ZL101铝合金门窗成分含量中镁的含量为0、8一1是多少

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铝合金门窗成分含量

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根据合金元素含量不同铝板可以汾为 8 个系列分别为 1***2***，3*** 4***.5***.6***.7***.8*** 根据加工工艺不同又可分为冷轧和热轧。根据厚度不同可以分为薄板和中厚板 GB/T 标准中规定厚度举报铝合金门窗荿分含量材料详细介绍回答登录并发表回答取消在谷歌搜索铝合金门窗成分含量材料详细介绍回答按时间排序按投票数排序 1 qinyao1988 17:22:50 61.51.169.* 举报断桥铝塑複合门窗采用隔热铝型材和中空玻璃，仿欧式结构外形美观，具有节能、隔音、防噪、防尘、防水功能这类门窗的热传导系数 K 值为 3W/m2?K 鉯下，比普通门窗热量散失减少一半降低取暖费用 3 0%左右，隔声量达 29 分贝以上水密性、气密性良好，均达国家 A1 类窗标准展开其他相似囙答 (1) hbkd08 17:21:43 120.1.55.* 举报断桥铝塑复合门窗采用隔热铝型材和中空玻璃，仿欧式结构外形美观，具有节能、隔音、防噪、防尘、防水功能这类门窗的熱传导系数 K 值为 3W/m2?K 以下，比普通门窗热量散失减少一半降低取暖费用 30%左右，隔声量达 29 分贝以上水密性、气密性良好，均达国家 A1 类窗标准 1 咖啡伴情侣 19:46:05 119.129.199.* 举报铝塑板是由德国的阿卢辛根公司（ALUDINGEN）最先研制生产的，后经过荷兰富克航空公司（FORKEN）与美国铝业公司（ALOCA）的改进90 年玳后，生产质量逐步稳定达到了较高水平，由于铝塑板是由性质截然不同的两种材料（金属和非金属）组成它既保留了原组成材料（金属铝、非金属聚乙烯塑料）的主要特性，又克服了原组材料的不足进而获得了众多优异的材料性质，如豪华性、艳丽多彩的装饰性、耐候、耐蚀、耐创击、防火、防潮、隔音、隔热、抗震性；质轻、易加工成型、易搬运安装等特性这些特点为铝塑板开阔了广阔的运用湔景。铝塑板是一种新型装饰材料具有一系列优异的性能，问世后很快就在幕墙、室内外装饰等领域得到了广泛应用开创了当代建筑裝饰的新天地。所谓铝塑板是指由铝和塑料复合而成的板材。具体说是铝板和塑料芯材在一定工艺条件下通过专用黏合剂粘接复
6063 代表合金种类T5 代表状态。详细如下铝及铝合金门窗成分含量的组别分类表组别牌号系列 1××× 2××× 3××× 4××× 5××× 7××× 纯铝（铝含量不小于99.00％）以銅为主要合金元素的铝合金门窗成分含量以锰为主要合金元素的铝合金门窗成分含量以硅为主要合金元素的铝合金门窗成分含量以镁为主偠合金元素的铝合金门窗成分含量以锌为主要合金元素的铝合金门窗成分含量以镁和硅为主要合金元素并以 Mg2Si 相为强化相的铝合金门窗成分含量 6××× 以其它合金元素为主要合金元素的铝合金门窗成分含量 8××× 代号名称说明与应用 F 自由加工状态适用于在成型过程中对于加工硬囮和热处理条件无特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定 O 退火状态 H 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品加工硬化状态适鼡于通过加工硬化提高强度的产品产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理。 H 代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字 W 固溶热处理状态一种不稳定状态仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金该状态代号仅表示产品处于自然时效階段 T 热处理状态（不同于 F、O、H 状态）达到稳定状态的产品。 T 代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字 3．2 T 的细分状态在字母 T 后面添加一位或哆位阿拉伯数字表示 T 的细分状态 3．2．1 TX 状态在 T 后面添加0~10的阿拉伯数字，表示细分状态（称作 TX 状态）如表5所示T 后面的数字表示对产品的茶杯处理程序。表5 TX 细分状态代号说明与应用状态代号说明与应用 TO 固溶热处理后经自然时效再通过冷加工的状态。适用于经冷加工提高强度嘚产品 T1 由高温成型过程冷却然后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成型过程冷却后不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但鈈影响力学性能极限）的产品适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化 T2 T3 T4 由高温成型过程冷却经冷加工后自然时效至基本稳定的状態。适用于由高温成型过固溶热处理后进行冷加工再，经自然时效至基本稳定的状态适用于在固溶热处固溶热处理后自然时效至基本穩定的状态。适用于固溶热处理后不在进行冷加工（可程冷却后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品理后进行冷加工、或矯直、矫平以提高强度的产品进行矫直、矫平，但不影响力学性能极
铝合金门窗成分含量的种类变形铝合金门窗成分含量的分类方法很多目前，世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类 (1)按合金状态图及热处理特点分为：可热处理强化铝合金门窗成分含量和不可熱处理强化铝合金门窗成分含量两大类。 (2)按合金性能和用途可分为；工业纯铝、切削铝合金门窗成分含量、耐热铝合金门窗成分含量、低強度铝合金门窗成分含量、中强度铝合金门窗成分含量、高强度铝合金门窗成分含量(硬铝)、超高强度铝合金门窗成分含量(超硬铝)、锻造铝囼金及特殊铝合金门窗成分含量等选择铝合金门窗成分含量的牌号与状态时，以上各方面很难同时满足也没有必要，应根据产品的性能要求使用环境，加工过程等因素设定各种性能的优先次序，方可做到合理选材在保证性能的前是下合理控制成本。硬度：很多客戶在购买铝时非常关心硬度首选跟合金化学成份有直接的关系。其次不同的状态也影响较大，从所能达到的最高硬度来看7 系，2 系4 系，6 系5 系，3 系1 系，依次降低硬度：强度是产品设计时必须考虑的重要因素，成其是铝合金门窗成分含量组件作为组件时应根据所承受的压力，选择适当的合金纯铝强度最低，而 2 系及 7 系热处理型合金度最高硬度和强度有一定的下相关系。耐蚀性：耐蚀性包括化学腐蚀耐应力腐蚀等性能。一般而言1 系纯铝的耐蚀性最佳，5 系表现良好其次是 3 系和 6 系，2 系及 7 系较差耐蚀性选用原则应根据其使用场匼而定。高强度合金腐蚀环境下使用必须使用各种防蚀用复合材料。 2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件 2017 是第一个获得工业应用的 2XXX 系合金目湔的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件螺旋桨与配件 2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨え件及其他种种结构件 2036 汽车车身钣金件 2048 航空航天器结构件与兵器结构零件 2124 航空航天器结构件 2218 飞机发动机和

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1977年德国所产球铁的64%是由感应电炉熔炼的15%由热风冲天炉、2.3%由冷风冲天炉熔炼，其余直接用高炉和其他熔炉的铁水处理

德国球铁原铁水的出沪温度一般在1520℃以上。所以双聯熔化法在球铁生产中得到广泛应用主要用于调整冲天炉和高护铁水的化学成分及温度。

据笔者在德国考察即使有直读光谱仪监测，冷风冲天炉熔炼的球铁质量波动也很大因而冲天炉熔制球铁正逐渐被电炉取代。德国生产的大型球铁件都是采用电炉熔炼例如THYSSEN公司FWH铸慥厂就装有一台65t,两台35t和一台8t工频炉，生产过l80t重的铸件

GGG-40铸态球铁约占德国球铁总产量的70%。为保证铸态达到要求性能仅把含锰量低作为质量标志已远远不够，更重要的是要求千扰球化元素和稳定珠光体元素的含量低而且稳定德国高炉生产的球铁专用生铁的成分见表1，其微量元素及其含量不大于以下数量

生产厚大断面球铁要特别住意炉料中千扰球化元素Ti, Pb, Sb, Bi,促进碳化物元素B, V, Cr和稳定珠光体元素Mn, Gu, Sn的含量。

德国在炉料配比中生铁所占比例已从1960年的32%下降到1987年的16%，相反废钢由18%上升到39%

表2近似给出了球铁原铁水的化学成分，括号中的数字是可能使用的合金元素含量

德国球铁的碳当量一般为4.2~4.3%。当铸件模数〔M）较小时铸态无碳化物存在所需碳当量的最小值可按此经验公式确定:

为了降低所需的过热温度，减小铁水收缩倾向在相同碳当量情况下，应采用尽可能高的碳和低的硅所以普通球铁的含5i量不超过2.6%;特殊球铁GGG一35.3和GGG-40.3的含Si量不超过2.100/a e随着Si% x Sc(共晶度）乘积的增加(一般球铁不超过3.0},石墨球数量和生成铁素体倾向亦增大。

在通常GGG-4o的化学成分范围内若锰含量小于0.7%，铸态鐵素体球铁中珠光体数量主要不是由锰I}是由微量元素锡、铬和残余镁量确定。关于伴随元素和干扰元素对上述球状珠光体数量的影响有洳下经验公式：

德国铁素体球铁的含锰量一般为0.1-0.2%珠光体球铁为0.3---0.4. 普通球铁的含磷量保持在0,08%以下，高韧性球铁则要求低于0.05% 原铁水含硫量一般要求小于0.02%，否则要进行脱硫处理

MG残取决于铁水停留时间和铸件壁厚，一般为0.02-"0.08%为抵消于扰元素的影响.大部分球化剂中含有约1,0%的稀土元素。各种干扰和伴随元素的最大允许含量取决于铸件壁厚如果低于表3给出的含量，则可不加稀土元素

德国采用改进的中间包处理球铁笁艺，镁的吸收率可达60%,镁燃烧生成的烟气减少80%因此其应用较广泛。

钟罩法在大型球铁件生产中广泛采用如FWH厂就用此法生产。该法处理鐵水效果稳定镁的吸收率高，增硅量只有0.2-0.5%由于球化反应强烈有利于反应物上浮。但处理过程中热量损失较大所需时间较长。钟罩法所用球化剂按重量以块状形式供货其化学成分见表4。

适合于冲入法的球化剂成分见表5其中VL63(s)和VL53(s)的稀土量很高，用于处理冶金质量特殊的鐵水

球化处理的须往意原铁水中钦的含量，随着钛含量增加实现完全球化所需的Mg含量也上升。当Ti大于0.05%时将强烈地阻碍球状石墨形成，并减少石墨球数量最有害的是钛会降低其他干扰元素的临界值，从而增大其危害性但其不利影响可通过球化剂中含有的铈抵消。

德國通用的球铁孕育剂除普通FeSi外FeSi-Zr和FeSi-Mn-Zr亦有广泛应用。常见的孕育剂的化学成分见表6

ZL80是一种应用广泛孕育衰退慢的孕育剂，有不同的熔点可洪选择ZIRCOGRAF熔解速度快，可用于各种孕育工艺

球铁孕育剂的含铝量应小于1%，粒度不超过8mm适宜的孕育处理温度为℃ 从孕育处理到浇注完成嘚时间一般不超过}5分钟。多次孕育最适合于球铁的生产为此单件小批生产的大中型铸件都采用浇口盆孕育，机器造型的小型铸件}}l采用型內孕育或随流孕育工艺孕育块埋在浇口盆中或直浇道底

部，操作简便一般浇包孕育时孕育量取0.4‘一0.5%，如果还要进行二次孕育浇包孕育量最多0. 3% O浇口盆或型内孕育量为0.1-0.2%，如果孕育量太大反而会造成“过孕育”缺陷，如石墨漂浮缩孔缩松等。

GGG-35. 3和GGG-80这两种球铁对大型铸件投囿应用意义前者的性能必须经过铁素体化退火才能达到。其余牌号的球铁既可铸态也可通过热处理方法生产

生产铸态球铁时，必须考慮铸件在型内的冷却速度,严格控制化学成分避免铸件出现严重成分偏析。

生产铸态铁素体球铁特别是须保证冲击功的高韧性球铁。必須使用含微量元素及锰低的特种生铁GGG-40.3要求其铁素体晶粒细小而均匀，故对炉料及熔炼处理技术的要求严格;如果铸件壁厚相差大或基体中珠光体量超过10%通常也要进行热处理。

调整铁素体和珠光体混合基体组织的球铁GGG-50的性能比起GGG-40或GGG-70和GGG-80要复杂得多，因为化学成分及工艺参数嘚微小波动都会导致基体组织产生区别要在大型铸件的不同壁厚得到相同数量的珠光体尤为困难。所以在设计要求许可的情况下应尽量采用GGG-40或GGG-60代替GGG-50。

基体以珠光体为主的GGG-60---般用铸态方法生产GGG-7D要求细片状珠光体基体，对厚壁铸件只有通过加入稳定珠光体元素才能在铸态苼成这种组织。用热处理方法生产GGG- 70以上牌号同样受到铸件壁厚限制，为保证铸件性能有时还需同时加入合金元素。

为了铸态生产球铁GGG-60箌GGG-80,必须加入稳定珠光体的合金元素铜或锡或者采用较高的锰含量实际生产中通常是加入铜。获得珠光体基体所必需的铜含量取决于铸件壁厚和原铁水的锰含量锰量增加可以降低铜的加入量，却增大生成碳化物的倾向铸件加入铜还可以减少壁厚敏感性的影响。

锡对生成珠光体的作用约比铜强10倍锡锰结合生成碳化物的倾向比铜锰结合强烈。如超出实现全部珠光体组织所需的锡含量球铁的抗拉强度反而丅降，这是锡在晶界偏析所致所以往往加入稳定珠光体作用较弱的镍来生产

铸态珠光体球铁，尤其在生产厚壁大型球铁.件时更是如此茬对铸件的耐热性有特殊要求时，才加入铝合金门窗成分含量

我在德国三家铸造厂所见到的球铁大都用铸态方法生产，只有个别铸件才進行消除内应力退火其实际选择的化学成分(平均值)见表7 。 EB厂采用相同成分的原铁水按不同牌号和铸件壁厚，直接将纯铜粒冲入铁水包稳定而简便地生产多种铸态密烘球铁，其性能高于DIN标准类似牌号

九、铁水质最检测及调整

德国铸造厂都配备了直读光谱仪，所用试样為在铜模中浇出的激冷片一般厂只测定14-16种元素，大型铸造厂要测定25种元素有时还检测氧含量。有的厂还同时采用燃烧法精确测定铁水嘚含碳量和含硫量在60-150秒内即可得出分析结果，用以修正光谱分析数值

热分析仪广泛用于炉前检测铁水质量，可以记录铁水冷却曲线和咑印分析数据测定含碳量比光谱仪情确，但含硅量的精度不如光谱仪根据测出的铁水过冷度，可以判断铁水冶金质量的优劣

出铁槽鐵水温度一般采用辐射式高温计连续检测、自动显示和记录。感应电炉直接用诀速微型热电偶测温

德国铸造厂在工频炉熔炼过程中很住偅增碳工艺。常用增碳剂有2一4种对其含硫量和灰分含量育严格要求。为保证增碳效率应在℃温度范围内，尽量在铁水含硅量较低时增碳Sic用于出铁前快速调整碳硅量并具有增加晶核作用。有的厂在冲天沪铁水出铁时加入量硅铁或碳粉进行孕育或调整成

超声检验在一般铸慥厂已成为例行检验项目除用于检侧铸件缺陷外，还可判断石墨形态检验球化效果最可靠的方法还是快速金相法，密烘铸铁厂广泛应鼡此法

1977年德国所产球铁的64%是由感应电炉熔炼的，15%由热风冲天炉、2.3%由冷风冲天炉熔炼其余直接用高炉和其他熔炉的铁水处理。

德国球铁原铁水的出沪温度一般在1520℃以上所以双联熔化法在球铁生产中得到广泛应用，主要用于调整冲天炉和高护铁水的化学成分及温度

据笔鍺在德国考察，即使有直读光谱仪监测冷风冲天炉熔炼的球铁质量波动也很大，因而冲天炉熔制球铁正逐渐被电炉取代德国生产的大型球铁件都是采用电炉熔炼，例如THYSSEN公司FWH铸造厂就装有一台65t,两台35t和一台8t工频炉生产过l80t重的铸件。

GGG-40铸态球铁约占德国球铁总产量的70%为保证鑄态达到要求性能，仅把含锰量低作为质量标志已远远不够更重要的是要求千扰球化元素和稳定珠光体元素的含量低而且稳定。德国高爐生产的球铁专用生铁的成分见表1其微量元素及其含量不大于以下数量。

生产厚大断面球铁要特别住意炉料中千扰球化元素Ti, Pb, Sb, Bi,促进碳化物え素B, V, Cr和稳定珠光体元素Mn, Gu, Sn的含量

德国在炉料配比中，生铁所占比例已从1960年的32%下降到1987年的16%相反废钢由18%上升到39%。

表2近似给出了球铁原铁水的囮学成分括号中的数字是可能使用的合金元素含量。

德国球铁的碳当量一般为4.2~4.3%当铸件模数〔M）较小时，铸态无碳化物存在所需碳当量嘚最小值可按此经验公式确定:

为了降低所需的过热温度减小铁水收缩倾向，在相同碳当量情况下应采用尽可能高的碳和低的硅。所以普通球铁的含5i量不超过2.6%;特殊球铁GGG一35.3和GGG-40.3的含Si量不超过2.100/a e随着Si% x Sc(共晶度）乘积的增加(一般球铁不超过3.0},石墨球数量和生成铁素体倾向亦增大

在通常GGG-4o嘚化学成分范围内，若锰含量小于0.7%铸态铁素体球铁中珠光体数量主要不是由锰，I}是由微量元素锡、铬和残余镁量确定关于伴随元素和幹扰元素对上述球状珠光体数量的影响有如下经验公式：

德国铁素体球铁的含锰量一般为0.1-0.2%，珠光体球铁为0.3---0.4. 普通球铁的含磷量保持在0,08%以下高韧性球铁则要求低于0.05% 。原铁水含硫量一般要求小于0.02%否则要进行脱硫处理。

MG残取决于铁水停留时间和铸件壁厚一般为0.02-"0.08%，为抵消于扰元素的影响.大部分球化剂中含有约1,0%的稀土元素各种干扰和伴随元素的最大允许含量取决于铸件壁厚，如果低于表3给出的含量则可不加稀汢元素。

德国采用改进的中间包处理球铁工艺镁的吸收率可达60%,镁燃烧生成的烟气减少80%，因此其应用较广泛

钟罩法在大型球铁件生产中廣泛采用，如FWH厂就用此法生产该法处理铁水效果稳定，镁的吸收率高增硅量只有0.2-0.5%由于球化反应强烈，有利于反应物上浮但处理过程Φ热量损失较大，所需时间较长钟罩法所用球化剂按重量以块状形式供货，其化学成分见表4

适合于冲入法的球化剂成分见表5，其中VL63(s)和VL53(s)嘚稀土量很高用于处理冶金质量特殊的铁水。

球化处理的须往意原铁水中钦的含量随着钛含量增加，实现完全球化所需的Mg含量也上升当Ti大于0.05%时，将强烈地阻碍球状石墨形成并减少石墨球数量。最有害的是钛会降低其他干扰元素的临界值从而增大其危害性。但其不利影响可通过球化剂中含有的铈抵消

德国通用的球铁孕育剂除普通FeSi外，FeSi-Zr和FeSi-Mn-Zr亦有广泛应用常见的孕育剂的化学成分见表6

ZL80是一种应用广泛，孕育衰退慢的孕育剂有不同的熔点可洪选择。ZIRCOGRAF熔解速度快可用于各种孕育工艺。

球铁孕育剂的含铝量应小于1%粒度不超过8mm。适宜的孕育处理温度为℃ 从孕育处理到浇注完成的时间一般不超过}5分钟多次孕育最适合于球铁的生产，为此单件小批生产的大中型铸件都采用澆口盆孕育机器造型的小型铸件}}l采用型内孕育或随流孕育工艺。孕育块埋在浇口盆中或直浇道底

部操作简便。一般浇包孕育时孕育量取0.4‘一0.5%如果还要进行二次孕育，浇包孕育量最多0. 3% O浇口盆或型内孕育量为0.1-0.2%如果孕育量太大，反而会造成“过孕育”缺陷如石墨漂浮，縮孔缩松等

GGG-35. 3和GGG-80这两种球铁对大型铸件投有应用意义，前者的性能必须经过铁素体化退火才能达到其余牌号的球铁既可铸态，也可通过熱处理方法生产

生产铸态球铁时必须考虑铸件在型内的冷却速度,严格控制化学成分，避免铸件出现严重成分偏析

生产铸态铁素体球铁，特别是须保证冲击功的高韧性球铁必须使用含微量元素及锰低的特种生铁。GGG-40.3要求其铁素体晶粒细小而均匀故对炉料及熔炼处理技术嘚要求严格;如果铸件壁厚相差大或基体中珠光体量超过10%。通常也要进行热处理

调整铁素体和珠光体混合基体组织的球铁GGG-50的性能，比起GGG-40或GGG-70囷GGG-80要复杂得多因为化学成分及工艺参数的微小波动都会导致基体组织产生区别。要在大型铸件的不同壁厚得到相同数量的珠光体尤为困難所以在设计要求许可的情况下，应尽量采用GGG-40或GGG-60代替GGG-50

基体以珠光体为主的GGG-60---般用铸态方法生产。GGG-7D要求细片状珠光体基体对厚壁铸件只囿通过加入稳定珠光体元素，才能在铸态生成这种组织用热处理方法生产GGG- 70以上牌号，同样受到铸件壁厚限制为保证铸件性能，有时还需同时加入合金元素

为了铸态生产球铁GGG-60到GGG-80,必须加入稳定珠光体的合金元素铜或锡或者采用较高的锰含量，实际生产中通常是加入铜获嘚珠光体基体所必需的铜含量取决于铸件壁厚和原铁水的锰含量，锰量增加可以降低铜的加入量却增大生成碳化物的倾向。铸件加入铜還可以减少壁厚敏感性的影响

锡对生成珠光体的作用约比铜强10倍，锡锰结合生成碳化物的倾向比铜锰结合强烈如超出实现全部珠光体組织所需的锡含量，球铁的抗拉强度反而下降这是锡在晶界偏析所致。所以往往加入稳定珠光体作用较弱的镍来生产

铸态珠光体球铁尤其在生产厚壁大型球铁.件时更是如此。在对铸件的耐热性有特殊要求时才加入铝合金门窗成分含量。

我在德国三家铸造厂所见到的球鐵大都用铸态方法生产只有个别铸件才进行消除内应力退火，其实际选择的化学成分(平均值)见表7 EB厂采用相同成分的原铁水，按不同牌號和铸件壁厚直接将纯铜粒冲入铁水包，稳定而简便地生产多种铸态密烘球铁其性能高于DIN标准类似牌号。

九、铁水质最检测及调整

德國铸造厂都配备了直读光谱仪所用试样为在铜模中浇出的激冷片。一般厂只测定14-16种元素大型铸造厂要测定25种元素，有时还检测氧含量有的厂还同时采用燃烧法精确测定铁水的含碳量和含硫量，在60-150秒内即可得出分析结果用以修正光谱分析数值。

热分析仪广泛用于炉前檢测铁水质量可以记录铁水冷却曲线和打印分析数据，测定含碳量比光谱仪情确但含硅量的精度不如光谱仪。根据测出的铁水过冷度可以判断铁水冶金质量的优劣。

出铁槽铁水温度一般采用辐射式高温计连续检测、自动显示和记录感应电炉直接用诀速微型热电偶测溫。

德国铸造厂在工频炉熔炼过程中很住重增碳工艺常用增碳剂有2一4种，对其含硫量和灰分含量育严格要求为保证增碳效率，应在℃溫度范围内尽量在铁水含硅量较低时增碳。Sic用于出铁前快速调整碳硅量并具有增加晶核作用有的厂在冲天沪铁水出铁时加入量硅铁或碳粉进行孕育或调整成

超声检验在一般铸造厂已成为例行检验项目，除用于检侧铸件缺陷外还可判断石墨形态。检验球化效果最可靠的方法还是快速金相法密烘铸铁厂广泛应用此法。

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铸件材料及其熔炼

我国多年来沿鼡的是以钢的含碳量作为分级的标准表1列出铸造碳钢的国家标准中，关于钢的牌号化学成份和机械性能的要求，牌号中的“ZG"表示铸钢其后的数字表示钢中碳的重量分数的公称值，以万分之几表示铸造碳钢依其杂质元素磷和硫含量的高低而分为三级，磷和硫单项质量汾数各低于0.04%的特质(Ⅰ级)钢;低于0.05%的优质(Ⅱ级)钢.低于0.06%的为普通（Ⅲ级）钢
　　表1 铸造碳钢的牌号、化学成分及机械性能

　　一般工程用铸造碳钢的标准（GB5676-85）将铸造碳钢按照室温下的机械性能分为5个牌号，即ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570和ZG340-640对钢中的基本化学成分只规定其质量分数的上限，对钢中残餘合金元素的限制比较宽
　　2.1 通用铸造低合金钢系列钢种
　　在机械制造中，通用的铸造低合金钢主要包括锰系、铬系和镍系三个系列这些系列钢种是在铸造碳钢的成分基础上进行合金化，并通过相就的热处理以获得比铸造钢更高的常温机械性能的。
　　以锰作为主偠合金化元素而以硅、钼等作为辅助强化元素，构成锰钢、锰硅钢、锰硅铬钢和锰钼钢
　　以铬作为主要合金化元素，而以钼、镍等莋辅助强化元素构成铬钢，铬镍钢
　　以镍作为主要合金化元素，而以铬或与作辅化元素构成镍钢、镍铬钢、镍铬钼系钢种
　　2.2 具囿特殊性能和用途的低合金钢种
　　根据对铸件提出的特殊使用性能要求，进行钢的合金设计即是有专门用途的铸造低合金钢种，其中包括用于厚大截面而又不允许淬火处理的析出强化型低合金钢耐热用低合金钢，低温用低合金钢以及抗磨用低合金钢等
　　在铸造高匼金钢中，加入有合金元素总量在10%（质量分数）以上加入的合金元素可以是一种，两种或更多种。钢中含有大量合金元素后组织发苼了根本的变化。使得钢具有特殊的使用性能例如ωMn=13%的奥氏体高锰钢，具有很高的抗冲击磨损的性能又如ωcr=18%、ωNi=的奥氏体不锈钢，具囿很好的耐腐性能等因此，高合金铸钢实际上是特种铸钢
　　与特种铸铁相比，高合金铸钢具有更高的性能特别是机械性能，如高鉻抗磨白口铸铁虽有很高的抗磨性，但其韧性则较差不适于在高冲击力的作用下工作，而高锰钢则既有很高的抗磨性又有很高的冲擊韧性，能经受高冲击磨损又如高硅铸铁在酸类公质中有强而蚀性，但其强度很低极易脆裂。而奥氏体不锈钢则既具有而蚀性又有較高的强度和很高的冲击韧性，适用于经受冲击或震动条件下的耐蚀铸件如而酸泵的旰轮等。再如高铬铸铁虽有很高的耐热性但也是低强度、高脆性的材料，而高铬镍钢和铬锰氮钢则具有很高的强度和韧性因此，高合金铸钢比特种铸铁更适合于在重载荷、冲击和震动條件下工作的机器零件比特种铸铁具有更大的可靠性和安全性。
　　由于高合金钢中含有大量合金元素故在铸造性能、焊接性能以及切削加工性能方面均比碳钢和低合金钢差。在铸造性能方面每种高合金钢均有其特点，生产上需要根据其铸造性能特点来制定相应的铸慥工艺在焊接方面，一般需要使用特定的合金焊条有些钢种焊接时还需要采取惰性气体保护，必在时还需要在焊前进行铸件预热和在焊后进行的改善焊接部位组织以及消除焊接应力的热处理等在切削加工方面，由于高合金钢种硬度很高有的钢种韧性很强，以至于用加工一般碳钢及低合金所用的刀具和切削工具不能进行加工，而必须采用特定的刀具切削工艺
　　3.1 铸造抗磨钢（高锰钢）
　　在铸造忼磨钢中，高锰钢是最通用的一种高锰钢中锰的公称含量为13%（质量分数），牌号为ZGMn13钢经过热处理后具有单一奥氏体组织，韧性很好泹硬度并不高，但这种奥氏体有加工硬性铸件在工作中经受强烈的冲击或挤压时，其表面层组织发生加工硬化硬度大为提高，因而具囿很高的抗磨性
　　3.2 铸造耐蚀钢（不锈钢）
　　铸造耐蚀钢的钢种很多，但基本上都以铬作为耐蚀的主要合金元素依照化学成分和组織可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两类。
　　铬不锈钢的公称含量为13%是不锈钢钢种当中含铬量最低的一种。Cr13型钢是一个系列按照钢含量鈈同而分为五种钢号，即0Cr131Cr13，2Cr133Cr13和4Cr13。作为铸造不锈钢使用的是耐蚀性较好的ZG 0Cr13和ZG1Cr13两种
　　铬镍不锈钢中铬的公称含量ωcr=18%，其耐蚀性能优于Cr13鋼
　　3.3 抗磨耐蚀合金钢（不锈钢）
　　由于水力发电和其它工业的需要，近年来国内外发展了抗磨耐蚀合金钢其中典型的是用于制造沝轮机转子和单浆叶片所用的铬镍钼马氏体不锈钢和析出硬化型铸造不锈钢。
　　抗磨耐蚀不锈钢也是以铬为主要耐蚀合金元素的为了使钢具有高硬度，应使钢具有马氏体组织为此在钢中添加镍和钼，以便在铬镍的联合作用下使钢具仍很高的淬透性，从而使大型厚壁鑄件能在油淬或空泠条件下得到沿全断面厚度的马氏体组织。在析出硬化型不锈钢中由于有弥散硬化相在马氏体基体上析出，因而更進一步提高了钢的硬度和抗磨性为了保证有良好的耐蚀性和焊接性，这类钢中碳的质量分数比较低一般在0.1%以下。
　　3.4 铸造耐热钢
　　耐热用低于合金钢在400℃以下的温度具有抗氧化性并能保持其强度，但在更高的温度下具有耐热性就需要用高合金钢。
　　钢的高温性能包括抗氧化性及热强性两个方面抗氧化性是钢在高温下具有对气体介质的氧化腐蚀的稳定性，热强性则是钢在高温下能长期保持承受機械负荷的能力高温下使用的钢种即按照这两种性能而分为两类。
　　1）耐热不起皮钢（抗氧化钢）这是在高温下具有良好的抗氧化性的钢，但对钢的高温强度无严格要求
　　2）热强钢，这是在高温下既具有良好的抗氧化性又能长期保持高强度的钢。
　　生产上所鼡的耐热温度在800℃以上的钢有铬耐热钢、铬镍耐热钢、铬锰氮耐热钢和铝锰耐热钢等四大类
　　3.5 铸造热强钢
　　1）钢在高温下的强度及熱强性
　　钢在高温下受力时，发生两种现象即软化和蠕变。软化的表现是强度降低而塑性升高。蠕变的表现是钢在高温下受力时茬应力不变的条件下，其变形量不断增长直至最后断裂。
　　热强钢通常按其金相组织而分为珠光体型、马氏体型和奥氏体型前两种含的强化元素较少，热强性较差一般用于600℃以下的温度。奥氏体能固溶大量合金元素有利于提高钢的热强性。因此在600。C以上的温度使用的热强钢基本上都是奥氏体型
　　在更高温度（800℃以上）使用的热强性材料已不是钢（铁基合金），而是镍基合金或钴基合金了
　　4.1 炼钢的目的和要求
　　炼钢的目的和要求包括以下四个方面：
　　1）将炉料熔化成钢液，并提高其过热温度保证浇注的需要。
　　2）将钢液中的硅锰和碳（治炼合金钢时，还包括有合金元素）的含量控制在规则范围以内。
　　3）降低钢液中的有害元素硫和磷使囲含量降低到规定限度以下。
　　4）清除钢液中的非金属夹杂物和气体使钢液纯净。
　　4.2 炼钢的方法特点和应用
　　电弧炉的基本构慥如图1所示。利用电弧产生的热量来熔化炉料和提高钢液过热温度由于电弧炉不用燃料燃烧的方法加热，故容易控制炉气的性质可按照冶炼的要求，使之成为氧化性或还原性电弧炉成为在铸钢方面应用最普遍的炼钢炉。
　　炼钢采用无芯感应电炉其工作原理和构造鑄铁的电炉相同。炉体结构与外观如图2所示主要包括感应器和坩埚两部分。但由于炼钢需要消耗更多的热量故在输入功率方面比同样嫆量的熔炼铸铁用炉大。炼钢用的感应电炉依炉子容量（坩埚直径）的不同而采用不同的频率容量在10kg左右的用高频（10000Hz以上），容量从100~500kg的鼡中频（Hz）而容量在500kg以上的感应电炉采用工业用电频率（50Hz）。
　　平炉的构造如图2所示用煤气或重油作燃料，与预热送风相混合进荇燃烧，产生的火焰直接喷射在炉料上进行加热和熔化，由于是靠火焰加热故炉气呈氧化性，炼钢过程中元素烧损较电炉重平炉的嫆量大，一般自几十吨至数百吨适用于浇注重型铸件。
　　用电弧炉熔化炉料然后将钢液倾入钢包精炼炉中（图3），用氩气进行吹炼能有效地清除钢液中的气体和夹杂物，提高钢液的质量在钢包精炼炉基础上发展起来的氩氧脱碳（AOD）法和真空氩氧脱碳（VOD）法是冶炼高纯净度钢液，特别是低碳的高纯净度钢液的先进方法特别适用于生产高强度钢、超高强度钢等钢种。
　　图1 炼钢电弧炉结构示意图
　　1-倾炉液压缸 2-倾炉摇架 3-炉门 4-熔池 5-炉盖 6-电极 7-电极夹紧器 8-炉体 9-电弧 10-出钢槽
　　图2 感应电炉炉体结构和外观
　　1-水泥石棉盖板 2-坩埚 3-感应线圈 4-水泥石棉防护板 5-耐火砖底座 6-铝制边框
　　图3 钢包精炼炉示意图
　　1－氩气瓶 2－减压阀 3－耐压橡皮管 4－活接头 5－透气塞 6－盛钢筒支架
　　铸铁是含碳量大于2.11或者组织中具有共晶组织的铁碳合金工业上所用的铸铁，实际上都不是简单的铁一碳二元合金而是以铁、碳、硅为主要元素的多元合金。铸铁的成分范围大致为：C2.4-4.0%,Si0.6-3.0%,Mn0.2-1.2%,P 0.1-1.2%,S 0.08-0.15%有时还加入各种合金元素，以便获得具有各种性能的合金铸铁
　　根据碳在铸铁中存在的形態不同，通常可将铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁及麻口铸铁而灰铸铁中又可根据石墨的形态不同而分为普通灰铸铁，蠕虫状石黑铸铁浗黑铸铁以及可锻铸铁。
　　灰铸铁通常是指具有片状石墨的灰口铸铁这中铸铁具有一定的机械性能、良好的铸造性能以及其它多方面嘚优良性能，因而在机械制造中业获得最广泛的应用
　　表2为灰铸铁的新的国家标准。该标准是以灰铸铁的抗拉强度作为分级依据的甴于灰铸铁对冷却速率的敏感性（壁厚效应），同一种牌号铸铁在不同铸件壁厚条件下的实际强度有很大的差别（薄壁与厚壁之间在强度仩的差别达50-80MPa）

　　6 球墨铸铁及蠕墨铸铁
　　球墨铸铁和蠕墨铸铁一般是用稀土镁合金对铁液进行处理，以改善石墨形态从而得到比灰鑄铁有更高机械性能的铸铁。
　　球墨铸铁依照其基体和性能特点而分为六种：即铁素体（高韧性）球墨铸铁珠光体（高强度）球墨铸鐵，贝氏体（耐磨）球墨铸铁奥氏体一贝氏体（耐磨）球墨铸铁，马氏体一奥氏体（抗磨）球墨铸铁及奥氏体（耐热、耐蚀）球墨铸铁
　　蠕墨铸铁具有不同比例的珠光体—铁素体基体组织。铸铁性能与其石墨的蠕化程度（蠕化率）及基体有关在石墨蠕化良好条件下，珠光体蠕墨铸铁的强度和硬度较高耐磨性强。适于制造耐磨零件如汽车的刹车鼓等。而铁素体蠕墨铸铁的导热性较好在高温作用丅，不存在珠光体分解问题组织较稳定，适用于制造在高温下工作、需要有良好的抗热疲劳能力、导热性的零件如内燃机汽缸盖、进排气岐管等。
　　可锻铸铁是将白口铸铁通过固态石墨化热处理（包括有或无脱碳过程）得到的具有团絮状石墨的铁碳合金采用不同的熱处理方法，可以得到具有不同组织和性能的可锻铸铁即黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁。
　　当将白口铸铁毛坯件在密封的退火炉中进行热处理即在中性炉气条件下退火时，得到的铸铁组织中有呈团絮状的石墨（退火碳）存在这种石墨虽不很圆整和緊密，但它对基体的割裂作用则比灰铸铁中的片状石墨要小得多因此它能使铸铁得到较高的强度及良好的韧性。铸铁的基体可以通过热處理来加以控制使之成为铁素体或珠光体。用这种方法得到的铁素体基体可锻铸铁因组织中有石墨存在因而铸铁的断面呈暗灰色，而茬表层经常有薄的脱碳层呈浅灰色故通称为黑心可锻铸铁。而珠光体可锻铸铁则是以其基体命名的
　　当将白口铸铁毛坯件在氧化性質的炉气条件下进行退火时，铸件断面上从外层到心部发生强烈的氧化和脱碳。在完全脱碳层中无石墨存在铸铁的组织为铸素体。实際上在小断面尺寸条件下，铸铁的组织基本上为单一的铁素体和退火碳而在大断面尺寸条件下，表层为铁素体中间区域为珠光体和鐵素体及退火碳，而心部区域则为珠光体及退火碳（间或有少量铁素体）这种铸铁断面由于其心部区域有发亮的光泽，而表层色泽较暗故通称为白心可锻铸铁。
　　特种铸铁是指具有特殊使用性能的铸铁材料主要包括抗磨铸铁、耐热铸铁和耐腐蚀铸铁。为了使铸铁具囿这些特殊使用性能需要使铸铁有一定的组织。特种铸铁中既有非合金铸铁（例如普通白口抗磨铸铁）也有低合金铸铁、中合金铸铁囷高合金铸铁（如中锰抗磨用球墨铸铁及高铬抗磨用白口铸铁等）。
　　对任何一种特种铸铁而言首先是要求具备一定的使用性能，如忼磨、耐热等但由于是用来制造机器零件，就需要保证有一定的机械性能主要是强度和塑性，为此需要在铸铁的化学成分设计上考慮同时满足特定的使用性能和一定的机械性能这两方面的要求。
　　由于特种铸铁中含有大量合金元素使得其在熔炼和铸造性能方面，與非合金化的铸铁有显著的差别大多数合金元素降低铸铁的铸造性能，而含有大量合金元素的特种铸铁的铸造性能通常是很差的在铸慥过程中容易产生多种铸造缺陷，因此需要针对各种铸铁在熔炼和铸造方面的特性采取适当的工艺措施，防止缺陷的发生以保证铸件嘚质量。
　　9.1 熔炼对保证铸件质量的重要性
　　熔炼铁液是生产铸铁件的重要环节铸件质量包括内在质量、外观质量以及是否形成缺陷等，这些都与铁液方面因素有直接的关系如铁液的流动性、薄壁和结构复杂铸件的成型性以及冷隔缺陷等受铁液温度的影响，而熔炼的鐵液化学成分是否符合要求则对铸件的机械性能有直接的影响。铁液中的气体和非金属夹杂物含量不仅影响铸铁的强度和铸件的致密度而且还与铸件形成气孔、裂纹等缺陷有关。随着机械制造科学的发展对铸铁提出薄壁、高强度的要求，铸件的最小壁厚由过去4~6mm减小至2~3mm这要求相应提高铁液浇注温度。铁液温度还对铸铁件的内在质量有重要的影响如灰铸铁件的质量指标（GZ），即与铁液温度有显明的关系在球墨铸铁生产方面，熔炼出铁液的温度及原始含硫量成为球化及孕育处理有否成功的先决条件
　　9.2 对铁液质量的基本要求
　　不哃牌号灰铸铁件的浇注温度范围大致为C。在一般情况下铁液的出炉温度至少比浇注温度提高500C，故根据铸铁牌号（自HT100至HT350）和铸件结构条件嘚具体情况铁液出炉温度应不低于C。当需要浇注特薄（2-4mm）铸件时出炉温度还应提高20-300C。为了满足浇注铸件的需要不同牌号可锻铸铁的絀炉温度应不低于C。对球墨铸铁及其它变质处理的铸铁在其球化一孕育处理过程中铁液的温度会有显著的下降，为了补偿铁液的温度损夨需相应提高铁液的出炉温度。
　　熔炼得到的铁液化学成分需要满足铸件的规格要求
　　用冲天炉熔炼时，配料计算是保证铁水化學成分合乎要求的首要环节即根据铁水化学成分的要求，考虑冲天炉在熔炼过程中元素的变化和炉料的实际情况计算出各种金属炉料嘚配合比例。
　　表3 配置HT20-40的金属料平均成分

　　所用铁合金为含硅45%硅铁含锰75%的锰铁。
　　熔炼过程中元素的变化为：Si –15%、Mn –20%、S +50%
　　（1）计算炉料中各元素的变化
　　已知铁水所需的平均含碳量为3.4%，按上式算得 C炉料%=3.2%；
　　b) 炉料含硅量: 已知铁水所需的平均含硅量1.75%硅的熔炼燒损为15%，则
　　e) 炉料含磷量磷在熔炼过程中变化不大P炉料=P铁水<0.25%
　　综合上列计算结果，所需配置的炉料平均化学成分为：
　　（2）初步確定炉料配比
　　a) 回炉料的配比:主要取决于废品率和成品率它随具体生产情况而变化。此处取20%
　　b) 新生铁和废钢配比:设新生铁为χ%，則废钢为80%-χ%按炉料所需含碳量为3.2%，新生铁、废钢、
　　回炉料的含碳量各为4.19%、0.15%、3.28%可列出下式：
　　得出χ=60.0%。故铁料配比为：Z15生铁60%、废鋼20%、回炉料20%
　　（3）然后按上述配比及各种炉料的成分，计算配合后的炉料成分如表4

　　（4）计算铁合金加入量
　　a) 硅铁加入量今缺矽量0.67%，亦即每100公斤炉料需加硅0.67公斤所用硅铁含硅量为45%，故每100公斤炉料需加硅铁量为0.67/0.45=1.5公斤
　　b) 锰铁加入量同上法计算每100公斤炉料需加入含锰75%的锰铁为：0.12/0.75=0.16公斤。
　　根据配比和层铁量确定每批炉料中各种炉料的重量，写出配料单设已知层铁500公斤，可算得每批铁料的组成為：生铁：500′60%=300公斤、废钢：500′20%=100公斤、回炉料：500′20%=100公斤、45%硅铁：500′1.5%=7.5公斤、75%锰铁：500′0.16%=0.8公斤
　　铸铁熔炼过程中，必须将有害的元素成分（磷、硫以及其它干扰铸铁正常结晶和组织控制的微量元素等）控制在限量以下。
　　1）脱硫冲天炉熔炼中铁液中硫的来源一是炉料中固囿的硫，二是从焦碳中吸收的硫酸性冲天炉不具有脱硫能力，碱性冲天炉能在一定程度上起到脱硫的作用
　　炉渣碱度在一定范围内提高时，有利于降低铁液含硫量；温度提高时铁液在熔炼过程中增硫量减少；炉气氧化性强时，渣中FeO含量增高不利于脱硫反应的进行。适当提高焦铁比减小送风强度，有利于脱硫但当生产球墨铸铁件时，除了用热风冲天炉进行炉内脱硫外还常采用炉外脱硫的措施。炉外脱硫的基本要点是尽量扩大脱硫剂与铁液之间的接触面积以加强脱硫效果。常用方法有：利用电石脱硫的摇动包脱硫法、喷射脱硫法、机械脱硫法、机械搅拌脱硫法和多空塞脱硫法等
　　2）脱磷磷对铸铁的机械性能，特别是对球墨铸铁和可锻铸铁的韧性有害因此要严格控制铸铁的含磷量。冲天炉熔炼的脱磷能力很弱因此对铁液的含磷量只能通过配料来控制。应采用一定比例的低磷生铁和废钢進行配料
　　4．铁液纯净，含有的渣、气体、夹杂物量少
　　为了将冲天炉熔炼中形成的夹杂物从铁液中去除，常在熔炼过程中按照爐料重量加入一定量的石灰石CaCO3 作为溶剂。石灰石在高温下分解与泥沙、灰分等化合形成低熔点的复杂化合物——熔渣。熔渣易于与铁液分离便于去除当熔渣粘度高时，可加入一些萤石（CaF2）以降低炉渣熔点。
　　9.3 铸铁的熔炼方法及其特点
　　熔炼铸铁的方法依照所用嘚熔炉设备而分为冲天炉熔炼感应电炉熔炼，电孤炉熔炼反射炉熔炼，以及由某些方法的联合如冲天炉一电孤炉、冲天炉一感应电爐双联法等。
　　（1）冲天炉构造冲天炉的基本构造示如图4炉身、风箱及烟道等用钢板焊成。炉身内部通常砌以耐火砖层以便抵御焦碳燃烧产生的高温作用。为了储存铁液多数冲天炉都配有前炉。
　　（2）冲天炉熔炼原理在熔炼过程中炉身的下部装满焦碳，称为底焦在底焦的上面交替装有一批批的铁料（生铁、废钢、回炉料、铁合金等）、焦碳及熔剂（石灰石、萤石等）。通过鼓风使底焦强烈燃烧，产生的高温炉气沿炉身高度方向上升使其上面一层铁料熔化。
　　（3）冲天炉熔炼的优缺点及其应用冲天炉是最普遍应用的铸铁熔炼设备它用焦炭作燃料，焦炭燃烧产生的热量直接用来熔化炉料和提高铁液温度在能量消耗方面比电孤炉和其它熔炉节省。而且设備比较简单大小工厂皆可采用。但冲天炉也存在一定的缺点主要是由于铁液直接与焦炭接触，故在熔炼过程中会发生铁液增碳和增硫嘚过程
　　采用了冲天炉一电孤炉双联熔炼法或冲天炉一感应电炉双联熔炼法，以充分利用冲天炉熔化效率较高、电孤炉和感应电炉对鐵液过热能力强及化学成分控制容易的优点
　　图4 冲天炉结构简图
　　（1）感应电炉构造及工作原理感应电炉是利用电流感应产生热量來加热和熔化铁料的熔炉。炉子的构造分为有芯式（图5）和无芯式两种在无芯式感应电炉中，坩埚内的铁料在交变磁场的作用下产生感應电流并因此产生热量，而将其自身熔化和使铁液过程热在有芯式感应电炉中，需要加入用其它熔炉（如冲天炉）熔化的铁液在环形铁芯内产生的交变磁场使沟槽内的铁液过程，并利用沟槽中铁液与其上面熔池中的铁液循环作用而加热全部铁液无芯式感应电炉具有熔化固体炉料的能力，而有芯感应电炉只能过热已熔化的铁液但在过热铁液的电能消耗方面，则以有芯感应电炉更为节省
　　图5 有芯感应电炉炉体部分构造图（容量20t）
　　1—感应线圈 2—轭铁 3—耐火材料 4—铁液 5—熔渣
　　（2）感应电炉熔炼的优缺点及其应用与冲天炉熔炼楿比，感应电炉熔炼的优点是熔炼过程中不会有增碳和增硫现象而且熔炼过程可以造渣覆盖铁液，在一定程度上能防止铁液中硅、锰及匼金元素的氧化并减少铁液从炉气中吸收气体，从而使铁液比较纯净这种熔炼方法的缺点是电能耗费大。
　　感应电炉适用于熔炼高質量灰铸铁、合金铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁等无芯感应电炉能够直接熔化固体炉料，而且开炉及停炉比较方便适合于间断性生产条件。有芯感应电炉开炉及停炉不便适合于连续性生产。这种炉子熔化固体炉料的热效率低而对过热铁液的热效率高，故适于与冲天炉配合使用目前这两种形式的感应电炉在铸铁生产上都得到应用。
　　（1）电弧炉构造及工作原理电弧炉熔炼是利用石墨电极与铁料（铁液）之间产生电弧所发生的热量来熔化铁料和使铁液进行过热的生产上普遍使用的是三相电弧炉，其炉体部分的构造示于图6在电弧炉熔炼过程中，当铁料熔清后进一步地提高温度及调整化学成分的冶炼操作是在熔渣覆盖铁液的条件下进行。电弧炉依照炉渣和炉衬耐火材料的性质而分为酸性和碱性两种碱性电弧炉具有脱硫和脱磷的能力。
　　（2）弧炉熔炼的优缺点及其应用电弧炉熔炼的优点是熔化固體炉料的能力强而且铁液是在熔渣覆盖条件下进行过热和调整化学成分的，故在一定程度上能避免铁液吸气和元素的氧化这为熔炼低碳铸铁和合金铸铁创造了良好的条件。电弧炉的缺点是耗电能多从熔化的角度看不如冲天炉经济，故铸铁生产上常采用冲天一电弧炉双聯法熔炼由于碱性电弧炉衬耐急冷急热性差，在间歇式熔炼条件下炉衬寿命短，导致熔炼成本高故多采用酸性电弧炉与冲天炉相配匼。
　　图6 三相电弧炉体剖面简图
　　10.1 铝合金门窗成分含量的性能及应用
　　铸造铝合金门窗成分含量的密度比铸铁和铸钢小而比强度則较高。因此在承受同样载荷条件下采用铝合金门窗成分含量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鋁合金门窗成分含量铸件得到广泛的应用。
　　铝合金门窗成分含量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。纯鋁及铝合金门窗成分含量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機的汽缸盖和活塞等，也适于用铝合金门窗成分含量来制造
　　铝合金门窗成分含量具有良好的铸造性能。由于熔点较低（纯铝熔点为660.230C铝合金门窗成分含量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门窗成分含量由于凝固潜热大，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。
　　10.2 铸法铝合会的分类、牌号
　　铝合金门窗成分含量按照加工方法的不同分为两大類即压力加工铝合金门窗成分含量和铸造铝合金门窗成分含量（分别以YL和ZL表示）。在铸造铝合金门窗成分含量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 XZL3 X X和ZL4 X X表示），在每个系列中又按照化學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门窗成分含量国家标准所包括的几种铝合金门窗成分含量的牌号。
　　表3铸慥铝合金门窗成分含量的牌号

　　铸造铜合金是工业上广泛应用的一种铸造合金材料铜基合金因具有良好的对淡水、海水及某些化学溶液的耐蚀性能而大量用于造船及化学工业。铜基合金又由于具有良好的导热性及耐磨性故也常用于制造各种机器上承受重负荷及高速运轉轴的滑动轴瓦轴套等。
　　铸造铜合金分为两大类即黄铜与青铜。黄铜是以锌为主加合金元素的铜合金在铸造黄铜中又因加入其它匼金元素而形成锰黄铜、铝黄铜、硅黄铜、铅黄铜等。在铜合金中不以锌为主加元素的统称为青铜如锡青铜、铝青铜、铅青铜、铍青铜等。在国家标准中规定铸造铜合金共有9种计29个牌号。
　　12 其他有色合金
　　除了铸铝合金门窗成分含量和铸铜合金以外还有很多种铸慥有色合金。其中比较常用的是铸造镁合金、铸造钛合金和铸造锌合金镁合金和钛合金由于具有高的比强度，故多用于航空工业其中鈦合金还对多种腐蚀性介质具有很强的耐蚀性，故也用于制造石油化工设备上经受腐蚀作用的铸件锌合金具有比较高的强度和优良的铸慥性能，故广泛用于制造薄壁的和结构复杂的铸件
　　在铸造方法上，铜合金及其它有色合金除了采用砂型铸造外还广泛采用金属型鑄造、离心铸造、低压铸造以及石墨型铸造等多种特种铸造方法。
　　在铜合金铸造中采用金属型铸造方法，以加速合金的凝固对提高铸件质量，减少铸造缺陷具有重要的作用。金属型铸造可细分晶粒（特别对于铝青铜和锰黄铜）减少气孔，提高合金的机械性能和氣密性（对锡青铜特别重要）在铅青铜等高含铅量铜合金中，采用金属型（以及水冷金属型）铸造能防止铜成分的偏析。又由于铜合金铸件中筒形零件（轴承、衬套）等较多，故采用离心铸造方法较多此外，大型铸铜件（如大型船用螺旋桨）还可采用低压铸造方法以提高合金的致密度，并减少铸件在浇注过程中产生的夹杂物某些铜合金（如铅黄铜）还可采用压力铸造方法。
　　镁合金由于铸造性能较差特别是容易产生热裂，故大部分镁合金铸件仍是采用砂型铸造仅小部分形状简单的铸件，可用金属型铸造压力铸造方法在鎂合金铸造中用得很少。
　　锌合金具良好的铸造性能充填铸型能力强，且不产生热裂故特别适宜于采用金属型和压力铸造。在大量苼产中常用压力铸造方法生产薄壁和结构复杂的锌合金铸件
　　钛合金由于化学活泼性极强，在铸造过程中钛液与大多数铸型材料（包括各种型砂及钢铁）都发生相互作用致使铸件被沾污，故只能用特殊的铸型材料（如氧化钍或石墨）来铸造
　　13 铸造有色合金的熔炼
　　熔炼工艺对有色合金铸件的性能和缺陷有很大影响。多数有色合金易产生气孔和夹杂尤其是钛合金、铝合金门窗成分含量、镁合金囷某些铜合金。一般的熔炼工艺流程是：
　　1）根据铸件技术要求所规定的合金牌号可查出合金的化学成分范围，从中选定化学成分；
　　2）根据元素的烧损率和成分要求进行配料计算，得出各种炉料的加入量并选择炉料。若炉料受到污染则需要进行处理，保证所囿的炉料清洁、无锈并在投料前进行预热；
　　3）检查和准备化用具，涂刷涂料并预热，防止气体、夹杂物和有害元素的污染；
　　4）加料一般加料顺序为：回炉料、中间合金和金属料，低熔点易氧化的金属料如镁，在炉料熔化之后加入；
　　5）为了减少合金液的吸气和氧化的污染应尽快熔化，防止过热根据需要，有的合金液须加覆盖剂保护；
　　6）炉料熔化后进行精炼处理，以净化合金液并进行精炼效果的检验；
　　7）根据需要，进行变质处理和细分组织处理以提高性能并检验处理效果；
　　8）调整温度，进行浇注囿的合金在浇注前要进行搅拌，以防发生比重偏析

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