FeC Fe.FeC.MnS,(FeMn)S.Fe-FeC.,三 石墨对力学性能的影响.1 缩减作用与缺口作用.Gr强度低,相当于 Fe的内部存在空洞,缺口,使 Fe的有效面积缩小.2 吸振作用与减摩作用.四 基体对力学性能的影响.F：b,HB.P：b，HB F+P：介于上述两者之间.基体力学性能发挥的越好,铸铁力学性能.注:所以说:铸铁的力学性能为:来源于基体,取决于石墨.,五 共晶团对力学性能的影响细小-力学性能.（图2-2）原因-晶界强化,杂质均匀.六 铸铁的强度,硬度与共晶度的关系:决定铸铁石墨和基体的主要因素.是铸铁的共晶度.(成分)及冷却速度(铸件厚度).对于一般中等壁厚铸件.b=1000 809Sc 单位Mpa HB=538 355Sc.,七:灰铸铁的质量指标 b HB:实际值,b HB:计算值.相对强度:RG=b/b.相对硬度:RH=HB/HB.质量指标:GZ=RG/RH 0.71.4 GZ高,质量好,生产技术水平高.八:提高灰铸铁质量指标的措施及途径.1 熔炼方面:炉温.静置,均匀.2 孕育处理:改善金相组织.提高性能-通过共晶团数增加实现.3 控制成分:降低S,P含量.减少碳化物,磷共晶.4 合成铸铁:废钢增碳熔炼 使 S,性能.5 低合金化:加入合金元素.(含量低)提高力学性能.,2-2 影响灰铸铁铸态组织形成的基本因素.一 化学成分的影响:C、Si:促进gr化,易生成F.因 C:gr核心形成与长大容易.Si:C,S,E左移.Tc,Tc,Ts.即结晶温度范围扩大.易于gr化.Mn、S：阻碍 gr化.易生成 P(珠).S:结晶前沿形成低熔点偏析层.，使Fe、C结合力.Mn:提高Fe、C 结合力.使Tc.Ts结晶温度 范围缩小.P:影响不大 C左移Tc.从热力学和动力学上解释.一般:C:2.73.8%、Si:1.42.1%、CE:3.2-4.3%、Mn0.51.2%、S 0.12%、P 0.3%,二 冷却速度的影响:1 铸件壁厚:当量厚度:换算厚度为R=V(总体积)/S(总表面积).（图 2-2）R,V冷,Ka=Wc(Wsi+lgR)R,使 gr粗化.易获得 F基体.2 浇注温度:T浇,铁液蓄热量,导致V冷.从而也使 gr粗化,易获得F基体.3 铸型材料.铸型导热性好.V冷.使 gr细化,易得P基体,甚至白口.例子:6110型发动机顶杆.靠近金属板处导热快,生成白口.上部与油砂接触,油砂导致热慢,生成灰口.这说明铸型材料不同.所得组织不同.,三 炉料遗传性的影响 石墨:在熔炼温度低时,回炉料中粗大片gr,不熔化,而遗留在铸件中.微量元素,气体,夹杂.如回炉料含有微量元素会遗传下来,气体，夹杂也同上,但熔炼时采取措施可消除掉。.,返回,返回,返回10,返回12,
