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1、第六章第六章可锻铸铁的生产与控制可锻铸铁的生产与控制主要内容主要内容n序序n固态石墨化的原理固态石墨化的原理n白口铸件的获得白口铸件的获得n退火过程及控制退火过程及控制n常见缺陷及防止常见缺陷及防止序序一、可锻铸铁的分类与应用一、可锻铸铁的分类与应用二、可锻铸铁的牌号二、可锻铸铁的牌号、黑心可锻铸铁、黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁、珠光体可锻铸铁、白心可锻铸铁、白心可锻铸铁三、可锻铸铁的应用三、可锻铸铁的应用四、可锻铸铁的生产流程四、可锻铸铁的生产流程白口铸件白口铸件清理清理装箱装箱加填料加填料 铁屑、石英砂铁屑、石英砂KTH 氧化铁皮、铁矿石氧化铁皮、铁矿石KTB 加盖密封加盖密封退火退火出炉
2、出炉清理清理检检验验校直校直成品成品关键：白口获得退火处理关键：白口获得退火处理第一节固态石墨化的原理第一节固态石墨化的原理n石墨形核石墨形核n石墨长大石墨长大n石墨形态石墨形态一、形核一、形核n条件：条件：与与固溶体中固溶体中较较大的能量和成分大的能量和成分起伏起伏n位置：位置：渗碳体与周渗碳体与周围围固溶体的界面；固溶体的界面；硫化物、氧化物、氮化物及石硫化物、氧化物、氮化物及石 墨微粒墨微粒二、长大二、长大（C的扩散和沉积）的扩散和沉积）n高温时（高温时（TTA1）中存在中存在C浓浓度差度差Cm的溶解和的溶解和G的析出的析出（高温石墨化原理示意图高温石墨化原理示意图）n低温时（低温时（T
3、TA1）中存在中存在C浓浓度差度差共晶共晶Cm和和P同同时时分解分解三、形状三、形状n团絮状团絮状nC的扩散慢，在的扩散慢，在G晶面均匀堆积晶面均匀堆积n松散度松散度n扩散慢扩散慢紧紧n扩散快扩散快松松n扩散过快扩散过快无规则状无规则状第二节白口铸件的获得第二节白口铸件的获得n成分的选定成分的选定n熔炼的要求熔炼的要求n工艺特点工艺特点一、成分的选定一、成分的选定n原则原则n保证白口保证白口n提高石墨化能力提高石墨化能力n有利于提高力学性能有利于提高力学性能n保证良好的铸造性能保证良好的铸造性能n选定选定nC 2.42.8 保证铸造性能；保证铸造性能；保证白口前提下保证白口前提下G化能力（化能
4、力（碳对退火时间的影响碳对退火时间的影响）nSi 1.4%G化，化，退火温度退火温度 则不易得白口，力性则不易得白口，力性（尤其是（尤其是脆性脆性）nMn 0.50.7（F基）基）0.60.8（P基）基）阻碍阻碍G化，化，退火温度退火温度nS0.2注注：Mn/S2.5 则有利于则有利于G形核，形核，退火温度退火温度 则则G易松散，易松散，力学性能力学性能 则反则反G化化FeS偏析偏析nP 尽量低尽量低 流动性流动性 P共晶，共晶，力性，力性，脆性（尤其脆性（尤其Si高时）高时）n杂质元素（杂质元素（Cr、Ti、W）0.08 强烈反强烈反G化，化，退火时间退火时间二、熔炼要求二、熔炼要求 双联熔
5、炼双联熔炼n防增防增Cn浅缸浅缸n加大风力加大风力n高温出炉高温出炉nCE低薄壁件低薄壁件三、工艺特点三、工艺特点n收缩大收缩大n加工余量；加强补缩；加工余量；加强补缩；型芯退让性型芯退让性n流动性差流动性差n浇温，浇温，型砂耐火度型砂耐火度n吸气量大吸气量大n注意型砂透气性注意型砂透气性第三节退火过程及控制第三节退火过程及控制n退火工艺退火工艺n退火过程检测与控制退火过程检测与控制n加快石墨化退火的措施加快石墨化退火的措施一、退火工艺一、退火工艺n铁素体可锻铸铁铁素体可锻铸铁n第一阶段：自由第一阶段：自由Cm溶入与团溶入与团G析出析出n第二阶段：第二阶段：P分解分解n铁素体可锻铸铁组织铁素体
6、可锻铸铁组织n珠光体可锻铸铁珠光体可锻铸铁n片状珠光体可锻铸铁组织片状珠光体可锻铸铁组织n粒状珠光体可锻铸铁组织粒状珠光体可锻铸铁组织二、退火过程检测与控制二、退火过程检测与控制原则：保质、节能原则：保质、节能n退火炉退火炉n一般多用周期式室式退火炉一般多用周期式室式退火炉n检验检测检验检测n温度温度准确、温差小准确、温差小n试样检测试样检测三、加快石墨化退火的措施三、加快石墨化退火的措施n合理选择铁水成分合理选择铁水成分n保证白口前提下保证白口前提下 C Si；Mn/S；Crn提高退火温度（第一阶段）提高退火温度（第一阶段）n C扩散，扩散，G晶核，晶核，均匀性，均匀性，周期周期n则局部过烧
7、熔化，易变形，则局部过烧熔化，易变形，G形态恶化形态恶化n细化晶粒细化晶粒n细化细化Cm和和P，扩散（扩散（C、Si上限值）上限值）n冷却（金属型）冷却（金属型）n预处理预处理n低温：（低温：（300400）（35）h 中温：中温：750（12）hnG量，量，C扩散距离，改善扩散距离，改善G形态形态n孕育处理孕育处理n目的目的n孕育剂的设计孕育剂的设计甲乙甲乙 甲甲（对（对I明显，对明显，对II不影响）不影响）乙乙（对（对I不影响，对不影响，对II明显）明显）第四节常见缺陷及防止第四节常见缺陷及防止n灰点灰点n铸态断面有灰点，退火后铸态断面有灰点，退火后G形态恶化，强度形态恶化，强度韧性韧性n
8、C，Si，厚壁处；孕育不当，厚壁处；孕育不当n调整成分；及时处理防衰退调整成分；及时处理防衰退n缩松与枝状缩松缩松与枝状缩松nC，Si；凝固温区大；凝固温区大n合理设置冒口与冷铁；改善铸件结构；控制合理设置冒口与冷铁；改善铸件结构；控制成分成分n裂纹裂纹n白口，尤其是白口，尤其是C、Si，P、Sn控制成分，改进工艺控制成分，改进工艺n回火脆性回火脆性n出炉温度出炉温度；热镀锌温度；热镀锌温度n600650空冷；空冷；热镀锌温度；限制热镀锌温度；限制P%；重新回火；重新回火本章完本章完第七章第七章 特种铸铁（自学）特种铸铁（自学）n减摩铸铁减摩铸铁n抗磨铸铁抗磨铸铁n耐热铸铁耐热铸铁n耐蚀铸铁耐蚀铸铁粒状珠光体可锻铸铁组织（粒状珠光体可锻铸铁组织（640）片状珠光体可锻铸铁组织（片状珠光体可锻铸铁组织（640）铁素体可锻铸铁组织（铁素体可锻铸铁组织（100）高温石墨化原理示意图高温石墨化原理示意图铁素铁素体可体可锻铸锻铸铁退铁退火曲火曲线及线及组织组织变化变化示意示意图图硅、磷对可锻铸铁脆性的影响硅、磷对可锻铸铁脆性的影响碳对石墨化时间的影响碳对石墨化时间的影响