专题四 铸铁（课件）-四川省职教高考《金属加工与实训》(高教版）专题复习讲练测

专题四 铸铁 《金属加工与实训》（高教版） 专题复习讲练测 1 目录 01 考纲解读 03 考题讲解 05 归纳小结 02 知识点梳理 04 课内练习 2 常见考点： 铸铁的概述：铸铁的定义、分类、生产工艺、物理性能等概念及基本知识点。 常用铸铁的牌号和用途：常见铸铁牌号及其特点、化学成分、机械性能和典型应用领域。 铸铁的化学成分和性能：不同铸铁牌号的成分含量、力学性能、耐磨性、耐蚀性等方面的比较与分析。 铸铁在工程中的应用：铸铁在机械、建筑、汽车、航空等领域的具体应用及其优势和限制。 铸铁的表面处理和性能改进：铸铁的表面处理方法、热处理工艺、表面涂层等在提升铸铁性能和延长使用寿命方面的应用。 一.考纲解读 3 一.考纲解读 考试要求 01 2.掌握铸铁在工程中的应用，包括其在机械制造、建筑、船舶等领域的作用和优势。 02 3. 熟悉常用铸铁的牌号和用途，能够辨别各种铸铁的特点和适用范围。 03 1. 了解铸铁的表面处理和性能改进方法，能够分析不同处理方式对铸铁性能的影响及意义。 4 易考题型： 1.简答题：要求学生结合铸铁的概述、常用牌号和应用，分析某种铸铁在具体工程中的选择理由及相关性能要求，考查学生对知识的深度理解和应用能力。 2.选择题：考察学生对于不同铸铁牌号特性及用途的综合理解能力，要求学生能够辨别多种信息并做出正确的选择。 3.填空题：让学生填写铸铁的特点、常用牌号、应用领域或表面处理方法等关键信息，考察学生对知识点的掌握程度。 一.考纲解读 5 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 6 知识点梳理： 一、 铸铁概述 1.铸铁的分类 铸铁的种类很多，根据碳在铸铁中存在的形式不同，铸铁可分为白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、合金铸铁等。白口铸铁是指碳主要以游离渗碳体形式存在的铸铁，由于断口星银白色，故称为白口 铸铁。灰铸铁是指碳主要以片状石墨形式存在的铸铁，由于断口星灰色，故称为灰铸铁。可锻铸铁是指由一定化学成分的白口铸铁经可锻化退火，使渗碳体分解从面获得团絮状石墨的铸铁。称为可锻铸铁。 二.知识点梳理和重点概念复习 7 知识点梳理： 球墨铸铁是指铁液经过球化处理而不是在凝固后进行热处理，使石墨大部分或全部呈球状，有时也存在少量团絮状石墨的铸铁，称为球墨铸铁。蠕墨铸铁是指金相组织中石墨形态主要为蠕虫状的铸饮，称墨铸铁。合金铸铁是指为了提高铸铁的力学性能或获得某种特殊性能，加人铬、钼、钒、铜、铝等合金元素形成的铸铁。 二.知识点梳理和重点概念复习 8 知识点梳理： 2.铸铁的石噩化及影响因素 铸铁中的碳以石墨形式析出的过程称为铸铁的石墨化。在铸铁中，碳的存在形式有两种:一是渗碳体，其中硕的质量分数u'c=6.69%;二是自由状态的石墨，用符号表示，碳的质量分数u'c=100%。石墨的强度、塑性和韧性都很低，其品体结构如图2-17所示。 二.知识点梳理和重点概念复习 9 知识点梳理： 二、常用铸铁的牌号和用途 1.灰铸铁的牌号和用途 (1)灰铸铁的牌号 灰铸铁的牌号用“HT+数字”表示。其中“HT”是“灰铁”两字汉语拼音的字首，其后的数字表示灰铸铁的最低抗拉强度，如HT100表示最低抗拉强度为100MPa的灰铸铁。 (2)灰铸铁的用途 灰铸铁具有优良的铸造性能，可铸造形状复杂的薄壁铸件;由于石墨片强度低、脆性大，切削时容易切断，又有润滑作用，刀具磨损小，因此灰铸铁具有良好的减摩性和切削加工性:另外，由于石墨能有效地吸收机械振动能量，所以灰铸铁具有良好的消振性，机床床身、床头箱及各类机器底座等均使用灰铸铁制造。灰铸铁中由于石墨的存在，就相当于其内部存在大量的小缺口，故灰铸铁对其表面的小缺陷或小缺口等几乎不具有敏感性，所以灰铸铁具有较低的缺口敏感性。 二.知识点梳理和重点概念复习 10 知识点梳理： 三、合金铸铁的牌号和用途 常规元素硅、锰高于普通铸铁规定含量或含有其他合金元素，具有较高力学性能或某种特殊性能的铸铁，称为合金铸铁。常用的合金铸铁有抗磨铸铁、耐热铸铁及耐腐蚀铸铁等。 (1)抗磨铸铁不易磨损的铸铁称为抗磨铸铁。抗磨铸铁按其工作条件大致可分为两类:减摩铸铁和抗磨白口铸铁。减摩铸铁是在润滑条件下工作的，如机床导轨、汽缸套、活塞环和轴承等;抗磨白口铸铁是在无润滑、干摩擦条件下工作的，如犁铧、轧辊、抛丸机叶片和球磨机磨球等。抗磨白口铸铁的牌号用“KmTB(抗白口铸铁)+合金元素符号+数字”表示，如KmTBNi4Cr2-DT、KmTBN4Cr2-GT、KmTBCr20Mo、KmTBCr26等。牌号中的“DT”表示低碳，“GT”表示高碳。 二.知识点梳理和重点概念复习 11 知识点梳理： (2)耐热铸铁 可以在高温下使用，其抗氧化或抗生长性能符合使用要求的铸铁，称为耐热铸铁。耐热铸铁中含有硅、铝、铬等合金元素，可使铸铁表面形成一层致密的Si0:、Al,O,、Cr0,氧化膜，阻止氧化性气体渗人铸铁内部产生内氧化和生长。耐热铸铁的牌号用“RT+合金元素符号+数字”表示，如RTSi5、RTCr16等，数字表示合金元素的百分质量分数。如果牌号中有字母“Q”，则表示耐热球墨铸铁，如RQTSi5、RQTAI22等。耐热铸铁主要用于制作工业加热炉附件，如炉底板、烟道挡板、废气道、传动链构件、渗碳坩埚、热交换器、压铸模等 二.知识点梳理和重点概念复习 12 知识点梳理： （3)耐蚀铸铁 能耐化学、电化学腐蚀的铸铁，称为耐蚀铸铁。耐蚀铸铁中通常加入的合金元素是硅、铝、铬、镍、钼、铜等，这些合金元素能使铸铁表面生成一层致密稳定的氧化物保护膜，从而提高耐蚀铸铁的耐腐蚀能力。常用的耐蚀铸铁有高硅耐蚀铸铁、高硅钼耐蚀铸铁、高铝耐蚀铸铁、高铬耐蚀铸铁和镍铸铁等。耐蚀铸铁主要用于化工机械，如管道阀门、耐酸泵、反应锅及容器等。 常用的高硅耐蚀铸铁的牌号有STSiI1CU2CrRE、STSISRE、STSi1SMO3RE等。牌号中的“ST”表示耐蚀铸铁，RE是稀土代号，数字表示合金元素平均质量的百分数。 二.知识点梳理和重点概念复习 13 重点概念复习： 1. 铸铁中的碳以石墨形式析出的过程称为铸铁的石墨化。(知识点：铸铁的化学成分和性能） 2.影响铸铁石墨化的因素是化学成分和冷却速度的影响。(知识点：铸铁的表面处理和性能改进） 3.可锻铸铁的力学性能比灰铸铁高，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。(知识点：铸铁的化学成分和性能） 4.能耐化学、电化学腐蚀的铸铁，称为耐蚀铸铁。(知识点：铸铁的表面处理和性能改进） 5.牌号中的“ST”表示耐蚀铸铁，RE是稀土代号，数字表示合金元素平均质量的百分数。(知识点：铸铁的表面处理和性能改进） 二.知识点梳理和重点概念复习 14 1. 以下哪种铸铁在造船业中应用较多？(知识点：铸铁在工程中的应用） A. 灰口铸铁 B. 白口铸铁 C. 球墨铸铁 D. 镁铝合金铸铁 答案：B 解析：白口铸铁常应用于造船业，因其较好的抗冲击性能。 三.常考习题练习与讲解 选择题 15 2.铸铁中产生的“铁素体”属于以下哪种组织形态？(知识点：铸铁的化学成分和性能） A. 铁素体+珠光体 B. 铁素体+渣晶组织 C. 铁素体+珠光体+气孔组织 D. 铁素体组织 答案：A 解析：铸铁中产生的“铁素体”属于铁素体+珠光体的组织形态，这种组织形态常见于灰口铸铁中。 三.常考习题练习与讲解 选择题 16 3. 在哪种铸造方法中会使用砂芯？(知识点：铸铁的化学成分和性能） A. 砂型铸造 B. 金属型铸造 C. 挤压铸造 D. 压铸 答案：A 解析：砂型铸造中会使用砂芯，它用于形成零件内部的空腔或通道。 三.常考习题练习与讲解 选择题 17 4. 球墨铸铁中石墨形态的特点是？(知识点：铸铁的化学成分和性能） A. 球状 B. 片状 C. 纤维状 D. 无规则形状 答案：A 解析：球墨铸铁中的石墨形态一般是球状，这种结构有利于提高材料的韧性。 三.常考习题练习与讲解 选择题 18 5. 以下哪种铸铁更适合制造需要高强度和耐磨性的部件？(知识点：铸铁的化学成分和性能） A. 灰口铸铁 B. 球墨铸铁 C. 白口铸铁 D. 光口铸铁 答案：B 解析：球墨铸铁通常更适合制造需要高强度和耐磨性的部件，因其具有高韧性和较好的机械性能。 三.常考习题练习与讲解 选择题 19 6. 铸铁是一种含有什么元素的合金？(知识点：铸铁的化学成分和性能） A. 铬 B. 锰 C. 硫 D. 碳 答案：D 解析：铸铁是一种含有较高碳含量的铁合金，碳是其最主要的合金元素之一。 三.常考习题练习与讲解 选择题 20 7. 铸造中的“缩孔”缺陷通常是由？(知识点：铸铁的化学成分和性能） A. 热胀冷缩引起 B. 熔体流动不畅引起 C. 石膏模具吸水引起 D. 氧化铁产生的气体引起 答案：A 解析：缩孔缺陷通常是由于热胀冷缩引起，即材料在凝固时由于收缩而形成孔洞。 三.常考习题练习与讲解 选择题 21 8.铸造温度对铸铁零件的什么性能影响较大？(知识点：铸铁的化学成分和性能） A. 强度 B. 硬度 C. 韧性 D. 磁性 答案：C 解析：铸造温度会对铸铁零件的韧性产生较大影响，较高的铸造温度通常有助于提高零件的韧性。 三.常考习题练习与讲解 选择题 22 1. 球墨铸铁中球状石墨的形成主要是由__________元素引起的。(知识点：铸铁的化学成分和性能） 答案：镁 解析：球墨铸铁中的球状石墨是由镁元素引起的，镁能够使石墨结构变球状，提高材料的性能。 三.常考习题练习与讲解 填空题 23 2.常用铸铁中，QT500通常用于制造需要__________的零件。(知识点：铸铁在工程中的应用） 答案：高强度 解析：QT500具有较高的强度，因此常用于制造需要高强度的零件。 三.常考习题练习与讲解 填空题 24 3.在铸造中，缩孔缺陷一般是由__________引起的。(知识点：铸铁的表面处理和性能改进） 答案：热胀冷缩 解析：缩孔缺陷通常是由于铸件在凝固过程中由热胀冷缩引起的，造成内部产生孔洞。 三.常考习题练习与讲解 填空题 25 4.铸铁是一种含有较高碳含量的铁合金，常规碳含量一般在__________%左右。(知识点：铸铁的化学成分和性能） 答案：2%-4% 解析：铸铁一般含有较高的碳含量，通常在2%-4%左右，这赋予了铸铁独特的性能。 三.常考习题练习与讲解 填空题 26 5.灰口铸铁中的硅元素通常起到__________的作用，增加硬度和耐磨性。(知识点：铸铁的表面处理和性能改进） 答案：增加硬度 解析：灰口铸铁中的硅元素通常起到增加硬度和耐磨性的作用，使材料更适用于特定工程场合。 三.常考习题练习与讲解 填空题 27 1. 铸铁的用途范围广泛，可用于制造汽车零部件、工程机械、压铸模具等多个领域。（ ）(知识点：铸铁在工程中的应用） 答案：正确 解析：铸铁由于其成本较低、工艺性好等特点，被广泛应用于汽车、工程机械、农机等领域，满足不同零部件的制造需求。 三.常考习题练习与讲解 判断题 2.对球墨铸铁进行油浸处理可以增加其表面硬度，提高耐磨性。（ ）(知识点：铸铁的表面处理和性能改进） 答案：错误 解析：油浸处理通常用于提高球墨铸铁的润滑性，降低摩擦系数，而非增加表面硬度。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3.铸铁在加工时易产生毛刺，需要进行去毛刺处理以保证零件的加工质量。（ ） (知识点：铸铁的化学成分和性能） 答案：正确 解析：铸铁加工容易产生毛刺，去毛刺处理可以提高零件的表面光洁度和加工质量。 三.常考习题练习与讲解 判断题 4.铸铁是通过高炉冶炼、铸锭和挤压锻造等工艺获得其最终形态的材料。（ ）(知识点：铸铁的表面处理和性能改进） 答案：错误 解析：铸铁是通过将熔化的铁水浇铸成型，再经过热处理等工艺获得其最终形态的材料。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5.提高球墨铸铁的球化率可以提高其力学性能，如抗拉强度和延展性。（ ）(知识点：铸铁的化学成分和性能） 答案：正确 解析：球墨铸铁的球化率是影响其性能的重要指标，提高球化率可以提高材料的力学性能，如抗拉强度和延展性。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1. 除了碳含量，硅含量对铸铁的性能有何影响？请简要说明硅对铸铁性能的影响机制。(知识点：铸铁的化学成分和性能） 答案：硅含量对铸铁具有重要影响，过高的硅含量会导致铸铁的脆性增加，强度和韧性降低。硅主要以形成珠光体结构的方式存在于铸铁中，过量的硅会导致珠光体晶粒变大，影响材料性能。 四.课内练习与讲解 2.请简要介绍铸铁在汽车制造领域的应用，列举几个常见的汽车零部件材料。(知识点：铸铁在工程中的应用） 答案：铸铁在汽车制造中应用广泛，例如用于制造发动机缸体、曲轴箱、制动器、减震器等零部件，满足汽车对强度、耐磨性等性能要求。 四.课内练习与讲解 3. 球墨铸铁的球化率是什么意思？提高球化率的目的是什么？如何影响材料的性能？(知识点：铸铁的化学成分和性能） 答案：球墨铸铁的球化率是指球状石墨的比例，提高球化率可以增加材料的延展性和抗蠕变能力，提高材料的力学性能，如抗拉强度和延展性。 四.课内练习与讲解 4.铸铁制品在热处理过程中出现变形的原因是什么？如何避免铸铁热处理中的变形问题？(知识点：铸铁的化学成分和性能） 答案：铸铁制品在热处理时由于残余应力、组织相变等原因容易产生变形。避免变形可以采取控制升温、降温速率、合理选择保温时间等措施，减小温度梯度。 四.课内练习与讲解 5. 解释铸造中的渣浮理论，并说明渣浮对铸铁质量的影响。(知识点：铸铁的表面处理和性能改进） 答案：渣浮是指气泡在凝固过程中向铸件表面浮动并排出的情况。渣浮会导致铸件气孔增多，影响铸铁的致密性和力学性能，降低铸件的质量。 四.课内练习与讲解 6. 灰铸铁和球墨铸铁在制造工程机械零件时各有何优劣势？可以举例说明各自适用的零件。(知识点：铸铁的化学成分和性能） 答案：灰铸铁具有较好的阻尼性，适用于制造挖掘机的减震器等零件；球墨铸铁具有高强度和良好的韧性，适用于制造铲斗等要求耐磨性高的零件。 四.课内练习与讲解 7. 请简要介绍铸铁的合金化目的及合金元素对铸铁性能的影响。(知识点：铸铁的化学成分和性能） 答案：铸铁的合金化旨在改善铸铁的性能，合金元素可以提高铸铁的抗磨性、提高热处理效果、调控蠕变性能等。合金元素如镍、铬、钒等对铸铁的硬度、耐热性和耐腐蚀性有显著影响。 四.课内练习与讲解 本节课主要围绕铸铁这一材料展开，首先介绍了铸铁的概述，包括铸铁的定义、特点和生产工艺等基本概念。随后深入探讨了常用铸铁的牌号和用途，让学生了解不同铸铁牌号的特性、化学成分及适用范围。在课程中，学生还学习了铸铁的化学成分、力学性能及在工程中的应用，加深对铸铁材料的理解和应用。此外，课程也涉及了铸铁的表面处理和性能改进方法，帮助学生了解铸铁的性能优化手段及其重要性。学生不仅扩展了对铸铁这一常见材料的认识，还培养了对材料性能和应用的分析能力。学生能够通过对不同铸铁牌号及特性的比较，选择合适的铸铁材料应用于实际工程中，并了解如何优化铸铁材料性能以满足工程需求。 五.课程小结 重点复习知识点： 1.铸铁中的碳以石墨形式析出的过程称为铸铁的石墨化。(知识点：铸铁的化学成分和性能） 2.影响铸铁石墨化的因素是化学成分和冷却速度的影响。(知识点：铸铁的表面处理和性能改进） 3.可锻铸铁的力学性能比灰铸铁高，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。(知识点：铸铁的化学成分和性能） 4.能耐化学、电化学腐蚀的铸铁，称为耐蚀铸铁。(知识点：铸铁的表面处理和性能改进） 5.牌号中的“ST”表示耐蚀铸铁，RE是稀土代号，数字表示合金元素平均质量的百分数。(知识点：铸铁的表面处理和性能改进） 五.课程小结 感谢观看 $$