[理学]上海材料研究所分析培训&_46_第八章、第十章铸钢和铸铁的金相检验_焊接件的金相检验2009[1].ppt
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1、铸钢和铸铁的金相检验焊接件的金相检验,主讲:王 荣,Fe-Fe3C平衡相图,铸钢件和铸铁件的特点,形状复杂或体积大,用压力加工难以成型;切削加工较为困难;高合金钢的无(少)切削加工;通常以铸态或热处理状态使用,具有铸造状态的组织特征和性能特点;含碳量通常不超过0.6%;,铸钢的金相检验,铸钢的分类及常用牌号铸钢的组织特点铸钢的金相检验,铸钢的分类,铸钢的牌号,铸造碳钢:ZG200-400(ZG20),ZG230-450(ZG25),ZG270-500ZG35),ZG310-570(ZG45),ZG340-640(ZG55)等铸造合金钢:ZG15Mo,ZG25Mo,ZG40Mo等Mo系ZG40C
2、r等铬系ZG35CrMo等铬钼系ZG20SiMn,ZG35SiMn等硅锰系ZG50MnMo等锰钼系ZG35CrMoSi等铬钼硅系,铸钢牌号,ZG200-400(ZG20)ZG-铸钢200-屈服强度400-抗拉强度20-含碳量(万分之几)ZG35CrMoSiZG-铸钢35-含碳量(万分之几)Cr,Mo,Si-合金元素,铸钢的组织特点,铸态组织特点:1)晶粒粗大,宏观组织可见粗大树枝晶,显微组织中常有不同程度的魏氏体组织。2)成分偏析和组织不均匀。3)存在各种铸造缺陷。4)铸钢的铸态组织。铸钢热处理后的组织特点:1)退火2)正火或正火、回火3)淬火、回火,魏氏体组织,定义:铸钢在高温形成粗晶粒奥氏
3、体,在冷却时游离铁素体沿晶界析出外,还有一部分铁素体伸向晶粒内部,或在晶粒内部独自析出,最后得到片状铁素体分布在珠光体上的组织。形成条件:1)晶粒粗大;2)含碳量在0.120.50%之间,含碳量越低,越易形成魏氏体;3)冷却速度适中,常用铸造碳钢的组织(GB8493-87),铸造碳钢的金相检验,显微组织检验:对铸态、退火态、正火态组织于100X下进行;对调质态组织于500X下进行晶粒度测定(GB/T6394-2002)非金属夹杂物评定(GB/T10561-2005)铸造碳钢的金相检验按GB/T8493-1987进行。,铸钢不同热处理规范的显微组织(ZG340-640),在过共析钢(1.01.4
4、5%C)中增加锰含量(1114%Mn),是Mn/C之比接近10/1,再经过水淬后室温下获得单一奥氏体组织。,铸钢高锰钢,水韧处理:ZGMn13钢加热到(1050-1100)保温一段时间,使铸态组织中的碳化物均匀固溶于基体奥氏体中,然后快速冷却,使碳化物来不及从过饱和的奥氏体中析出,以获得均匀的单相奥氏体组织。水韧处理后一般不做回火处理。水韧处理后硬度300HRS(相当于32.2HRC)但经过剧烈变形或受到强烈摩擦后表面硬度迅速增加,可达5055HRC。,水韧处理,铸钢高锰钢的金相检验,按照GB/T13925-1992进行;显微组织:奥氏体或奥氏体+碳化物;碳化物评级(按GB/T5680-199
5、8进行)晶粒度评级(按GB/T6394-2002进行)夹杂物评定(按GB/T5680-1998高锰钢技术条件进行),ZG270-500(ZG35)铸造状态,ZG310-570(ZG45)铸造状态,ZG310-570(ZG45)850870保温500 以下出炉空冷,退火态组织,ZG310-570铸钢(正火态),ZG310-570铸钢(正火态),铸件的常见缺陷,宏观组织缺陷 铸件的宏观组织缺陷包括缩孔(残余)、缩松、气孔、热裂纹、夹杂物及由固态收缩引起的冷裂纹和鱼眼状白点发纹等。无论是在处于半熔化状态的截面变化交界处所产生的热裂纹,或是由于钢液中氢含量偏高而引起的鱼眼状白点发纹,或由收缩应力引起的
6、缩孔、缩松及残留在钢中的气孔或非金属夹杂物,都破坏了金属的连续性,从而恶化钢的性能。它们都是铸钢宏观组织中必须控制的缺陷。,铸钢件大臂开裂,铸钢件大臂开裂,铸钢件大臂开裂,铸铁的金相检验,特点:含碳量大于2.11%的铁碳合金,碳的存在方式有三种方式,固溶,化合,游离。分类:按碳的存在状态、石墨形态及性能特点分为五类:白口铸铁,灰铸铁,球墨铸铁,可锻铸铁,蠕墨铸铁。主要检验项目:石墨形态、大小和分布状况,各种组成物的形态、分布和数量等,并按相应标准进行评级。,白口铸铁,按化学成分区分:亚共晶白口铸铁(2.11-4.30%C),共晶白口铸铁(4.30%C),过共晶白口铸铁(4.30-6.69%C)
7、组织:珠光体+莱氏体,莱氏体,莱氏体+渗碳体特点:高的硬度和耐磨性分类:激冷白口铸铁和高铬白口铸铁热处理:去应力退火,淬、回火,等温淬火,白口铸铁,亚共晶,共晶,过共晶,激冷白口铸铁,铁水在冷却过程中通过对铁水的激冷作用而得到的白口铸铁,一般选用高碳低硅铁水(高碳:易于形成碳化物;低硅:避免形成石墨)生产中采用金属型浇注而获得,表面为白口,其次为麻口并逐渐过渡到灰口。表面高硬度,心部具有一定的韧性。金相检验:白口层深度,白口区的石墨,白口区的组织。,高铬白口铸铁,含碳量:1.02.0%C;铬含量:1234%Cr;含硅量:1.5%Si。1228%Cr,形成马氏体铸铁;3034%Cr,形成铁素体铸
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