一、概述

　　鑄造是機(jī)械制造工業(yè)毛坯和零件的主要供應(yīng)者，鑄件在機(jī)械產(chǎn)品中所占的比例大，在一般機(jī)器中占總質(zhì)量的 40% ~ 80%, 而制造的成本只占機(jī)器總成本的 25% ~ 30%。成本低廉的原因是1.可大量利用廢、舊金屬材料 2.有一定的尺寸精度 , 節(jié)約加工工時(shí)和金屬材料。因此鑄造產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。

　　鑄造企業(yè)大致分為鑄鋼(鑄造碳鋼、鑄造低合金鋼、鑄造特種鋼)、鑄鐵(灰鑄鐵、白口鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵)、鑄鋁(鋁硅合金、鋁鎂合金、鋁銅合金、鋁鋅合金)、鑄銅(黃銅、紫銅、白銅、青銅)。廣泛用于汽車、船舶、冶金、航空、鐵路、飛機(jī)、造紙、醫(yī)藥、建筑等行業(yè)，每種鑄件在使用中有相應(yīng)的牌號(hào)和元素的含量要求，鑄造企業(yè)對(duì)生產(chǎn)的鑄件的材質(zhì)檢驗(yàn)是確定鑄件用途的主要依據(jù)。

　　二、 確定分析目標(biāo)

　　1.鑄造企業(yè)的產(chǎn)品及用途

　　1)鑄鋼企業(yè)產(chǎn)品及用途：

　　(1)碳鋼。是碳含量小于0.5%的普通鋼，含碳小于0.2%的為鑄造低碳鋼，含碳0.2%～0.5%的為中碳鋼，含碳大于0.5%的為高碳鋼，隨著碳元素含量的增加，鋼的質(zhì)地會(huì)變硬。在重型機(jī)械中用于制造承受大負(fù)荷的零件，如軋鋼機(jī)機(jī)架、水壓機(jī)底座等;在鐵路車輛上用于制造受力大又承受沖擊的零件如搖枕、側(cè)架、車輪和車鉤等。

　　(2)低合金鋼。含有錳 、鉻、銅等合金元素的鑄鋼。合金元素總量一般小于5%，具有較大的沖擊韌性，并能通過熱處理獲得更好的機(jī)械性能。鑄造低合金鋼比碳鋼具有較優(yōu)的使用性能，能減小零件質(zhì)量，提高使用壽命。

　　(3)特種鋼。為適應(yīng)特殊需要而煉制的合金鑄鋼，品種繁多，通常含有一種或多種的高量合金元素，以獲得某種特殊性能。例如 ，含錳11%～14%的高錳鋼能耐沖擊磨損，多用于礦山機(jī)械、工程機(jī)械的耐磨零件;以鉻或鉻鎳為主要合金元素的各種不銹鋼，用于在有腐蝕或650℃以上高溫條件下工作的零件，如化工用閥體、泵、容器或大容量電站的汽輪機(jī)殼體等。

　　(4)不銹鋼按成分可分為Cr系(400系列)、Cr-Ni系(300系列)、Cr-Mn-Ni(200系列)、耐熱鉻合金鋼(500系列)及析出硬化系(600系列)。

　　2)鑄鐵企業(yè)產(chǎn)品及用途

　　(1)灰口鑄鐵。含碳量較高(2.7%～4.0%)，碳主要以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰色，簡(jiǎn)稱灰鐵。熔點(diǎn)低(1145～1250℃)，凝固時(shí)收縮量小，抗壓強(qiáng)度和硬度接近碳素鋼，減震性好。用于制造機(jī)床床身、汽缸、箱體等結(jié)構(gòu)件。

　　(2)白口鑄鐵。碳、硅含量較低，碳主要以滲碳體形態(tài)存在，斷口呈銀白色。凝固時(shí)收縮大，易產(chǎn)生縮孔、裂紋。硬度高，脆性大，不能承受沖擊載荷。多用作可鍛鑄鐵的坯件和制作耐磨損的零部件。

　　(3)可鍛鑄鐵。由白口鑄鐵退火處理后獲得，石墨呈團(tuán)絮狀分布，簡(jiǎn)稱韌鐵。其組織性能均勻，耐磨損，有良好的塑性和韌性。用于制造形狀復(fù)雜、能承受強(qiáng)動(dòng)載荷的零件。

　　(4)球墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀，簡(jiǎn)稱球鐵。比普通灰口鑄鐵有較高強(qiáng)度、較好韌性和塑性。用于制造內(nèi)燃機(jī)、汽車零部件及農(nóng)機(jī)具等。

　　(5)合金鑄鐵。普通鑄鐵加入適量合金元素(如硅、錳、磷、鎳、鉻、鉬、銅、鋁、硼、釩、錫等)獲得。合金元素使鑄鐵的基體組織發(fā)生變化，從而具有相應(yīng)的耐熱、耐磨、耐蝕、耐低溫或無磁等特性。用于制造礦山、化工機(jī)械和儀器、儀表等的零部件。

　　3)鑄銅企業(yè)產(chǎn)品及用途：

　　(1)白銅：以鎳為主要添加元素的銅合金。銅鎳二元合金稱普通白銅;加有錳﹑鐵﹑鋅﹑鋁等元素的白銅合金稱復(fù)雜白銅。工業(yè)用白銅分為結(jié)構(gòu)白銅和電工白銅兩大類。結(jié)構(gòu)白銅的特點(diǎn)是機(jī)械性能和耐蝕性好，色澤美觀。這種白銅廣泛用於制造精密機(jī)械﹑眼鏡配件、化工機(jī)械和船舶構(gòu)件。電工白銅一般有良好的熱電性能。錳銅﹑康銅﹑考銅是含錳量不同的錳白銅﹐是制造精密電工儀器﹑變阻器﹑精密電阻﹑應(yīng)變片﹑熱電偶等用的材料。

　　(2)黃銅：以鋅作主要添加元素的銅合金﹐具有美觀的黃色，統(tǒng)稱黃銅。銅鋅二元合金稱普通黃銅或稱簡(jiǎn)單黃銅。三元以上的黃銅稱特殊黃銅或稱復(fù)雜黃銅。含鋅低於36%的黃銅合金由固溶體組成，具有良好的冷加工性能，如含鋅30%的黃銅常用來制作彈殼，俗稱彈殼黃銅或七三黃銅。含鋅在36～42%之間的黃銅合金由和固溶體組成，其中最常用的是含鋅40%的六四黃銅。為了改善普通黃銅的性能，常添加其他元素，如鋁﹑鎳﹑錳﹑錫﹑硅﹑鉛等。鋁能提高黃銅的強(qiáng)度﹑硬度和耐蝕性﹐但使塑性降低，適合作海輪冷凝管及其他耐蝕零件。錫能提高黃銅的強(qiáng)度和對(duì)海水的耐腐性﹐故稱海軍黃銅，用作船舶熱工設(shè)備和螺旋槳等。鉛能改善黃銅的切削性能;這種易切削黃銅常用作鐘表零件。黃銅鑄件常用來制作閥門和管道配件等。 船舶常用的消防栓防爆月牙扳手，就是黃銅加鋁鑄造而成。

　　(3)紫銅：高品質(zhì)紅銅純度高，組織細(xì)密，含氧量極低。無氣孔、沙眼、疏松，導(dǎo)電性能極佳，適合電蝕刻模具，經(jīng)熱處理工藝，電極無方向性，適合精打，細(xì)打。 參考參數(shù)：Cu≥99.95%。

　　(4)青銅：青銅原指銅錫合金，后除黃銅﹑白銅以外的銅合金均稱青銅，并常在青銅名字前冠以第一主要添加元素的名。錫青銅的鑄造性能﹑減摩性能好和機(jī)械性能好，適合於制造軸承﹑蝸輪﹑齒輪等。鉛青銅銅合金消防栓扳手是現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)和磨床廣泛使用的軸承材料。

　　(5)鋁青銅強(qiáng)度高，耐磨性和耐蝕性好，用於鑄造高載荷的齒輪﹑軸套﹑船用螺旋槳等。

　　(6)磷青銅的彈性極限高，導(dǎo)電性好，適於制造精密彈簧和電接觸元件，

　　(7)鈹青銅還用來制造煤礦﹑油庫(kù)等使用的無火花工具。

　　(8)鈹銅是一種過飽和固溶體銅基合金，是機(jī)械性能，物理性能，化學(xué)性能及抗蝕性能良好;粉末冶金制作針對(duì)鎢鋼，高碳鋼、耐高溫超硬合金制作的模具需電蝕時(shí)，因普通電極損耗大，速度慢，鎢銅是比較理想材料。

　　4)鑄鋁企業(yè)

　　(1)鋁硅合金，也叫“硅鋁明”或“矽鋁明”。有良好鑄造性能和耐磨性能，熱脹系數(shù)小，在鑄造鋁合金中品種最多，用量最大的合金，含硅量在10%～25%。有時(shí)添加0.2%～0.6%鎂的硅鋁合金，廣泛用于結(jié)構(gòu)件，如殼體、缸體、箱體和框架等。有時(shí)添加適量的銅和鎂，能提高合金的力學(xué)性能和耐熱性。此類合金廣泛用于制造活塞等部件。

　　(2)鋁銅合金，含銅4.5%～5.3%合金強(qiáng)化效果最佳，適當(dāng)加入錳和鈦能顯著提高室溫、高溫強(qiáng)度和鑄造性能。主要用于制作承受大的動(dòng)、靜載荷和形狀不復(fù)雜的砂型鑄件。

　　(3)鋁鎂合金，密度最小(2.55g/cm3)，強(qiáng)度最高(355MPa左右)的鑄造鋁合金，含鎂12%，強(qiáng)化效果最佳。合金在大氣和海水中的抗腐蝕性能好，室溫下有良好的綜合力學(xué)性能和可切削性，可用于作雷達(dá)底座、飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣、螺旋槳、起落架等零件，也可作裝飾材料。

　　(4)鋁鋅合金，為改善性能常加入硅、鎂元素，常稱為“鋅硅鋁明”。在鑄造條件下，該合金有淬火作用，即“自行淬火”。不經(jīng)熱處理就可使用，以變質(zhì)熱處理后，鑄件有較高的強(qiáng)度。經(jīng)穩(wěn)定化處理后，尺寸穩(wěn)定，常用于制作模型、型板及設(shè)備支架等。鑄造鋁合金具有與變形鋁合金相同的合金體系，具有與變形鋁合金相同的強(qiáng)化機(jī)理﹙除應(yīng)變強(qiáng)化外﹚，他們主要的差別在于：鑄造鋁合金中合金化元素硅的最大含量超過多數(shù)變形鋁合金中的硅含量。鑄造鋁合金除含有強(qiáng)化元素之外，還必須含有足夠量的共晶型元素﹙通常是硅﹚，以使合金有相當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性，易與填充鑄造時(shí)鑄件的收縮縫。目前基本的合金只有以下6類;① AI-Cu合金, ② AI-Cu-Si合金 ③ AI-Si合金 ，④ AI-Mg合金 ， ⑤AI-Zn-Mg合金 ，⑥ AI-Sn合金。

　　含硅量在10%～25%。有時(shí)添加0.2%～0.6%鎂的硅鋁合金

　　2.鑄造企業(yè)產(chǎn)品種類及分析目標(biāo)：

　　1)鑄鋼企業(yè) 鑄鋼企業(yè)鑄件要求分析項(xiàng)目：

　　鑄鋼企業(yè)鑄造要確定鑄鋼種類對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分分析

　　碳鋼分為一般有15#鋼~45#鋼，一般只要求分析碳鋼中碳、硫、錳、磷、硅元素，低合金鋼除了對(duì)上述五元素分析外還有鉻、鎳、鉬、銅;特種鋼主要有碳、硫、錳、磷、硅、鉻、鎳、鉬、銅、鈦、鎢等元素。

　　2)鑄鐵企業(yè) 鑄鐵企業(yè)鑄件要求分析項(xiàng)目：

　　鑄鐵企業(yè)鑄造要確定鑄鐵種類對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分分析

　　灰口鐵、白口鐵、可鍛鑄鐵一般只要求分析碳、硫、錳、磷、硅元素;球墨鑄鐵除了對(duì)上述五元素分析外還有稀土總量和鎂元素測(cè)定;合金鑄鐵主要有碳、硫、錳、磷、硅、鉻、鎳、鉬等元素。

　　灰口鐵、白口鐵等普通生鐵也是對(duì)錳、碳、硫、磷、硅五個(gè)元素的分析，合金類如高鉻鑄鐵、球墨鑄鐵等一些合金鑄鐵除了檢測(cè)五個(gè)元素外還有鉻、鎳、鉬其他元素及球化率檢測(cè)。

　　3)鑄銅企業(yè) 鑄銅企業(yè)鑄件要求分析項(xiàng)目：

　　鑄銅企業(yè)鑄造要確定種類對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分分析

　　銅合金分為很多種類，一般檢測(cè)元素是根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行選擇性檢驗(yàn)，如黃銅牌號(hào)59黃銅、69黃銅對(duì)銅含量的分析;紫銅的雜質(zhì)元素分析;磷青銅、錫青銅的磷、錫元素的分析等等。對(duì)于銅合金企業(yè)檢測(cè)產(chǎn)品分為爐前控制和爐后分析。

　　4)鑄鋁企業(yè) 鑄鋁企業(yè)鑄造要確定種類對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分分析

　　鋁合金生產(chǎn)企業(yè)一般鋁合金常規(guī)元素有硅、鐵、銅、錳、鎂、鈦，其他元素根據(jù)企業(yè)所生產(chǎn)產(chǎn)品要求選擇性檢測(cè),鋁合金鑄造企業(yè)分析元素采用化學(xué)分析因樣品溶解時(shí)間較長(zhǎng)，不能分析爐前快速分析產(chǎn)品控制的，只能采用光譜分析儀對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行快速檢驗(yàn)，而化學(xué)分析只能分析成品。