《金属加工与实训》铸铁（3）（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《金属加工与实训》铸铁（3）-讲义 （1）掌握耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁的分类、性能特点、合金化原理及牌号表示方法。 （2）能够根据零件的具体工况（磨损、高温、腐蚀），判断并选择合适类型的合金铸铁。 （3）理解“通过合金化获得特殊性能”的材料设计思想，并能与前期学习的合金钢知识建立联系。 知识点一 耐磨铸铁 常规元素硅、锰含量高于普通铸铁规定含量或含有其他合金元素，具有较好的力学性能或某种特殊性能的铸铁称为合金铸铁。常用的合金铸铁有耐磨铸铁、耐热铸铁及耐蚀铸铁等。 耐磨铸铁是指不易磨损的铸铁。耐磨铸铁主要是通过激冷或加入某些合金元素在铸铁中形成耐磨损的基体组织和一定数量的硬化相实现耐磨的。耐磨铸铁按其工作条件大致可分为减摩铸铁和抗磨铸铁两大类。 减摩铸铁是在有润滑条件下工作的，如机床导轨、发动机的气缸套、活塞环(图2-19)和滑动轴承等。减摩铸铁要求磨损小、摩擦系数小、导热性好、切削加工性能好。为了满足上述性能要求，减摩铸铁的组织应为软基体上均匀分布着硬组织。这种组织状态在摩擦力的作用下，软基体会逐渐下凹，保存油膜，均匀分布的硬组织会凸出，发挥支承和耐磨作用。减摩铸铁主要有珠光体灰铸铁，如HTMCuCrMo等。其他减摩铸铁，如磷铸铁(制造机床导轨和工作台)和铬钼铜铸铁(用于制造汽车的气缸和活塞环)等也都具有良好的耐磨性。 抗磨铸铁是在无润滑、干摩擦条件下工作的，如犁铧、轧辊、抛丸机叶片、球磨机磨球、衬板、粉碎机锤头、拖拉机履带板及发动机凸轮轴(图2-20)等。抗磨铸铁要求具有均匀的高硬度组织，其内部组织一般是莱氏体、马氏体和贝氏体等。生产中通常采用激冷或向铸铁中加入铬、钨、钼、铜、锰、磷、硼等元素，在铸铁中形成一定数量的硬化相来提高其耐磨性，如合金白口铸铁(如 BTMCr15Mo等)、中锰球墨铸铁(如 QTMMn8-300等)、冷硬铸铁(如 HTLCr1Ni1M等)都是较好的抗磨铸铁。 【单项选择题】下列关于抗磨铸铁工作条件的说法，正确的是（ ） A. 需在有润滑条件下工作，避免干摩擦 B. 在无润滑、干摩擦条件下工作，需承受剧烈磨损 C. 仅在低温环境下工作 D. 仅在轻载荷下工作 【答案】B 【解析】文中指出“抗磨铸铁是在无润滑、干摩擦条件下工作的，如犁铧、轧辊、球磨机磨球等”，这类场景磨损剧烈，需高硬度；A（有润滑是减摩铸铁）、C（无低温限制）、D（需承受重载荷磨损）表述错误，故答案为B。 1. （单项选择题）耐磨铸铁实现耐磨性能的核心原理是（ ） A. 仅依赖高碳含量 B. 通过激冷或加入合金元素，形成耐磨损的基体组织和硬化相 C. 仅依赖高硅含量，提高塑性 D. 降低硬度，减少摩擦磨损 【答案】B 【解析】文中明确“耐磨铸铁主要是通过激冷或加入某些合金元素在铸铁中形成耐磨损的基体组织和一定数量的硬化相实现耐磨的”；A（仅高碳）、C（高硅提塑性）、D（降低硬度）均不符合耐磨原理，故答案为B。 2. （单项选择题）耐磨铸铁属于下列哪一类铸铁？（ ） A. 普通铸铁 B. 合金铸铁 C. 灰铸铁 D. 可锻铸铁 【答案】B 【解析】文中明确“常规元素硅、锰含量高于普通铸铁规定含量或含有其他合金元素……称为合金铸铁，常用的合金铸铁有耐磨铸铁、耐热铸铁及耐蚀铸铁等”，A、C、D均不属于合金铸铁的分类从属，故答案为B。 3. （填空题）耐磨铸铁按其工作条件大致可分为________和抗磨铸铁两大类，两者适用的摩擦环境不同。 【答案】减摩铸铁 【解析】文中明确“耐磨铸铁按其工作条件大致可分为减摩铸铁和抗磨铸铁两大类”，故填“减摩铸铁”。 1. （单项选择题）生产抗磨铸铁时，提高耐磨性的主要方式不包括（ ） A. 激冷处理 B. 加入铬、钨、钼等合金元素形成硬化相 C. 降低碳含量，提高塑性 D. 形成莱氏体、马氏体等硬组织 【答案】C 【解析】文中明确抗磨铸铁通过“激冷”“加入合金元素形成硬化相”“形成硬组织”提高耐磨性；C（降低碳含量、提高塑性）会降低硬度，不利于抗磨，故答案为C。 2. （单项选择题）减摩铸铁“HTMCuCrMo”的用途最可能是（ ） A. 制造发动机气缸套（减摩需求） B. 制造轧辊（抗磨需求） C. 制造化工管道（耐蚀需求） D. 制造机床床身（减振需求，用灰铸铁） 【答案】A 【解析】HTMCuCrMo属于减摩铸铁，文中减摩铸铁用途包括“发动机的气缸套”，A选项符合；B用抗磨铸铁，C用耐蚀铸铁，D用灰铸铁，故答案为A。 3. （填空题）减摩铸铁的组织应为________上均匀分布着硬组织，这种结构能在润滑条件下保存油膜、发挥支承耐磨作用。 【答案】软基体 【解析】文中指出“减摩铸铁的组织应为软基体上均匀分布着硬组织”，故填“软基体”。 · 耐磨铸铁分两种，减摩抗摩各不同。减摩要软基硬点，抗摩需整体高硬。 · 导轨缸套用减摩，犁铧衬板用抗磨。 知识点二 耐热铸铁 可以在高温下使用，其抗氧化性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 氧化膜，阻止氧化性气体渗入铸铁内部产生内氧化和生长。耐热铸铁的牌号用“HTR 或QTR+合金元素符号+数字”表示,如 HTRCr、HTRCr2、HTRCr16、HTRSi5、QTRSi4、QTRAl22 和QTRSi4Mo 等。耐热铸铁主要用于制造工业加热炉附件，如炉底板、烟道挡板、废气道、传动链构件、渗碳坩埚、热交换器和压铸模等。 【单项选择题】与普通灰铸铁相比，耐热铸铁的关键优势是（ ） A. 常温下的减振性更优 B. 高温下的抗氧化性和抗生长性能更优 C. 铸造性能更简单，成本更低 D. 切削加工性能更优 【答案】B 【解析】文中明确耐热铸铁的核心优势是“高温下的抗氧化性或抗生长性能”，普通灰铸铁无此优势；A（减振性灰铸铁更优）、C（耐热铸铁成本更高）、D（切削性能灰铸铁更优）表述错误，故答案为B。 1. （单项选择题）耐热铸铁“HTRSi5”的核心合金元素是（ ） A. 铬（Cr） B. 硅（Si） C. 铝（Al） D. 钼（Mo） 【答案】B 【解析】根据牌号“HTRSi5”的结构（HTR+合金元素符号+数字），“Si”为硅元素符号，故核心合金元素是硅；A、C、D未在该牌号中体现，故答案为B。 2. （单项选择题）下列不属于耐热铸铁典型用途的是（ ） A. 渗碳坩埚 B. 热交换器 C. 压铸模 D. 汽车变速箱齿轮（需耐磨，用合金渗碳钢） 【答案】D 【解析】文中列举耐热铸铁用途包括“渗碳坩埚、热交换器、压铸模”，汽车变速箱齿轮需在常温下承受磨损，用合金渗碳钢；A、B、C均为耐热铸铁用途，故答案为D。 3. （填空题）耐热铸铁是指可以在高温下使用，其________或抗生长性能符合使用要求的铸铁。 【答案】抗氧化性 【解析】文中明确耐热铸铁的定义为“可以在高温下使用，其抗氧化性或抗生长性能符合使用要求的铸铁”，故填“抗氧化性”。 1. （单项选择题）耐热铸铁表面形成的氧化膜（如Cr₂O₃）的主要作用是（ ） A. 提高铸铁的切削加工性能 B. 阻止氧化性气体渗入内部，防止内氧化和生长 C. 降低铸铁的硬度，便于加工 D. 提高铸铁的常温冲击韧性 【答案】B 【解析】文中指出氧化膜“阻止氧化性气体渗入铸铁内部产生内氧化和生长”，A、C、D非氧化膜的核心作用，故答案为B。 2. （单项选择题）下列关于耐热铸铁的说法，错误的是（ ） A. 属于合金铸铁，含有硅、铝、铬等合金元素 B. 可在高温下使用，抗氧化性优异 C. 牌号中通常包含“HTR”或“QTR”前缀 D. 主要用于制造常温下承受冲击的薄壁零件 【答案】D 【解析】耐热铸铁主要用于“高温下的工业加热炉附件”，而非常温冲击薄壁件（可锻铸铁用途）；A、B、C均符合耐热铸铁的特点，故答案为D。 3. （填空题）耐热铸铁中加入硅、铝、铬等合金元素，可在表面形成致密的氧化膜，如SiO₂、Al₂O₃和________等，阻止内氧化和生长。 【答案】Cr₂O₃（或三氧化二铬） 【解析】文中提到“形成一层致密的SiO₂、Al₂O₃、Cr₂O₃氧化膜”，故填“Cr₂O₃（或三氧化二铬）”。 · 耐热铸铁抗高温，硅铝铬元素造护膜。炉底炉门换热器，加热炉里见真章。 知识点三 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。耐蚀铸铁主要用于制造化工机械，如制造管道、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 HTSSi11Cu2CrR、HTSSi15R 及HTSSi15Cr4MoR 等。牌号中的“HTS”表示高硅耐蚀铸铁，R是稀土元素代号，数字表示合金元素平均质量分数的百分数。 【单项选择题】下列关于耐蚀铸铁的说法，错误的是（ ） A. 属于合金铸铁，含有硅、铝、铬等合金元素 B. 主要用于化工机械等腐蚀环境 C. 高硅耐蚀铸铁牌号通常以“HTS”开头 D. 耐蚀性主要依赖高碳含量，与合金元素无关 【答案】D 【解析】耐蚀铸铁的耐蚀性“依赖合金元素形成的致密氧化物保护膜”，而非高碳含量；A、B、C均符合耐蚀铸铁特点，故答案为D。 1. （单项选择题）耐蚀铸铁牌号“HTSSi15Cr4MoR”中，“R”的含义是（ ） A. 耐蚀（“耐”字拼音首字母） B. 稀土元素代号 C. 耐热（“热”字拼音首字母） D. 韧性（“韧”字拼音首字母） 【答案】B 【解析】文中明确高硅耐蚀铸铁牌号中“R是稀土元素代号”，A、C、D均无对应定义，故答案为B。 2. （单项选择题）耐蚀铸铁“高铝耐蚀铸铁”的核心合金元素是（ ） A. 硅（Si） B. 铝（Al） C. 铬（Cr） D. 镍（Ni） 【答案】B 【解析】根据“高铝耐蚀铸铁”的名称及耐蚀铸铁合金元素作用规律，其核心合金元素为铝，铝可形成Al₂O₃保护膜；A是高硅耐蚀铸铁核心元素，C、D是其他耐蚀铸铁元素，故答案为B。 3. （填空题）耐蚀铸铁是指能耐________、电化学腐蚀的铸铁，广泛用于化工机械领域。 【答案】化学 【解析】文中明确“能耐化学、电化学腐蚀的铸铁称为耐蚀铸铁”，故填“化学”。 1. （单项选择题）耐蚀铸铁“HTSSi11Cu2CrR”中，“Si11”的含义是（ ） A. 平均硅的质量分数为11% B. 最低抗拉强度为11 MPa C. 平均碳的质量分数为11% D. 最低断后伸长率为11% 【答案】A 【解析】文中明确高硅耐蚀铸铁牌号中“数字表示合金元素平均质量分数的百分数”，“Si11”即硅的平均质量分数为11%；B、C、D均不符合数字含义，故答案为A。 2. （单项选择题）与普通灰铸铁相比，耐蚀铸铁的关键优势是（ ） A. 常温减振性更优 B. 耐化学、电化学腐蚀能力更强 C. 铸造性能更简单，成本更低 D. 高温抗氧化性更优 【答案】B 【解析】文中明确耐蚀铸铁的核心优势是“耐化学、电化学腐蚀”，普通灰铸铁无此优势；A（减振性灰铸铁更优）、C（耐蚀铸铁成本更高）、D（高温抗氧化性是耐热铸铁优势）表述错误，故答案为B。 3. （填空题）耐蚀铸铁中通常加入硅、铝、铬、镍、钼、________等合金元素，以形成致密氧化物保护膜，提高耐腐蚀性。 【答案】铜 【解析】文中提到“耐蚀铸铁中通常加入的合金元素是硅、铝、铬、镍、钼、铜等”，故填“铜”。 · 耐蚀铸铁抗腐蚀，高硅高铬造钝化膜。化工泵阀管道容器，耐酸耐碱全靠它。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$