有色合金熔炼设备

有色合金及其熔炼

时间:2009-12-02 18:32来源:未知 作者:吴光来 点击:

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3. 有色合金及其熔炼 3.1 常用铸造有色合金（包括铸造铝合金、铸造镁合金、铸造铜合金、铸造锌合金及铸造轴承合金，下同）的分类、合金牌号及其特点、掌握合金材质选用及其熔铸工艺确定的原则； 3.1.1 简述Al-Si、Al-Cu、Al-Mg和Al-Zn系铸造合金的主要特点及

3.有色合金及其熔炼

3.1常用铸造有色合金（包括铸造铝合金、铸造镁合金、铸造铜合金、铸造锌合金及铸造轴承合金，下同）的分类、合金牌号及其特点、掌握合金材质选用及其熔铸工艺确定的原则；

3.1.1简述Al-Si、Al-Cu、Al-Mg和Al-Zn系铸造合金的主要特点及其用途。

答：铸造用的铝合金主要是由Al-Si、Al-Cu、Al-Mg和Al-Zn四个二元基本合金系以及在此基础上，再添加少量其它元素形成的多元合金系组成的。

1）Al-Si合金系（≥5%Si） 该系合金具有良好的铸造性能，铝中添加硅后，能明显提高铝液的流动性和铸造充填性能；减少收缩和热裂倾向。含有较多硅的合金热膨胀系数小、耐磨性能优良。含有少量的Mg、Cu等合金元素组成的多元Al-Si合金通过热处理有明

A356合金熔炼原理

一、铝轮毂采用的合金及化学成分

现代汽车铸造铝合金车轮应用最广的材料是美国材料与试验协会（ASTM）牌号A356合金，相当于中国ZL101A、日本AC4CH、德国AlSi7Mg、法国A-S7G03、俄罗斯Aл9-1。除A356合金外，德国还采用AlSi9Mg、AlSi10Mg、AlSi11Mg，法国还采用A-S11G、A-S12.5 。这些高Si合金都不热处理，它们液态流动性好、补缩能力强、铸造性能好、铸造缺陷少。但机械性能和机加工艺性能不如A356合金。

A356合金又分为A356.2、A356.1、A356.0，其化学成分，分别为下表：

不同时期A356 采购 A356.2 6.5/7.5 0.30/0.45 0.08/0.20 ≤≤≤≤0.12 0.05 0.05 0.05 其他杂质 A356 Si Mg Ti Fe Cu Zn Mn 变质剂 每种 总和 ≤≤0.05 0.15 ≤≤0.05 0.15 Sb=0.1～≤≤≤≤0.20 熔炼 A356.1 6.5/7.5 0.30/0.45 0.08/0.20 0.15 0.10 0.10 0.10 Sr=0.012～0.020 Sb=0.08～成品 A356.0

铸造合金及其熔炼复习思考题

铸铁及其熔炼

1. 什么是Fe-C双重相图，那一个相图是热力学稳定的，如何用双重相图来解释同一化学

成分的铁水在不同的冷却速度下会得到灰口或白口，硅、铬对双重相图共晶临界点各有何影响？

2. 什么是碳当量、共晶度，有何意义。

3. 分析片状石墨、球状石墨、蠕虫状石墨与奥氏体的共晶结过程和形成条件。 4. 铸铁固态相变有那些，对铸铁最终组织有何影响？ 5. 冷却速度、化学成分（C、Si、Mn、 Cr、Cu等）对铸铁的一次结晶和二次结晶有何影响？ 6. 灰铸铁中石墨的分布形态有那几种，对铸铁的性能有何影响，从化学成分、冷却速度及

形核等方面说明其形成条件。

7. 灰铸铁的基体和非金属夹杂物有那些类型，对铸铁的性能有何影响？

8. 灰口铸铁的性能有何特点？与其组织有何关系？汽车上那些铸件采用灰口铁生产？ 9. 影响灰铸组织、性能的因素有那些，根据组织与性能的关系分析提高灰铸铁性能的途径

和措施。

10. 灰铸铁孕育处理的目的是什么，有那些作用，孕育铸铁化学成分的选择原则是什么，提

高孕育效果有那些途径和措施？

11. 说明球墨铸铁生产的工艺过程，其化学成分选择的原则是什么，与灰口铸铁有何不同？ 12. 球墨铸铁的球化剂和球化处理

铸造合金及其熔炼复习思考题

铸铁及其熔炼

1. 什么是Fe-C双重相图，那一个相图是热力学稳定的，如何用双重相图来解释同一化学

成分的铁水在不同的冷却速度下会得到灰口或白口，硅、铬对双重相图共晶临界点各有何影响？

2. 什么是碳当量、共晶度，有何意义。

3. 分析片状石墨、球状石墨、蠕虫状石墨与奥氏体的共晶结过程和形成条件。 4. 铸铁固态相变有那些，对铸铁最终组织有何影响？ 5. 冷却速度、化学成分（C、Si、Mn、 Cr、Cu等）对铸铁的一次结晶和二次结晶有何影响？ 6. 灰铸铁中石墨的分布形态有那几种，对铸铁的性能有何影响，从化学成分、冷却速度及

形核等方面说明其形成条件。

7. 灰铸铁的基体和非金属夹杂物有那些类型，对铸铁的性能有何影响？

8. 灰口铸铁的性能有何特点？与其组织有何关系？汽车上那些铸件采用灰口铁生产？ 9. 影响灰铸组织、性能的因素有那些，根据组织与性能的关系分析提高灰铸铁性能的途径

和措施。

10. 灰铸铁孕育处理的目的是什么，有那些作用，孕育铸铁化学成分的选择原则是什么，提

高孕育效果有那些途径和措施？

11. 说明球墨铸铁生产的工艺过程，其化学成分选择的原则是什么，与灰口铸铁有何不同？ 12. 球墨铸铁的球化剂和球化处理

“铸造合金及其熔炼”

实验指导书

赵忠兴 王连琪 张学萍

材料科学与工程学院 ２００６、８

实验一：

灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻

铸铁金相组织观察及分析

一、实验目的

1． 观察灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁的金相组织。

2． 观察不同牌号灰铸铁的金相组织，分析石墨大小、数量对灰铸铁力学性能的影响。

3． 观察不同形状石墨铸铁的金相组织，分析石墨形状对灰铸铁力学性能的影响。

4． 观察不同基体铸铁的金相组织，分析基体组织对灰铸铁力学性能的影响。

5． 了解石墨和基体组织的生成条件。

二、实验内容

1． 画出HT100、HT150、HT200的金相组织示意图，并指出各相的名称。

2． 画出球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁的金相组织示意图，并指出各相的名称。

三、实验原理及方法

1． 实验原理

铸铁的力学性能来源于基体，取决于石墨的大小、数量、形状。石墨以片状形态存在，对基体割裂作用较大，降低基体的有

1

效承载面积；同时在石墨的尖端产生较大的应力集中，从而使铸铁的力学性能降低。石墨以球状形态存在，对基体割裂作用最小，对于灰铸铁，片状石墨数量越多、越大，铸铁的

“铸造合金及其熔炼”

实验指导书

赵忠兴 王连琪 张学萍

材料科学与工程学院 ２００６、８

实验一：

灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻

铸铁金相组织观察及分析

一、实验目的

1． 观察灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁的金相组织。

2． 观察不同牌号灰铸铁的金相组织，分析石墨大小、数量对灰铸铁力学性能的影响。

3． 观察不同形状石墨铸铁的金相组织，分析石墨形状对灰铸铁力学性能的影响。

4． 观察不同基体铸铁的金相组织，分析基体组织对灰铸铁力学性能的影响。

5． 了解石墨和基体组织的生成条件。

二、实验内容

1． 画出HT100、HT150、HT200的金相组织示意图，并指出各相的名称。

2． 画出球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁的金相组织示意图，并指出各相的名称。

三、实验原理及方法

1． 实验原理

铸铁的力学性能来源于基体，取决于石墨的大小、数量、形状。石墨以片状形态存在，对基体割裂作用较大，降低基体的有

1

效承载面积；同时在石墨的尖端产生较大的应力集中，从而使铸铁的力学性能降低。石墨以球状形态存在，对基体割裂作用最小，对于灰铸铁，片状石墨数量越多、越大，铸铁的

材料科学基础

Chapter 11 有色金属及其合金

第11章 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7

有色金属及其合金铝及其合金 铜及其合金 钛及其合金 镁及其合金 轴承合金 镍合金和钴合金 新型及特种用途材料2

11.1 铝及其合金11.1.1 概述1.铝及其合金的性能特点

密度小，比强度高(强度与密度之比)。 2.78g/cm3 加工性能良好 。( 丝、线、箔、片、棒、管)

具有优良的物理、化学性能 。 具有良好的导电、导热性和抗大气腐蚀性。

11.1.1 概述 2.纯铝工业纯铝 —— L1 ~ L5,做散热器、器皿、导线、铝 箔等。 力学性能 : 工业纯铝的强度和硬度都很低， 难以作为工程结构材料使用。 σb = 80~100 MPa δ= 30~50 %

11.1.1 概述3.铝合金分类： 变形铝合金——通过压力加工制成铝型材

铸造铝合金——Al-Si、Al-Cu、Al-Mg、Al-Zn等系列

11.1.2铝合金的强化1. 时效强化 时效强化是强化有色金 属的重要方法之一。 固溶处理 将合金 加热到单相，经过 保温后淬火得到过 饱和固溶体。 时效处理 加热到一 定温度(低于溶解

第一章

1.概念题

1)铸铁：含碳量大于2.14%或者组织中具有共晶组织的铁碳合金。

2)铁碳双重相图：Fe-Fe3C介稳定系相图与Fe-C（石墨)稳定系相图相结合的双重相图。 3)分配系数：

4)偏析系数：

5)珠光体领域：每个珠光体团由多个结构单元组成，每个结构单元中片层基本平行。每个结

构单元称作一个珠光体领域。

2.简答题

1)普通灰铸铁，除铁外还还有哪些元素？ C、Si、Mn、S、P。

2)介稳定与稳定相图的共晶共析点差异。 共晶点: Fe-Fe3C 1147℃ 4.3%(介稳定) Fe-C 1153℃ 4.26%(稳定) 共析点：Fe-Fe3C 727℃ 0.77% Fe-C 736℃ 0.69% 3)含Si量对稳定系相图的影响。

Si增加，共晶点和共析点含碳量减少，温度增加。

硅的加入使相图上出现了共晶和共析转变的三相共存区。

Si越多，奥氏体加石墨的共晶温度高出奥氏体加渗碳体的温度也越多。 硅量的增加，缩小了相图上的奥氏体区。

4)说明碳当量、共晶度的定义、意义，如何使用碳当量、共晶度确定铸铁的组织。

元素对共晶点实际碳量的影响，将这些元

铸造合金及其熔炼要点

一．铸铁

1.铸件模数：

2.可锻铸铁回火脆性 答：

对铸铁金相组织起主要决定的元素 铸铁收缩：、、

3.影响冲天炉铁液浇注温度的因素 答：

生成球墨的俩个必要条件：。 4.铸铁球墨化的种类和方法

答：①镁作为球化剂的球化处理方法：②稀土镁合金球化剂处理方法： 5.球铁牌号与基体 答：

复合蠕化剂：

6.冷硬铸铁分类：、 7.可锻铸铁生产：

8.耐热铸铁分类：

9.衡量灰铸铁冶金质量系数 答：

品质系数Qi?RG/HG

1

10.了解石墨形态、类型

孕育处理：

冲天炉焦炭燃烧过程 答：

冲天炉焦炭层燃烧产物成分变化规律 答：

冲天炉铁液含碳变化的原因 答：

增大灰铸铁共晶过冷度的元素

11.Fe-C-Si三元相图高碳相的存在形式：

12.Fe-G-Si准二元相图中Si的作用

答：影响铸铁铸态组织的因素 答：

2

一般铸铁组织形成过程中关键性问题 答：

冲天炉炉气成分温度沿高度变化的曲线图，个区域热交换特点（P146图5-6） 答：

强碳化物形成元素：等

13.A枝晶间残留液体成分特点： 14.炉前

内蒙古工业大学2011—2012学年第1学期

《铸造合金与熔炼》补考试卷（课程代码：040104005） 试卷审核人： 考试时间：

注意事项：1.本试卷适用于材料成型专业本科生使用。

2.本试卷共6页，满分100分。答题时间120分钟。

班级： 姓名： 学号： 题号 评分

得分 评卷人 一、填空题（具体要求。本大题共8道小题，每空1分， 共23分）

一 二 三 四 … 总分 1.灰铸铁的金相组织由 和 所组成。

2.铸铁是指含碳量大于 或者组织中具有 组织的铁碳合金。 3.根据铸铁的断口色泽特征，可将铸铁分为 、 、 三大类。

4.石墨的缺口作用主要取决于石墨的 和 ，尤以 为主。 5.铸铁的收缩包括 、 、 三部分。 6.炉体是冲天炉的基本组成部分，包括 和 两部分。 7.根据冲天炉内焦炭存在的