当前课程知识点：工程材料 > 第3章金属材料 > 3.3铸钢与铸铁 > 铸钢与铸铁（1）
同学们好
下面我们开始学习
第三章的第三大节
铸钢与铸铁
我们先看这一张图
左图为齿轮件
大家看它是比较复杂的
右上图为轴承的支座
右下图为我们很熟悉的
水管的阀门
大家看这些件它的形状
都比较复杂
如果我们仍然用锻件来做
它的加工工序是非常复杂的
加工成本也会很高
但如果我们用铸件来做
它就会变得非常简单
所以我们有很多形状
复杂的零部件
需要用铸造的方法
做出零件的毛坯
那么用来制造这些零件毛坯的
钢材和铸铁
我们就称为铸钢和铸铁
我们先学习第一部分铸钢
铸钢主要用来制造形状复杂
而且有一定的强度
塑性 和韧性要求的零件
例如机车车辆 船舶
重型机械的齿轮 轴 轧辊
机座 缸体 外壳等等
铸钢分为两个大类
一个是碳素铸钢
我们看它的成分特征
它的主要化学成分除铁以外
有碳 硅 锰 硫 磷
碳是影响铸钢件性能的主要元素
碳含量增加
屈服强度和抗拉强度都增加
但碳的质量分数超过0.45%时
屈服强度很少增加
而塑性 韧性显著下降
锰 硅可以提高强度
硫 磷应该控制
硫会增加钢的热裂倾向
磷会使钢的脆性增加
第二碳素铸钢的牌号
碳素铸钢用ZG两个字母
后面加两组数字来表示
ZG为铸钢的首字母
后面跟的两组数字
分别表示屈服强度和抗拉强度
典型碳素铸钢的牌号有
铸钢230-450
铸钢270-500
铸钢310-570
三 碳素铸钢的性能
它的屈服强度一般为
200到340兆帕
抗拉强度一般为400到640兆帕
二合金铸钢
一低合金铸钢
它在原合金钢的前面
加ZG表示铸钢
典型的低合金铸钢有
铸钢40锰 铸钢40铬
铸钢35铬锰硅
低合金铸钢的性能为
屈服强度约为330到460兆帕
抗拉强度约为600到680兆帕
二 高合金铸钢
高合金铸钢由原来的不锈钢
高速钢 模具钢等等
使用铸造方法成形
在钢号前加ZG两个字母
如铸钢12Cr13
高合金铸钢具有特殊的使用性能
如耐磨 耐热 耐腐蚀等性能
在应用时与相应的压力加工
成形钢材相同
铸钢的特点有
碳素铸钢与铸铁相比
它的强度 塑性和韧性较高
但铸钢钢水的流动性差
收缩率较大
铸钢在浇铸时
应采用较高的浇铸温度
采用大的浇帽口
三 铸钢的组织特征和热处理
一组织特征
铸钢浇铸温度较高
冷却速度较慢
容易获得粗大的奥氏体晶粒
在冷却过程中
铁素体沿着奥氏体晶界
呈网状析出
然后沿一定的方向以片状生长
形成魏氏组织
这时钢的塑性和韧性下降
不能直接使用
二 铸钢的热处理
第一扩散退火
使成分均匀化
二 完全退火
消除魏氏组织和铸造应力
获得的组织为珠光体和铁素体
三 正火
细化晶粒 消除魏氏组织
和铸造应力
改善力学性能
组织为索氏体加铁素体
四 淬火加回火处理
小型低合金铸钢件采用油淬
大型铸件采用正火加回火处理
正火可以采用空冷
风冷或喷水雾冷却
下面举例说明
铸钢的工程应用
实例1
轧钢机机架是轧钢机组的
重要结构件
要求较好的承载动载能力
和能加工成大尺寸的件
它要求较好的强度
和较好的塑性
要求有较好的铸造性能
焊接性能和机加工性能
轧钢机机架选用
铸钢270-450碳素铸钢制造
它的热处理工艺为880度到900度
正火或者退火
在620度到680度回火
实例2 吊车是常用的机械设备
所用的齿轮有开式小齿轮
大齿轮 过渡齿轮
三种不同尺寸的齿轮
一般采用低合金铸钢件
小齿轮采用铸钢35锰钢来制造
它的热处理工艺为调质
加表面淬火
以保证齿轮的齿面
有较高的强度和耐磨性能
-0.1中华民族对材料发展的重大贡献
-0.2材料的结合键
-0.3工程材料的分类
-习题--作业
-1.1金属材料的结构与组织
-第1章材料的结构与性能特点--1.1金属材料的结构与组织
-1.2金属材料的性能特点
-第1章材料的结构与性能特点--1.2金属材料的性能特点
-2.1纯金属的结晶
-2.1纯金属的结晶--作业
-2.2合金的结晶1
-2.2合金的结晶1--作业
-2.2合金的结晶2
-2.2合金的结晶2--作业
-2.3金属的塑性加工
-2.3金属的塑性加工--作业
-2.4钢的热处理
--钢的热处理（1）
--钢的热处理（2）
--钢的热处理（3）
--钢的热处理（4）
--钢的热处理（5）
--钢的热处理（6）
--钢的热处理（7）
-第2章金属材料组织和性能的控制--2.4钢的热处理
-2.5钢的合金化
--钢的合金化（1）
--钢的合金化（2）
--钢的合金化（3）
--钢的合金化（4）
-2.5钢的合金化--作业
-2.6表面技术
--表面技术（1）
--表面技术（2）
--表面技术（3）
--表面技术（4）
-2.6表面技术--作业
-3.1碳钢
--碳钢
-3.1碳钢--作业
-3.2合金钢
--合金钢（1）
--合金钢（2）
--合金钢（3）
--合金钢（4）
--合金钢（5）
--合金钢（6）
--合金钢（7）
-第3章金属材料--3.2合金钢
-3.3铸钢与铸铁
--铸钢与铸铁（1）
--铸钢与铸铁（2）
--铸钢与铸铁（3）
-第3章金属材料--3.3铸钢与铸铁
-3.4有色金属及其合金
-第3章金属材料--3.4有色金属及其合金
-4.1工程塑料
--工程塑料（1）
--工程塑料（2）
-4.2合成纤维
--合成纤维
-4.3合成橡胶
--合成橡胶
-习题--作业
-5.1普通陶瓷
--普通陶瓷（1）
--普通陶瓷（2）
-5.2特种陶瓷
--特种陶瓷
-习题--作业
-6.1复合材料的复合原则
-6.2复合材料的性能特点
-6.3非金属基复合材料
--非金属基复合材料
-6.4金属基复合材料
--金属基复合材料
-第6章复合材料--习题
-7.1电功能与磁功能材料
-7.2热功能与光功能材料
-7.3纳米材料
--纳米材料
-第7章功能材料及新材料--习题
-8.1机械零件的失效
-8.2机械零件失效分析
--机械零件失效分析
-8.3机械零件选材原则
--机械零件选材原则
-第8章零件失效分析与选材原则--习题
-9.1齿轮选材
--齿轮选材
-9.2轴类零件选材
--轴类零件选材
-9.3弹簧选材
--弹簧选材
-9.4刃具选材
--刃具选材
-第9章典型工件的选材及工艺路线设计--习题
-10.1汽车用材
--汽车用材
-10.2热能设备用材
--热能设备用材
-10.3航空航天器用材
-第10章工程材料的应用--习题
-全课总结
--全课总结
-期末考试--试卷
