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: 材料成型及限制工程1104班 学院: 机械工程学院 指导老师: 日期:2019年1月 13日 山东理工高校 第 22 页 书目 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 熔炼前打算 冲天炉熔炼操作 炉况推断及常见故障 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 ,形态简洁,壁厚匀称,在15.7-18之间,铸件毛重34.3kg,精度不高,采纳湿砂型铸造。 (三)要求铸铁牌号:RuT420.抗拉强度:σb≥420Mpa 名称 牌号 质量(kg) 出品率(%) 总耗铁量(kg) 产量(件) 上端盖 RuT420 34.3 80 42.9 批量生产 溶化率:冲天炉溶化率为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/T9439-2019 (三)化学成分选择:C:3.5%~3.9%,Si:1.8%~2.6%,Mn:0.5%~0.8%,S:3.6%或Si量较高 HT200以下 HT200以上 可锻铸铁 -(3~8) +(5~10) +(15~35) +(40~50) (五)炉前添加合金元素的回收率: 元素 添加合金 回收率 Mn 锰铁 85~95 Si 硅铁 80~90 (六)炉内熔化元素烧损率: 元素 C Si Mn P S 烧损率(质量分数)(%) +5 -15 -20 不变 +80 (七)配料计算: 元素 C Si Mn P S 原铁液含量(%) 3.33 2.7 0.9 <0.08 <0.07 蠕化剂按0.2%,孕育剂按0.2%~0.8% 第一步,计算炉料中个元素应有量,可用下列公式计算 X炉料=X铁液/1±η 式中 X炉料——炉料中元素含量(%); X铁液——铁液中元素含量(%); η——熔炼过程中元素增减率。 “+”号用于元素增加,“-”号用于元素削减。 ① 炉料中碳元素含量:C炉料%=3.3/(1+5%)=3.14 ② 炉料中硅元素含量:Si%炉料=2.7/(1-15%)=3.18 ③ 炉料中锰元素含量:Mn炉料%=0.9/(1-20%)=1.125 ④ 炉料中磷元素含量:P炉料%=0.07 ⑤ 炉料中硫元素含量:S炉料%=0.06/(1+80%)=0.0333 其次步,初步确定炉料配比并进行计算。 确定回炉料按20%加入,设新生铁的配比为x%,则废钢的配比为100%-20%-x%。设炉料所需含碳量为w%,而新生铁、废钢、回炉料含碳量分别为a%,b%,c%,可按下式计算出新生铁的配比:ax+b(100-20-x)+c20=100w 由①知w=3.14、由表格知a=4.13、b=0.35、c=3.4 代入公式得4.13x+0.35(100-20-x)+3.4×20=3.14×100 x=218÷﹙4.13-0.35)=57.7 废钢的配比:100-57.7-20=22.3 第三步,确定配比并计算铁合金的补加量。硅铁、锰铁的补加量可按下式计算 铁合金配比=(炉料应有合金含量-炉料中所含合金含量)/[铁合金中合金含量×﹙1-合金烧损率﹚] 式中炉料应有合金含量=(铁液要求合金量-炉前加入合金量)/(1-合金烧损率) 炉前加入合金量=炉前加入铁合金×铁合金中合金含量×回收率 炉料应有锰元素含量=0.9/(1-20%)=1.125 炉料中所含有锰元素量=20%×0.4+0.577×0.74+0.223×0.6=0.64 锰铁配比=(1.125-0.64)÷[﹙1-0.2﹚×0.8]=0.76 炉前加入硅铁量=0.8%×0.85×0.75=0.51 炉料应有硅元素含量=(2.7-0.51)÷﹙1-0.15﹚=2.58 炉料中所含硅元素量=0.2×0.24+0.577×0.018+0.223×0.003=0.016 硅铁配比=(2.57-0.016)÷﹙0.75×0.85﹚=4.0 由此定出RuT420配料的成分单如下: 炉料 配比 C Si Mn P S 含量 数量 含量 数量 含量 数量 含量 数量 含量 数量 本溪生铁 57.7 4.13 2.38