有色合金及其熔炼
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:48次
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显析出强化的效果，适用于多种铸造方法。现在铸造铝铸件大多数都是采用该系合金，它是铸造铝合金中牌号最多，应用最广泛的一类合金。
2）Al-Cu合金系（≥4%Cu）该系合金添加的Cu起固溶强化的作用，所以合金具有较高的强度和耐热性能；但密度大，耐蚀性能
和铸造性能较差，易产生热裂，常用于制造较高温度下（<300℃)工作的高强度的零件，如内燃机气缸头、增压器导风叶轮等。3）Al-Mg（≥５%Mg）该系合金具有优异的耐蚀性、强度高、密度小、切削及抛光性能也较好；但其铸造性能差，合金液易氧化，熔炼和铸造工艺较复杂。主要用于制造在大气和海水中工作的耐腐蚀性高且承受一定冲击载荷、形状较简单的零件，如船舶配件和机械壳体等。
4）Al-Zn合金系（Zn5-13%）该系合金是研究应用最早的铸造铝合金，其主要特点是价格较低，制备工艺简单，不需要热处理就能得到较高的强度；但密度大，耐蚀性能和铸造性能较差，高温性能低。主要用于制造压铸仪表壳体类零件、模具和模板等。3.1.2以ZL102合金为例，分析其组织形态在变质处理前后的变化。
答:（基本成分Si10-13%）；变质处理：钠盐变质—二元变质剂。铝硅合金室温下组织为α（Al）和β（Si）两相组成。未变质时，Al-Si合金中的相呈针片状或粗大块状导致铝合金力学性能不高。变质后共晶组织为：共晶体（α+β）。
3.1.3试分析亚共晶和过共晶Al-Si合金变质剂及其处理特点。答: 亚共晶Al-Si合金常采用钠变质剂。特点：1）变质效果稳定；2）变质效果保持时间短，变质剂易吸潮，腐蚀铁质坩埚。锶变质剂属于长效变质剂。
过共晶Al-Si合金的变质处理：1）采用磷变质剂，在熔体中磷与铝化合形成难熔的AlP小颗粒，其晶体结构与硅相似，可作为初生硅晶体的异质晶粒；2）变质工艺有三类—磷铜中间合金、含赤磷的盐类混合物和不含赤磷的盐类复合变质剂；3）影响其变质效果的有关因素。
3.1.4为什么铸造铝合金铸件容易产生气（针）孔缺陷？如何防止此种缺陷的产生？
答:1）在铝液凝固冷却过程中，氢原子、氢分子和化合物态氢元素分别以不同形式析出；气泡从铝液中上浮析出时，其中一部分未能上浮至液面逸出，则留在铝液内使铸件产生气孔。2）防止措施：防止水分进入熔炉（最大限度地清除炉料、熔剂、工具和熔炉等所附着的水分），防止合金熔炼时吸氢和氧化；排除已进入铝液中的氢气和氧化夹杂物；加大凝固时的压力或采用快速凝固的方法。
3.1.5铝合金氧化夹杂物的来源是什么？常用的精炼措施有哪些？
答:1）铝合金液的氧化：熔炼时，铝液与炉气中诸成分（O2、CO2、CO、H2O）接触时均产生氧化反应，反应产物Al2O3化学稳定性极高，是铝铸件中的主要氧化夹杂物。2）铝液中的夹杂物：在浇注前已在铝液中形成的氧化夹杂物称为一次氧化夹杂，它在铸件中分布无规律；在浇注或转包过程中形成的氧化夹杂物成为二次氧化夹渣，大多分布在铸件壁的转角处或最后凝固的部位。
3）常用的精炼措施有：吸附精炼与非吸附精炼。吸附精炼：（1）浮游法（通N2、Ar、Cl2、氯盐、无毒精炼剂）；（2）溶剂法（覆盖剂、精炼用熔剂）；（3）过滤法精炼。非吸浮精炼：真空精炼、振动去气除渣处理。
3.1.6试分析ZL101合金T6热处理的工艺及其目的。
答: ZL101合金T6热处理的工艺：固溶处理加人工时效。
固溶处理：加热温度535±5℃，保温时间2-6h，冷却介质及温度：水60-100℃；人工时效：加热温度200±5℃，保温时间3-5h，冷却介质：空气。
目的是提高铸件的力学性能、消除铸造应力、增强耐蚀性能、改善加工性能和获得尺寸稳定性。
3.1.7试分析亚共晶Al-Si合金中常用的细化剂种类及细化处理工艺要点。
答:1）常用中间合金形式加入（Al-Ti、Al-B、Al-Ti-B等）使其产生大量的TiAl3、AlB2、TiB2等微粒，它们熔点较高，且晶格数与α（Al）固溶体的很相近，可作为异质核心抑制树枝状初生α（Al）晶粒的长大；2）盐类形式加入（含有很强晶粒细化作用的Ti、B、Zr等元素的氟钛酸钾、氟硼酸钾、氟锆酸钾等盐类物质）加入铝液发生反应，生成TiAl3、AlB2、TiB2、TiC、B4C、ZnAl3等微粒起晶粒细化作用。
3.1.8提高Al-Si系合金力学性能的途径有哪些？试举例说明之答:铝合金熔体的净化是获得优质铸件的前提。
3.2常用铸造有色合金的熔炼工艺和合金熔炼质量的控制要点；
3.2.1锡青铜和铅青铜铸造性能的特点有何不同？为什么？
答:锡青铜熔炼工艺较简单，主要元素锡不易氧化和蒸发；线收缩率小，铸造内应力、冷裂倾向小，适用于形状复杂铸件或艺术品铸造。
铝青铜由于L1、L2与α相共存的温度范围宽，α相与液相之间的密度相差较大，α相与Pb相的密度差也大，因而凝固时易产生比重偏析。此外，熔炼时由于Pb的氧化，会产生氧化夹杂。
3.2.2铸造黄铜与铸造青铜相比主要区别有哪些？
答: 铸造黄铜与铸造青铜相比主要区别在于：黄铜以锌为主要合金元素；而青铜是不以锌为主要合金元素。黄铜结晶范围小，铸造性能好，锌的沸点低，有自发的除气作用，合金成本较低，力学性能比锡青铜高，应用广泛。
3.2.3铸造锡青铜铸件为什么有时会出现“缓冷脆性”？如何防止？
答:锡青铜的结晶温度范围很宽，呈糊状凝固，枝晶发达，凝固速度较慢时，易形成缩松，有时出现“缓冷脆性”。防止措施：加快冷却速度。
3.2.4何谓锌当量系数？锌当量？它有什么用途？（略）
锌的密度7.133g/cm3，熔点420℃，沸点911℃，具有闪锌晶格，无同素异构体，纯锌的强度、塑性都较差。
3.2.5为什么铸造铜合金熔炼时一般都需要脱氧？常用哪几种脱氧方法？
答:铜合金熔化后，在高温下容易被炉气所氧化生成Cu2O。因此，熔炼纯铜、锡青铜、铝青铜等必须彻夜脱氧，清除Cu2O后再加入合金元素。
脱氧方法：1）沉淀脱氧（加P-Cu脱氧，应用广泛）；2）扩散脱氧（加脱氧溶剂）；3）沸腾脱氧（又称青木脱氧）。
3.2.6锡青铜熔炼的原则是什么？它和铝青铜、黄铜有什么区别？
答:基本原则：1）准确配料，严格控制化学成分；2）净化合金液，防止铜液氧化、吸气；3）高温熔炼，快速熔化，低温浇铸。锡青铜需要脱氧除气而铝青铜中含铝、硅，黄铜中含锌；它们本身是强脱氧剂，因此都不必脱氧。
3.2.7如何对铜合金熔炼质量进行控制？
答:气体含量的检查、弯角及断口检查、成分分析、温度检测与控制。
3.2.8用燃烧炉熔炼铜合金一般将炉气控制为何气氛（还原性、氧化性或其它）？为什么？
答:氧化性或弱氧化性气氛。
3.3铝合金铸件主要热处理工艺的特点及其热处理常见缺陷和防止方法。
答：热处理工艺：退火、固溶处理、时效处理和循环处理四类。主要是固溶处理与人工时效。固溶处理：将铸件加热到接近固相线温度（530℃左右），并保持足够长的时间后快速冷却，以获得成分均一的过饱和α（Al）固溶体，致使合金力学性能（特别是塑性）提高，耐蚀性能改善。人工时效：经固溶处理得到的过饱和固溶体，加热到某一较低的温度并保持一定时间。
热处理常见缺陷：1）力学性能不合格；2）过烧；3）变形和裂纹；4）表面腐蚀。防止措施：制订合理的热处理工艺并严格执行。
3.4影响镁合金铸件生产安全的主要因素及其有关的安全防护措施。
3.4.1铸造镁合金主要有哪几类合金?各有何特点?
答:1）Mg-Al-Zn合金：为工业常用合金，特点为强度高，塑性好，铸造性能好；
2）Mg-Zn-Zr合金；特点为强度高，致密性好，壁厚效应小，工艺性较差；
3）Mg-RE-Zr 合金：为耐热Mg合金，添加RE可提高α固溶体和RE化合物的稳定性，提高耐热性，可在250-300℃下长期工作。
3.4.2为防止镁合金熔炼燃烧和氧化主要采取哪些措施?
答:1）用熔剂熔炼；2）无熔剂熔炼；3）硫磺保护剂或SF6与N2或干燥空气混合气体保护熔炼。
3.4.3镁合金铸件生产时如何确保生产安全?
答:1)加料前炉料必须预热，至少达到150℃以上，以防止带入水分，发生事故；2)熔炼工具使用前必须充分预热干燥，使用后应放置在密闭空气中，或放入专用熔剂炉中，以防残留金属燃烧；3)
应定期检查热电偶，以有效控制熔体温度，以防过热，产生燃烧危险；4)熔炼作业时，操作人员须穿戴作业衣、安全帽、安全鞋、安全眼镜等。
3.4.4常用铸造锌合金有哪几类?其应用范围如何?
答：铸造锌合金的分类：第一类为Zn-4%Al合金，主要用于热室压铸机中铸造；第二类是含Al量为8%、12%和27%的合金，它也能重力铸造（金属型、砂型）。
3.4.5何谓锌合金“老化”现象？产生的原因是什么？如何防止？
答：锌合金的老化现象：因合金中杂质元素Pb、Cd、Sn超过标准，集中于晶界，促使晶间化学腐蚀，致使铸件变脆，变形、膨胀，甚至发生开裂。
产生原因：通常认为主要是晶间腐蚀引起的：当合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时，铅、镉、锡在锌合金中溶解度很小，因而集中于晶粒边界成为阴极，富铝的固溶体成为阳极，在水蒸气（电解质）存在的条件下，促使晶间电化学腐蚀。压铸件常因晶间腐蚀而老化。
防止措施：1）避免使用熔炼铜（Cu）合金的坩埚，减少Pb、Sn、Cd夹杂物；2）避免在高温或低温（0℃以下）的工作环境下使用；
3）添加微量的Mg，固溶于α、β相，提高强度，降低共析转变温度，抑制α分解，可防止“老化”。
3.4.6简述铸造轴承合金的分类和特点及其应用。
答：主要是锡基、铅基、铜基和铝基四大类。
锡基轴承合金：主要为Sn-Sb合金，再添加适量Cu(克服密度偏析)，组织为软基体上均匀分布着硬质点。它具有较高的减摩性能和很好的表面性能（顺应性、嵌入性）和耐腐蚀，但力学性能较低，适用于汽车、拖拉机等高速轴承。
铅基轴承合金：Pb-Sb-Sn合金，添加价格较低的Sb替代部分Sn，其组织与锡基轴承合金类似，也具有较好的塑性、较低的强度。适应于高速、低载荷或静载下工作的中载荷机械设备。
铜基轴承合金：（ZCuSn5Pb5Zn5 ZCuSn10Pb ZCuPb30等），其组织是在较硬的Cu基体上分布着相对较软的质点相，具有较高的强度、耐磨性和耐蚀性。不同的牌号可分别适用于中载、中速或高速工况下的汽车、机床等用的轴承。
铝基轴承合金：合金密度小，承载能力和疲劳强度高、导热性好并有优良的耐磨性和耐蚀性。适用于高速、高载荷下工作的轴承。
3.4.7分析锡及铅基轴承合金的组织特征及其对性能的影响。答：锡基轴承合金其组织特征是在软的α固溶体基体上分布着具有硬脆性能的β相，因而具有相对应的力学性能特点，即较好的塑性较低的强度。
铅基轴承合金的组织特征：基体为Pb与固溶体Sn(Sb)的共晶体。其性能与锡基轴承合金类似，也具有较好的塑性、较低的强度。
3.4.8巴氏合金熔炼时如何防止合金液过热？举例说明。
答：巴氏合金（锡基、铅基合金）强度低，一般均浇注在钢壳（钢背）上。为防止合金液过热并使成分均匀，宜用预制合金锭重熔，并升温到规定的温度后浇注轴瓦。举例见书本281页锡基轴承合金熔炼工艺三和282页铅基轴承合金熔炼工艺二。
铸造练习题及答案
铸造练习题 一、判断题(本大题共91小题，总计91分) 1.(1分)浇注温度过低，则金属液流动性差，铸件易产生气孔、缩孔、粘砂等缺陷。（） 2.(1分)金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的钢铁铸件。（） 3.(1分)机床中的床身、床腿、尾座、主轴箱体、手轮等是用铸造方法生产的。（） 4.(1分)熔模铸造与金属型铸造相比较，前者得到的铸件晶粒细。（） 5.(1分)离心铸造的主要优点是不需型芯和浇注系统，它主要适合于生产圆筒形内腔的铸件。（） 6.(1分)修补铸件的常用方法有补焊法、渗补法、熔补法和金属喷涂法等。（） 7.(1分)模样用来形成铸型型腔，铸型用于形成铸件的外形等。芯盒用来制造砂芯（型芯），型芯用于形成铸件的内孔、内腔或局部外形。（） 8.(1分)浇注温度过高，则金属液吸气多，体收缩大，铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷。（） 9.(1分)对于承受动载荷，要求具有较高力学性能的重要零件，一般采用铸件作毛坯。（） 10.(1分)确定浇注位置时宽大平面应朝下，薄壁面朝上，厚壁朝下。（） 11.(1分)造型材料应具有高的耐火度，即型砂承受高温作用而不软化、不熔融的能力。若型砂耐火度差，易使铸件产生粘砂缺陷。（） 12.(1分)造型材料应具有高的硬度、耐火度，还应有良好的透气性、流动性、退让性等。（） 13.(1分)当铸件的最大截面不在端部，模样又不便分开，造型时常采用分模造型。（） 14.(1分)尺寸较大的铸件或体收缩较大的金属应设冒口，冒口可设在铸件的上部、中部或下部。（） 15.(1分)在不增加壁厚的条件下，选择合理的截面形状和设置加强筋可提高铸件承载能力。（） 16.(1分)铸件中的气孔能增加毛坯材料的透气性。（） 17.(1分)砂型铸造手工造型的适用范围是中小批量和单件生产。（） 18.(1分)最大截面在中部的铸件，一般采用分块模三箱造型。（） 19.(1分)假箱造型时，假箱起底板作用，只用于造型，不参予合型浇注。（） 20.(1分)型砂中的附加物包含有木屑，其作用是改善型砂的透气性。（） 21.(1分)铸铁的浇注温度为液相线以上100℃，一般为1250～1470℃。（） 22.(1分)确定分型面时尽可能使铸件全部或主要部分置于同一砂箱中。（） 23.(1分)在常用的铸造合金中，以铸钢流动性最好，灰铸铁流动性最差。（） 24.(1分)在常用铸造合金中，灰铸铁的流动性最好，铸钢次之，铝合金最差。（） 25.(1分)型砂主要由原砂、粘结剂、附加物、水和矿物油混制而成。（） 26.(1分)为了便于造型和防止铸件尖角处产生应力和裂纹，模样和芯盒的所有转角处都应做成圆角。（） 27.(1分)砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、熔模铸造相比较，大批生产时，金属型铸造的生产率最高。（） 28.(1分)铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减称为收缩。（） 29.(1分)加工余量是铸件加工面上，在铸造工艺设计时，预先增加的，在机械加工时需切除的金属层厚度。（） 30.(1分)大批量生产铸件与小批量生产铸件相比，前者机械加工余量应小一些。（） 31.(1分)离心铸造机按旋转轴的方位不同，可分为立式、卧式和倾斜式三种类型。（） 32.(1分)压力铸造是指熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法，简称为压铸。（） 33.(1分)铸型中，型腔用以获得铸件的外形，型芯用来形成铸件内部孔腔。（） 34.(1分)直浇道的作用是其高度使金属液产生静压力，以便迅速充满型腔。（） 35.(1分)浇注速度过快会导致砂层翘起脱落，产生夹砂结疤等缺陷。（） 36.(1分)砂型铸造工艺设计的主要内容是绘制铸造工艺图和铸件图。（）
第十届全国特种铸造及有色合金学术年会
第十届全国特种铸造及有色合金学术年会第四届全国铸造复合材料学术 会议纪要 第十届全国特种铸造及有色合金学术年会和第四届全国会议期间，7月25日和26日两个晚上，还分别举行了中铸造复合材料学术会议于2004年7月24日至28日在中国西国机械工程学会铸造分会特种铸造及非铁合金专业委员会、复南疆重镇、四季如春的美丽城市云南昆明举行。合材料专业委员会、《特种铸造及有色合金》杂志编委会的委 会议由中国机械工程学会铸造分会特种铸造及非铁合金员会议。 专业委员会、复合材料专业委员会、《特种铸造及有色合金》经过代表们的共同努力，会议取得圆满成功。杂志社、昆明理工大学主办，《特种铸造及有色合金》杂志社、这次会议，首次将特种铸造及非铁合金专业委员会、复合昆明理工大学承办。材料专业委员会两个专业委员会的年会合在一起召开，是一次会议收到外学术论文和技术论文118篇，由《特种铸造及高水产的学术交流和技术交流会议，也是对近年来中国在特种有色合金》杂志社编辑、出版了论文集。铸造、有色合金、复合材料方面科技成果的一次大检阅。 来自中国内地28个省、市、自治区的138名代表出席了凝固科学技术方面，介绍了以控形、控构、控性为目标开本次会议。会议得到昆明理工大学的大力支持和资助，为会议展优质铸件定向、晶体生长、快凝、深过冷及各种新型和超常的顺利召开作出了重要贡献。全体代表对此表示衷心的感谢。领域凝固过程研究的现状，展望了某些方面可能的发展趋势， 在热烈的气氛中，会议于7月25日上午举行了开幕式。引起了与会代表的关注和讨论。
中国工程院院士、、哈尔滨工业大学教授、西北工业大学教授、特种铸造方面，介绍了电磁铸造、压铸、低压铸造、挤压博士生导师傅恒志出席了开幕式。中国机械工程学会铸造分会铸造、差压铸造、半固态铸造、金属型铸造、熔模铸造、壳型铸造复合材料专业委员会主任、东南大学教授、博士生导师吴铸造、消失模铸造、离心铸造等领域的研究成果和生产技术，申庆，《特种铸造及有色合金》杂志主编袁振国主持开幕式，从工艺、模具、设备、检测与控制、计算机数值模拟、中国机械工程学会铸造分会特种铸造及非铁合金专业委员会CAD/CAM/CAE以及铸造缺陷分析与防止等多个领域进行了主任、哈尔滨工业大学教授、博士生导师郭景杰致开幕词，昆广泛深入的交流，提出了许多新的思路。明理工大学校长、教授、博士生导师周荣致欢迎词，特种铸造有色合金方面，介绍了非晶合金、偏晶合金、纳米材料、及非铁合金专业委员会前主任、《特种铸造及有色合金》杂志铝合金、镁合金、锌合金、铜合金、钛合金等领域的研究状况编委会前主任、哈尔滨工业大学教授、博士生导师贾均、中国和发展动向，对非晶合金形成机理、偏晶合金的制备技术、纳机械工程学会铸造分会副理事长、沈阳工业大学校长、教授、米材料的晶粒细化工艺、铝合金的熔炼和精炼技术、镁合金的博士生导师李荣德、中国机械工程学会铸造分会秘书长苏仕方的熔炼防护和表面处理等进行了深入交流和探讨，传递了许多在会上讲了话。新的信息。 开幕式结束后，会议进入大会学术交流。首先走上演讲席复合材料方面，介绍了各种铝基、铁基、钢基、铜基复合的傅恒志院士作了题为“凝固科学技术与材料发展”的报告，材料的组织结构和力学性能，阐述了采用熔铸法、压铸法、自介绍了当前凝固材料体系的基本框架和凝固科学技术主要发蔓延高温合成法、压力浸渗法、无压浸渗法、粉末冶金法、伪展阶段的基本理论，受到与会代表的热烈欢迎和一致赞誉。随半固态触变成形法等制备复合材料的某些关键技术，对复合材后在大会上演讲的有，沈阳工业大学校长李荣德、东南大学教料的技术发展和应用前景进
金属学与热处理铸造合金期末考试题答案
本答案非标准答案，仅作参考，祝大家期末取的好成绩！ 金属学与热处理铸造合金及其熔炼考试题纲 1．铁碳相图的二重性及其分析 从热力学观点上看，Fe-Fe3C相图只是介稳定的，Fe-C相图才是稳定的；从动力学观点看，在一定条件下，按Fe-Fe3C相图转变也是可能的，因此就出现了二重性。 分析：1）稳定平衡的共晶点C’的成分和温度与C点不同 2）稳定平衡的共析点S’的成分和温度与S点不同 2．稳定态和亚稳定态铁碳相图异同点 稳定平衡态的Fe-C相图中的共晶温度和共析温度都比介稳定平衡的高一点； 在共晶温度时，稳定平衡态的奥氏体的含碳量小于亚稳态平衡下奥氏体的含碳量。 3．用铁碳相图分析铸铁碳钢一二次结晶异同点 一次结晶：铁液降至液相线时，有初析石墨和初析奥氏体析出。温度继续下降，熔体中同时析出奥氏体和石墨，铸铁进入共晶凝固阶段。 当钢液温度降低至液相线时，有高温铁素体析出。温度下降至包晶温度时，发生包晶转变，生成奥氏体。温度继续下降，穿过L+γ区时，又有奥氏体自钢液中析出，此析出过程进行到固相线温度为止。 二次结晶：铸铁的固态相变即二次结晶。继续冷却，奥氏体中的含碳量沿E’S’线减小，以二次石墨的形式析出。当奥氏体冷却至共析温度以下，并达到一定的过冷度，就开始共析转变。两个固体相α与Fe3C相互协同地从第三个固体相长大（成对长大），形成珠光体。当温度下降至GS和PS线之间的区域是，有先共析铁素体α相析出。随着α相的析出，剩余奥氏体的含碳量上升。当温度达到共析转变温度时，发生共析转变，形成珠光体。结晶过程完了后，钢的组织基本上不在变化。 4．分析球状石墨形成过程 目前已基本肯定，球状石墨可以和奥氏体直接从熔体中析出。 在亚共晶或共晶成分的球墨铸铁中，首批小石墨在远高于平衡共晶转变温度就已成形，这是不平衡条件所造成的，但随着温度的下降，有的小石墨球会重新解体，而有的则能长大成球，随着这一温度的进行，又会出现新的小石墨球，说明石墨球的成核可在一定的温度范围内进行。 某些石墨球能在熔体中单独成长至一定尺寸，然后被奥氏体包围，而有的石墨球则很早的就被奥氏体包围，形成奥氏体外壳。总之，石墨球的长大包括；两个阶段，即：1）在熔体中直接析出核心并长大2）形成奥氏体外壳，在奥氏体外壳包围下成长。 5．灰铸铁的金相组织及其性能特点 灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨所组成，还有少量非金属夹杂物。 特点：强度性能差；硬度特点，同一硬度时，抗拉强度有一个范围，同一强度时，硬度也有一定的范围；较低的缺口敏感性；良好的减震性；良好的减磨性。 6．流动性的概念及其影响因素
金属材料的熔炼和浇铸部分实验报告
《材料的制备技术与实践课程-金属材料》 金属材料的熔炼和浇铸部分实验报告 一、实 验目的 金 属材料的熔炼 和铸造作为金 属材料使用最为广泛的成型方法之 一，在工业零件，尤其是大型零件的制备中具有不可替代的地位。本实验通过对有色合金进行熔炼浇注，了解铸造的整个流程，对金属的铸造有直观的认识。 二、实验方法 实验步骤： 1. 坩埚熔炼炉的使用 本实验使用电阻坩埚熔炼炉，主要包括两个部分：加热部分-电阻丝加热熔炼炉和控温部分-控温继电器。 打开总电源，在控温继电器的显示屏幕上显示有两个数字，红色的数字为当实验名称 金属材料的熔炼和浇铸部分 时间地点 2015年12月 23 日 材料学院325室 指导教师 王军、严彪 专业班级 无机 班 级 无机班 学生姓名 沈 杰 学 号 1531519
前熔炼炉炉内温度，绿色数字为设定的加热保温温度。待继电器示数稳定后，对加热温度进行设置。 点击按钮，设定数字变为4位数并闪动，点击按钮，选择要改变的位置，按进行调节，直到设定为想要的温度。点击按钮，确定加热保温温度。打开加热电源后，电流表显示有加热电流，说明已经开始加热。到达温度后保温一段时间，直至坩埚内金属熔化为液态。 2.金属浇注的方法 关闭加热电源，打开熔炼炉炉盖，用铁钳将坩埚从熔炼炉中取出，慢慢倾倒坩埚，使得里面的金属溶液慢慢流入模具中，充满整个形腔。将模具静置，待其冷却后卸模取样。 注意事项： 金属浇注是高温操作，必须注意安全，必须穿戴白帆布工作服和工作皮鞋。严格按照操作流程，预防危险。浇注前，必须清理浇注行进通道，防止摔倒。浇注时必须切断加热电源。在浇注前对模具进行预烘，防止模具中残留水分导致金属溶液飞溅。 三、思考题 1、铸造时温度的选择有什么要求？ 铸造过程中温度的选择至关重要：过高温度浇注易造成粘砂、铁夹砂、缩孔、缩松、热裂、跑火、局部氧化、尺寸不合格、反应性气孔偏多等缺陷；过低温度浇注易造成：浇不足、冷隔、过渡圆角偏大、夹渣、夹砂、析出性气孔
铸造合金及熔炼思考题要点
第一篇铸造有色合金及其熔炼思考题及参考答案 1.基本概念：屈服强度、抗拉强度、固溶强化、时效强化 屈服强度就是指金属对起始塑性变形的抗力；抗拉强度是代表最大均匀塑性变形抗力的指标；固溶强化是指形成固溶体使合金强化的方法；时效强化是指通过热处理利用合金的相变产生第二相微粒，造成的强化。 2.金属材料的强化机制主要有哪些，对强度和塑性有什么影响？ 晶界强化、固溶强化、分散强化、形变强化、复合强化。形变强化与粒子强化在强度提高时，塑性会显著降低；固溶强化在强度提高时塑性还能保持较好的水平；晶界强化时，细化晶粒提高强度也改善塑性。 3.铸造合金的使用性能有哪些？ 机械性能、物理性能和化学性能 4.铸造合金的工艺性能有哪些？ 铸造性能、熔炼性能、焊接性能、热处理性能、机加工性能 5.基本概念：变质处理、机械性能的壁厚效应 所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一种或几种元素（或加化合物起作用而得），改变合金的结晶组织，从而改善合金机械性能。这种随铸件壁厚增加而使机械性能下降的现象，称为机械性能的壁厚效应。 6.铝硅合金进行变质处理的原因及方法？ 原因：铝硅合金中的硅相在自发非控制生长条件下会长成粗大的片状，这种形态的脆性相严重割裂基体，大大降低合金的强度和塑性，为了改变这种状况，必须进行变质处理。方法：生产上常在合金液中加入氟化纳与氯盐的混合物来进行变质处理，加入微量的纯钠也有同样效果。 7.镁、铜、铁和锰对铝硅合金组织和性能的影响？ 1）镁：少量的镁，即能大大提高抗拉和屈服强度，随着镁量增加，强化效果不断增大，强度急剧上升，而塑性下降；2）铜：使铝硅合金强度显著增加，但伸长率下降，提高合金的热强性；3）铁：恶化了合金的机械性能，特别是塑性，
铸造合金及其熔炼铸铁部分复习题
第一篇铸铁及其熔炼 1、按石墨形态的不同，铸铁分为灰口铸铁；球墨铸铁；蠕墨铸铁。 2、在Fe-G-Si相图中，硅的作用 （1）共晶点和共析点含碳量随硅量的增加而减少； （2）共晶转变和共析转变出现三相共存区； （3）改变共晶转变温度范围；提高共析转变温度； （4）减小奥氏体区域。 3、只考虑Si、P等元素对共晶点实际碳量影响的计算公式为CE=C+1/3（Si+P）； 4、亚共晶铸铁凝固特点：凝固过程中，共晶体不是在初析树枝晶上以延续的方式在结晶前沿形核并长大，而是在初析奥氏体晶体附近的枝晶间、具有共晶成分的液体中单独由石墨形核开始；石墨作为领先相与共晶奥氏体共生生长； 5、过共晶铸铁的凝固特点：凝固过程则由析出初析石墨开始，到达共晶温度时，共晶石墨在初析石墨上析出，共晶石墨与初析石墨相连。 6、石墨的晶体结构是六方晶体。 7、如图所示，形成片状石墨的晶体生长是Ａ向占优，而球状石墨是Ｃ向生长占优， 8、F、C型石墨属于过共晶成分铸铁中形成的石墨 Ａ型Ｂ型Ｄ型Ｆ型 9、球状石墨形成的两个必要条件：铁液凝固时必须有较大的过冷度；铁液与石墨间较大的表面张力。 10、球墨铸铁的球状石墨的长大包括两个过程：石墨球在熔体中直接析出并长大；形成奥氏体外壳，在奥氏体外壳包围下长大。 11、由于球状石墨的生长是在共晶成分下形成的石墨和奥氏体分离长大，因此其共晶过程又称之为离异共晶； 12、灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨组成，基体的主要形式有珠光体、铁素体、珠光体加铁素体。 13、普通铸铁中除铁以外，五大基本元素包括碳、硅、锰、硫、磷，其中碳、硅是最基本的成分，磷、硫是杂质元素，因此加以限制。 14、在铁碳双重相图中，稳定系和亚稳定系的共晶反应温度差别形成了共晶温度间隔，对于Ni、Si、Cr、S这四种元素来说，促进合金液在冷却过程中按稳定系转变的元素有Ni、Si，按亚稳定系转变的元素有Cr、S。 15、Cr元素在铸铁中的作用: (1)反石墨化元素,珠光体稳定元素;
2014年有色金属铝合金铸造行业简析
2014年有色金属铝合金铸造行业简析 一、有色金属铸造行业简介 (2) 二、行业监管体制、主要法律法规及政策 (3) 1、行业主管部门 (3) 2、主要法律法规 (3) 三、铝合金铸造行业发展概况 (4) 1、行业规模 (4) 2、铝合金铸造行业上、下游行业的关联性 (5) （1）铝合金铸造行业的上游 (6) （2）铝合金铸造行业的下游 (7) 3、行业壁垒 (8) （1）技术与资本壁垒 (8) （2）销售渠道壁垒 (8) （3）品质认证壁垒 (8) （4）行业准入壁垒 (9) 四、行业风险特征 (9) 1、原材料价格波动大 (9) 2、行业快速发展，吸引新的竞争者进入 (9) 3、市场发展对企业管理水平的要求提高 (10) 五、国内市场竞争格局 (10)
一、有色金属铸造行业简介 有色金属是相对于铁、锰、铬黑色金属而言，一般可以分为轻金属、贵金属、稀土金属等，常用于铸造的有色金属及合金主要有铝、镁、锌、铜等。有色金属铸造即指的是将有色金属或其合金熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间。有色金属铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。 随着现代科技技术水平的进步，有色金属铸造技术已经从早期的砂型铸造工艺，迈向了低压铸造、高压铸造、熔模精密铸造、消失模铸造等各种先进铸造技术。现代铸造技术作为一种少、无切削的近净成形金属加工成型技术，其产品往往具有精密、质轻、美观、节能、高效、低耗等诸多优点，从而广泛应用于汽车、家电、电子、机械等诸多行业。 按铸造所使用的金属原材料不同，有色金属铸造可以分为铝合金铸造、镁合金铸造、锌合金铸造、铜合金铸造等类别。其中铝合金因其材质轻巧、耐磨性强，机械强度高，传热及导电性能好，并可承受高温，被广泛应用于汽车、通讯基础设备、建筑等较重及体积较大的配件上。目前，铝合金铸件的产量在有色金属铸件中比重最高。随着铸造设备和铸造技术水平的不断提高，铝合金铸件产品的应用范围在现有基础上仍将不断扩大。
我国铸造有色合金及其特种铸造技术发展现状
?? 铸造有色合金及其特种铸造技术在基本制造产业中占有重要地位，是关键技术之一，在航空、航天、船舶、汽车、轨道交通、化工、能源、电子电器和运动休闲等领域有着广泛的应用，由其所带动的产业在国民经济中起着重要的支撑作用。目前公认的铸造有色合金包括铝、镁、钛、锌和铜等材料，约占各类铸件总量的 ２０％左右，由于减重降耗的要求，其应用具有明显的增 长趋势，例如在汽车产业中，需要将铝合金铸件从现有的占铸件总重量的１０％增长到３０％左右，而在航空工业中，铝铸件更是占到铸件总量的８０％以上。 为了更好的满足某类产品的使用要求，在产品设计时，会更多地考虑减轻产品的结构重量和特殊的物理化学性能，有色合金恰恰可以满足这几方面的需求，即：①产品构件的减重和轻量化需求；②产品的功能性需求，如电阻材料、磁性材料、记忆功能材料和耐磨减摩材料等；③产品的装饰性功能需求，如铝合金的光亮性、钛合金的可着色性等。对产品的减重和构件轻量化需求是推动铸造有色合金应用领域不断扩大的动力，而对产品的功能性和装饰性需求则是铸造有色合金的发展方向。 １ 我国铸造有色合金的发展概况 １．１ 铸造铝合金 铸造铝合金是我国发展较早的有色金属材料之一， 其密度小，比强度高和耐腐蚀，因此广泛地应用于航空、航天、汽车、机床制造等制造业。目前，随着行业的发展，对铸造铝合金的需求越来越大，尤其是汽车工业的发展，轿车生产总量激增，对铝合金的需求量越来越大。例如一汽生产的红旗轿车，其整车铝合金铸件已经超过１００ｋｇ［１］，而且随着对节约能源和环境保护要求的提高，铝铸件的生产正朝着轻量化、强韧化、精密化和复合化的方向发展，铸造铝合金的应用将有很大的空间。 在各类铸造铝合金中，按照其性能特点可分为：高强韧铝合金、耐热铝合金、耐蚀铝合金和超轻铝合金等等，其中高强韧铸造铝合金能够保证合金在高强度的条件下，还具有高的断裂韧性、疲劳性能和抗应力腐蚀性能，因此可以部分的取代锻件，制备成形状复杂的铸件。例如ＺＬ２０５Ａ高强度铸造铝合金，该合金的极限拉伸强度可达５００ＭＰａ以上，已广泛用于航空、 收稿日期：２００７－０１－１８收到初稿，２００７－０３－１９收到修订稿。 作者简介：丁宏升（１９６８－），男，黑龙江双城人，副教授，博士，研究方向为材料液态制备成形与新工艺。Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｉｎｇｈｏｓｈ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ 丁宏升，郭景杰，苏彦庆，贾 均，傅恒志 （哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５０００１） 摘要：结合我国在铸造有色合金领域的发展概况，从合金发展、应用和有色合金熔体技术以及特种铸造在有色合金中的 应用角度，分析了五十年来我国在该领域所取得的成绩和存在的问题，以引起广大科技工作者和生产技术人员对这方面 自主创新的重视，不断提高铸造有色合金的技术水平，扩大其应用领域。 关键词：有色合金；特种铸造；熔体处理；铸造合金；精密铸件中图分类号：ＴＧ２９－１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－４９７７（２００７）０６－０５６１－０６ ＤＩＮＧＨｏｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＧＵＯＪｉｎｇ－ｊｉｅ，ＳＵＹａｎ－ｑｉｎｇ，ＪＩＡＪｕｎ，ＦＵＨｅｎｇ－ｚｈｉ（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｅｒｂｉｎ１５０００１，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｆｉｆｔｙ－ｙｅａｒ＇ｓａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｓｏｎａｓｐｅｃｔｓｏｆｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓｃａｓｔａｌｌｏｙｓａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｐｅｃｉａｌｃａｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎＣｈｉｎａ．Ｔｈｅｒｅｉｎｃｌｕｄｅｓａｌｌｏｙｓｙｓｔｅｍｓ，ａｌｌｏｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｍｅｌｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｓｐｅｃｉａｌｃａｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅａｉｍｉｓｔｏａｒｉｓｅｐｅｏｐｌｅｐａｙｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｆｏｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎｔｈｉｓａｒｅａ．Ｉｔｉｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｍａｋｉｎｇｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇｎｏｖｅｌｔｉｅｓｃｏｈｅｒｅｎｔｌｙｏｎｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｐｒｏｓｐｅｃｔｉｓａｍａｉｎｐａｔｈｔｏｂｅａｈｅａｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓａｌｌｏｙ；ｓｐｅｃｉａｌｃａｓｔｉｎｇ；ｍｅｌｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｃａｓｔａｌｌｏｙ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃａｓｔｉｎｇ 我国铸造有色合金及其特种铸造技术发展现状 ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｎＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＣａｓｔＡｌｌｏｙｓａｎｄｔｈｅＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ＳｐｅｃｉａｌＣａｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎＣｈｉｎａ !!!!!" !" !!!!!" !" 专题综述 Ｊｕｎ．２００７Ｖｏｌ．５６ Ｎｏ．６ 铸造 ＦＯＵＮＤＲＹ ５６１
合金熔炼课程设计
《铸造合金及其熔炼》 课程设计报告 题目：上端盖RuT420的配料及熔炼 姓名： 学号: 班级：材料成型及控制工程1104班学院：机械工程学院 指导老师： 日期：2015年1月13日 山东理工大学
目录 一零件原始要求…………………………………………………………… 零件名称，结构及尺寸要求，材料，机械性能要求 二选材……………………………………………………………………… 材料牌号成分，力学性能 三选用炉料………………………………………………………………… 炉料来源炉料配比计算 四.炉体设计…………………………………………………………………… 冲天炉炉径设计炉身高度有效高度前炉送风系统画图 五．确定熔炼工艺过程……………………………………………………… 确定主要工艺参数熔炼前准备冲天炉熔炼操作炉况判断及常见故障特殊处理 六．热处理……………………………………………………………………七．参考资料…………………………………………………………………
一、零件原始要求 （一）零件名称：上端盖 （二）零件特点：轮廓尺寸Φ420*157 属于小型端盖圆盘类，形状简单，壁厚均匀，在15.7-18之间，铸件毛重34.3kg，精度不高，采用湿砂型铸造。 （三）要求铸铁牌号：RuT420.抗拉强度：σb≥420Mpa 融化率：冲天炉融化率为2吨每小时 （四）零件的结构及尺寸：
二、选材 （一）牌号：RuT420 （二）标准：GB/T9439-2010 （三）化学成分选择：C：3.5%~3.9%，Si：1.8%~2.6%，Mn：0.5%~0.8%，S:<0.06%,P:<0.08% Xt残：0.02%~0.05%，Mg： 0.015%~0.025% 三、选用炉料 （一）炉料来源：原生铁回炉铁废钢硅铁锰铁 1、原生铁，又称高炉生铁，是含碳量大于2%的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.11%~4.3%，并含有C、Si、Mn、S、P等元素，是铁矿石经高炉冶炼的产品。是冲天炉炉料的主要组成物。 2、回炉铁，是蠕墨铸铁浇注完后清理的浇冒口、废铸件。按配料的需要加入一定量，降低铸件成本。 3、废钢，包括废钢件、钢料、刚屑等，加入废钢可以降低铁水含碳量。 4、铁合金，包括硅铁、锰铁、铬铁等铁中间化合物，可以调整铁水的化学成分或配制合金铸铁。 （二）炉料化学成分：
熔炼工初级职业技能鉴定考试题库{大纲 试题 答案}
[熔炼工（初级）]考试考核大纲 本大纲依据《熔炼工职业标准》规定的基础理论知识部分和对初级工工作要求（技能要求、相关知识）部分制定。 一、考核内容 (一) 基础理论知识 1.职业道德：（1）诚实守信的基本内涵；（2）企业员工遵纪守法的具体要求。 2.质量管理：（1）全面质量管理的基本方法；（2）关键工序的管理。 3.合金材料：（1）汽车常用的金属材料种类（铸铁、铝合金）； （2）合金的牌号，性能与选用。 4.机械识图：（1）表面粗糙度；（2）位置公差的定义；（3）识图知识。 5.电工基本知识：(1)熔炼设备常用电器及电气传动知识； (2)安全用电知识。 （二）熔炼理论 1.铸铁及其熔炼：（1）影响铸铁铸态组织的因素；（2）铸铁的结晶及组字形成； （3）特种性能铸铁； （4）铸铁的熔炼。 2.铸钢及其熔炼:（1）铸钢分类；（2）铸钢熔炼。 3.铸造非铁特合金及其熔炼：（1）铸造铝合金；（2）铸造铝合金熔炼。 （三）熔炼操作技能 1.常用铸造合金材料的牌号及特性。 2.常用炉衬材料及保温知识。 （四）熔炼工艺 1.熔炼工具：（1）装配工具种类；（2）工具适用范围。 2.铝合金熔炼及精炼设备设备选择。 3.熔炼工艺参数选择。 4.精炼工艺参数选择。 二、考试题型及题量 1、理论（120分钟）： ①单项选择题（40题，共40分）； ②判断题（35题，共35分）； ③简答题（3题，15分）； ④计算题（2题，共10分）。 2、实作（100分）： 工具涂料配置、涂刷及密度当量分析（时间120分钟）。 三、推荐教材目录 1《铸造合金及其熔炼》机械工业出版社
职业技能鉴定理论考试复习题 熔炼工（初级） 一、单选题（100题）： 1．在市场经济条件下职业道德具有（ C ）的社会功能。 A鼓励人们自由择业 B遏制牟利最大化 C 促进人们的行为规范 D 最大限度地克服人们受到利益驱动 2．职业道德通过（ A ）起着增强企业凝聚的作用。 A 协调员工之间的关系 B 增加职工福利 C 为员工创造发展空间 D 调节企业与社会关系 3．为了促进企业的规范化发展，需要发挥企业文化的（ D ）功能。 A 娱乐 B 主导 C 决策 D 自律 4．文明礼貌的职业道德规范要求员工做到（ B ）。 A 忠于职守 B 待人热情 C 办事公道 D 讲究卫生 5．对待职业和岗位，（ D ）并不是爱岗敬业所要求的。 A 树立职业理想 B 干一行爱一行专一行 C 遵守企业规章制度 D 一职定终身 6．下列关于诚信的表述，不恰当的一项是（ B ）。 A 诚信是市场经济的基础 B商品交换的目的就是诚实守信 C 重合同就是守信用 D 诚信是职业道德的根本 7．下列选项中不是办事公道具体要求的一项是（ B ）。 A 热爱、坚持真理 B 服从上级 C 不谋私利 D 公平公正 8．下列选项中，（ C ）是团结互相道德规范要求的中心环节。 A 平等尊重 B 顾全大局 C 互相学习 D 加强协作 9．职工对企业诚实守信应该做到的是（ B ）
6063铝合金熔炼生产工艺手册
6063铝合金熔炼生产工艺手册 本文由全球铝业网 (https://www.wendangku.net/doc/6d3430396.html,) 编辑，转载请注明出处，十分感谢！ 一．Al-Mg-Si系合金的基本特点： 6063铝合金的化学成份在GB/T5237-93标准中为0．2-0．6％的硅、0．45-0．9％的镁、铁的最高限量为0.35％，其余杂质元素(Cu、Mn、Zr、Cr等)均小于0．1％。这个成份范围很宽，它还有很大选择余地。 6063铝合金是属铝-镁-硅系列可热处理强化型铝合金，在AL-Mg-Si组成的三元系中，没有三元化合物，只有两个二元化合物Mg2Si和 Mg2Al3，以α(Al)-Mg2Si伪二元截面为分界，构成两个三元系，α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3，如图一、田二所示：在Al-Mg-Si系合金中，主要强化相是Mg2Si，合金在淬火时，固溶于基体中的Mg2Si 越多，时效后的合金强度就越高，反之，则越低，如图2所示，在α(Al)-Mg2Si伪二元相图上，共晶温度为595℃，Mg2Si的最大溶解度是1．85％，在 500℃时为1.05％，由此可见，温度对Mg2Si在Al中的固溶度影响很大，淬火温度越高，时效后的强度越高，反之，淬火温度越低，时效后的强度就越低。有些铝型材厂生产的型材化学成份合格，强度却达不到要求，原因就是铝捧加热温度不够或外热内冷，造成型材淬火温度太低所致。 在Al-Mg-Si合金系列中，强化相Mg2Si的镁硅重量比为1．73，如果合金中有过剩的镁(即Mg：Si＞1.73)，镁会降低Mg2Si在铝中的固溶度，从而降低Mg2Si在合金中的强化效果。如果合金中存在过剩的硅，即Mg：Si＜1．73，则硅对Mg2Si在铝中的固溶度没有影响，由此可见，要得到较高强度的合金，必须Mg：Si＜1．73。 二．合金成份的选择 1．合金元素含量的选择 6063合金成份有一个很宽的范围，具体成份除了要考虑机械性能、加工性能外，还要考虑表面处理性能，即型材如何进行表面处理和要得到什么样的表面。例如，要生产磨砂料，Mg/Si应小一些为好，一般选择在Mg/Si=1-1．3范围，这是因为有较多相对过剩的Si，有利于型材得到砂状表面；若生产光亮材、着色材和电泳涂漆材，Mg/Si在1．5-1．7范围为好，这是因为有较少过剩硅，型材抗蚀性好，容易得到光亮的表面。 另外，铝型材的挤压温度一般选在480℃左右，因此，合金元素镁硅总量应在1．0％左右，因为在500℃时，Mg2Si在铝中的固溶度只有1．05％，过高的合金元素含量会导致在淬火时Mg2Si不能全部溶入基体，有较多的末溶解Mg2Si相，这些Mg2Si相对合金的强度没有多少作用，反而会影响型材表面处理性能，给型材的氧化、着色(或涂漆)造成麻烦。 2．杂质元素的影响
有色冶金基础知识
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 有色冶金基础知识 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-8587-72 有色冶金基础知识 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1铸造铝合金 （1）铝合金的性能及应用 铸造铝合金的密度比铸铁和铸钢小，而比强度则较高。因此在承受同样载荷条件下采用铝合金铸件，可以减轻结构的重量，故在航空工业及动力机械和运输机械制造中，铝合金铸件得到广泛的应用。 铝合金有良好的表面光泽，在大气及淡水中具有良好的耐腐蚀性，故在民用器皿制造中，具有广泛的用途。纯铝在硝酸及醋酸等氧化性酸类介质中具有良好的耐蚀性，因而铝铸件在化学工业中也有一定的用途。纯铝及铝合金有良好的导热性能，放在化工生产中使用的热交换装置，以及动力机械上要求具有良好导热性能的零件，如内燃机的汽缸盖和活塞等，也适于用铝合金来制造。
铝合金具有良好的铸造性能。由于熔点较低（纯铝熔点为660.230C，铝合金的浇注温度一般约在730～750oC左右），故能广泛采用金属型及压力铸造等铸造方法，以提高铸件的内在质量，尺寸精度和表面光洁程度以及生产效率。铝合金由于凝固潜热大，在重量相同条件下，铝液的凝固过程时间延续比铸钢和铸铁长得多，放流动性良好，有利于铸造薄壁和结构复杂的铸件。 （2）铸法铝合会的分类、牌号 铝合金按照加工方法的不同分为两大类，即压力加工铝合金和铸造铝合金（分别以YL和ZL表示）。在铸造铝合金中又依主要加入的合金元素的不同而分为四个系列，即铸造铝硅合金、造铝铜合金、铸造铝镁合金和铸造铅锌合金（分别以ZL1X X，ZL2 X X，ZL3 X X和ZL4 X X表示），在每个系列中又按照化学成分及性能的不同而分为若干牌号。表3中列出了铸造铝合金国家标准所包括的几种铝合金的牌号。 表3铸造铝合金的牌号
熔炼工艺基本知识的讲解
熔炼基本知识的讲解 工艺操作规程： 熔炼 配料装炉熔铸扒渣 炒灰 精炼 静置扒渣精炼合金化 铸造锯切交付 概述 一、熔炼目的 熔炼的基本目的是，制造出化学成分符合要求，并且熔体纯洁度高的合金，为铸成各种形状的铸锭创造有利条件．具体说来有： (1) 为了获得化学成分均匀并且符合要求的合金 合金材料的组织和性能，除了工艺条件的影响而外，首先要靠化学成分来保证。如果某一成分或杂质—旦超出标准，就要按化学成分废品处理，造成很大的损失。很明显，控制好合金成分有着重要的意义，同时在合金成分范围内调整好一些元素的含量，可以大大减少铸造的裂纹废品。 (2) 通过精炼以获得纯洁度高的合金熔体 冶炼厂供应的电解铝液或者回炉的废料，往往含有杂质、气体、氧化夹渣物，必须通过熔炼过程，藉助物理的或化学的精炼作用，以排除这些杂质、气体、氧化物等，以提高熔体金属的纯洁度。 (3) 除上述目的外，熔铸车间还有将回收的废料复化的任务 这些回收的废料往往由于管理不严被混杂，成分不清，或者被油等杂物污染、或者是碎屑不能直接用于成品合金的生产，必须藉助熔炼过程（双室炉）以获得准确的化学成分，并铸成适用于再次入炉的铸锭。 二、熔炼炉的准备 为保证金属和合金的铸锭质量，并且要做到安全生产，事先对熔炼炉必需做好各项准备工作．这些工作包括烘炉，洗炉及清炉。 1．烘炉 凡新修或中修过的炉子，在进行生产前需要烘炉，以便清除炉中的湿气。 2．洗炉
实际生产中住往需要用一台炉子熔炼多种合金，由一种含金改为生产另一种合金时往往需要洗炉。 ①洗炉的目的 洗炉就是将残留在熔池内各处的金属和炉渣清除出炉外，以免污染另一种合金，确保产品的化学成分。另外对新修的炉子，可减少非金属夹杂物。 ②洗炉原则 1) 新修，中修和大修后的炉子生产前应进行洗炉； 2) 长期停歇的炉子可以根据炉内清洁情况和要熔化的合金制品来决定是否需要冼炉； 3) 前一炉的合金元素为后一炉的杂质时应该洗炉； 4) 由杂质高的合金转换熔炼纯度高的合金时需要洗炉． ③洗炉时用料原则 1) 向高纯度和特殊合金转换时，必须用100％的原铝或者铝锭； 2) 新炉开炉，一般合金转换时，可采用原铝锭或纯铝的一级废料； 3) 中修或长期停炉后，如单纯为清洗炉内脏物，可用纯铝或一级废料进行； 4) 洗炉时洗炉料用量不得少于炉子容量的40％。 ④洗炉时的要求 1) 装洗炉料前和洗炉后都必须放干，大清炉； 2) 洗炉时的熔体温度控制在800-850℃，在达到此温度时，应彻底搅拌熔体，其次数不少于三次，每次搅拌间隔时间半小时。 3．清炉 清炉就是将炉内残存的结渣彻底清除炉外。每当金属出炉后，都要进行一次清炉．当合金转换，一般制品连续生产5-15炉，特殊制品每生产一炉，都要进行大清炉。大清炉时，应先均匀向炉内撒入一层粉状熔剂，并将炉膛温度升至800℃以上，然后用三角铲将炉内各处残存的结渣彻底清除。 三、熔炼工艺流程和操作 熔炼时要控制好合金成分，除了采用措施控制烧损以外，还要做好几项工作，原材料的检查，合理的加料顺序，做好炉前的成分分析和调整等。 1. 检查原材料 炉料配到熔炼加料点，由于配料计算，称重及吊运等都可能发生差错，甚至还可能出现缺料或多料的情况。如果不进行检查，就可能使合金元素的含量超出或低于控制成分所要求的范围，甚至造成整炉的化学成分不符的废品。因此对原材料的检查这一工作是熔炼生产时的重要工序之一。 1) 清洁无腐蚀 所配入的原材料要求表面清洁无腐蚀，炉料要做到三无(无灰，无油污、无水)，否则将会影响合金熔体的纯洁度。 2) 成分符合要求 如果原材料的成分不符合要求，就会直接影响合金成分的控制．为此： ①对于无印记、或印记不清的炉料，在未确定成分前严禁入炉； ②对于中间合金应有成分分析单，或标明炉号熔次，否则不准入炉； ③另外，加工方法和材料的供应状态不同，对成分的要求也就不同。 3) 重量要准确 原材料的重量准确与否，不但影响合金的成分，而且影响铸锭的尺寸。因此
铸造练习题及答案
铸造练习题 一、判断题(本大题共91 小题，总计91 分) 1.(1分)浇注温度过低，则金属液流动性差，铸件易产生气孔、缩孔、粘砂等缺陷。（） 2.(1分)金属型铸造主要用于大批量生产形状简单的钢铁铸件。（） 3.(1分)机床中的床身、床腿、尾座、主轴箱体、手轮等是用铸造方法生产的。（） 4.(1分)熔模铸造与金属型铸造相比较，前者得到的铸件晶粒细。（） 5.(1分)离心铸造的主要优点是不需型芯和浇注系统，它主要适合于生产圆筒形内腔的铸 件。（） 6.(1分)修补铸件的常用方法有补焊法、渗补法、熔补法和金属喷涂法等。（） 7.(1分)模样用来形成铸型型腔，铸型用于形成铸件的外形等。芯盒用来制造砂芯（型芯），型芯用于形成铸件的内孔、内腔或局部外形。（） 8.(1分)浇注温度过高，则金属液吸气多，体收缩大，铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷。（） 9.(1分)对于承受动载荷，要求具有较高力学性能的重要零件，一般采用铸件作毛坯。（） 10.(1分)确定浇注位置时宽大平面应朝下，薄壁面朝上，厚壁朝下。（） 11.(1分)造型材料应具有高的耐火度，即型砂承受高温作用而不软化、不熔融的能力。若 型砂耐火度差，易使铸件产生粘砂缺陷。（） 12.(1分)造型材料应具有高的硬度、耐火度，还应有良好的透气性、流动性、退让性等。 （） 13.(1分)当铸件的最大截面不在端部，模样又不便分开，造型时常采用分模造型。（） 14.(1分)尺寸较大的铸件或体收缩较大的金属应设冒口，冒口可设在铸件的上部、中部或 下部。（） 15.(1分)在不增加壁厚的条件下，选择合理的截面形状和设置加强筋可提高铸件承载能 力。（） 16.(1分)铸件中的气孔能增加毛坯材料的透气性。（） 17.(1分)砂型铸造手工造型的适用范围是中小批量和单件生产。（） 18.(1分)最大截面在中部的铸件，一般采用分块模三箱造型。（） 19.(1分)假箱造型时，假箱起底板作用，只用于造型，不参予合型浇注。（） 20.(1分)型砂中的附加物包含有木屑，其作用是改善型砂的透气性。（） 21.(1分)铸铁的浇注温度为液相线以上100℃，一般为1250～1470℃。（） 22.(1分)确定分型面时尽可能使铸件全部或主要部分置于同一砂箱中。（） 23.(1分)在常用的铸造合金中，以铸钢流动性最好，灰铸铁流动性最差。（） 24.(1分)在常用铸造合金中，灰铸铁的流动性最好，铸钢次之，铝合金最差。（） 25.(1分)型砂主要由原砂、粘结剂、附加物、水和矿物油混制而成。（） 26.(1分)为了便于造型和防止铸件尖角处产生应力和裂纹，模样和芯盒的所有转角处都应 做成圆角。（） 27.(1分)砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、熔模铸造相比较，大批生产时，金属型铸造 的生产率最高。（） 28.(1分)铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减称为收缩。 （） 29.(1分)加工余量是铸件加工面上，在铸造工艺设计时，预先增加的，在机械加工时需切 除的金属层厚度。（） 30.(1分)大批量生产铸件与小批量生产铸件相比，前者机械加工余量应小一些。（）
铝合金熔炼工艺流程和操作工艺
铝合金熔炼工艺流程和操作工艺(一) 装料 熔炼时，装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗，还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有： 1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定，而且还应考虑到最快的熔化速度，最少的烧损以及准确的化学成分控制。 装料时，先装小块或薄片废料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布，防止偏重。 小块或薄板料装在熔池下层，这样可减少烧损，同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高，如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃，装在上层，由于炉内上部温度高容易熔化，也有充分的时间扩散；使中间合金分布均匀，则有利于熔体的成分控制。 炉料装平，各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。 炉料应进量一次入炉，二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。 2、对于质量要求高的产品（包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等）的炉料除上述的装料要求外，在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂，在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂，这样可提高炉体的纯洁度，也可以减少损耗。 3、电炉装料时，应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm，否则容易引起短路。 熔化 炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏，对产品质量有决定性的影响。 A、覆盖 熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。 覆盖剂种类及用量 炉型及制品电气熔炼煤气炉熔炼 覆盖剂用量普通制品特殊制品普通制品特殊制品 （占投量） /% 0.4-0.5 0.5-0.6 1-2 2-4 覆盖剂种类粉状熔剂 Kcl：Nacl按1：1混合 B、加铜、加锌 当炉料熔化一部分后，即可向液体中均匀加入锌锭或铜板，以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。 这时应强调的是，铜板的熔点为1083℃，在铝合金熔炼温度范围内，铜是溶解在铝合金熔体中。因此，铜板如果加得过早，熔体未能将其盖住，这样将增加铜板的烧损；反之如果加得过晚，铜板来不及溶解和扩散，将延长熔化时间，影响合金的化学成分控制。 电炉熔炼时，应尽量避免更换电阻丝带，以防脏物落入熔体中，污染金属。 C、搅动熔体 熔化过程中应注意防止熔体过热，特别是天然气炉（或煤气炉）熔炼时炉膛温度高达1200℃，在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，同时也利于加速熔化.