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冶金技術消息之改善球墨鑄鐵件低溫沖擊韌性的措施

2017-07-05 08:38 [冶煉] 來源于:冶金信息網
導讀:中冶有色技術網今日(7月5日)特別搜集了冶金技術消息,冶金技術消息之改善球墨鑄鐵件低溫沖擊韌性的措施,涵蓋了技術交流,技術工藝等,僅供大家參考及學習。...

中冶有色技術網今日(7月5日)特別搜集了冶金技術消息,冶金技術消息之改善球墨鑄鐵件低溫沖擊韌性的措施,涵蓋了技術交流,技術工藝等,僅供大家參考及學習。

 

用在北方寒冷地區的球墨鑄鐵件要求有足夠好的低溫沖擊韌性。比如,用在寒冷地區的風力發電機的鑄件,要求在-40℃下運轉20年至30年不損壞,所用的球墨鑄鐵件必須符合耐低溫高韌性球墨鑄鐵件標準。還有用在寒冷地區的鐵路及地鐵配件,起重設備及其配件等等,也有這方面的需求。武漢職業技術學院機電學院分析總結了影響球墨鑄鐵件低溫沖擊韌性的各種因素,提出了改善其低溫沖擊韌性的措施。

 

他們認為,控制珠光體含量,確保基體組織中的鐵素體量達到90%以上,是改善球墨鑄鐵件低溫沖擊韌性的關鍵所在。由于鐵素體的塑性和韌性相對其它組織的基體要好,所以低溫耐沖擊球墨鑄鐵都是采用全鐵素體基體的牌號。為了保證實現所需的鐵素體組織,可以采取以下措施:

 

一、熔煉球墨鑄鐵時控制化學成分

 

試驗表明,球墨鑄鐵中Si的含量對其韌性影響很大。當ω(Si)為0.8時,室溫的沖擊功較低,但-20℃時的沖擊功最高;而ω(Si)為1.8%時,-40℃時的沖擊功最高;ω(Si)為2.1%時,常溫的沖擊功最高。P以及P與Si的配比對低溫韌性的影響也很大。當ω(Si)為2.6%,ω(P)從0.02%提高到0.05%時,-40℃時的沖擊功從120J降至10J左右。錳是促進珠光體形成的元素,而且呈正偏析,導致球墨鑄鐵最后凝固部位鐵素體量減少,故應限制。武漢職業技術學院的研究小組建議:ω(C)=3.5~3.8,一般取中值,厚壁取下限;ω(Si)=1.8%~2.2%;ω(Mn)<0.2;ω(P)越低越好。控制Cr,V,Sn,Ti,W,Mo等促進珠光體形成元素的含量,越低越好。這些元素多從廢鋼中來,故對廢鋼應嚴加管理。

 

二、選用合適的球化劑和孕育劑

 

球化劑宜選用Mg6RE2中鎂低稀土球化劑。若原鐵液硅高,可選用不含Si的球化劑,如國外多用Ni-Mg。球化劑的MgO/Mg≤0.1,以免出現夾雜物降低沖擊韌性。

 

孕育劑,以采用含Ba硅鐵為宜。雖然加Bi,Sb可增加球數,提高球墨鑄鐵塑性,但長時間回爐料的累積,會增加干擾元素(如Al,Ti,Pb,As,Sn,Zr,Te,Bi,B等)的總量。

 

三、工藝的優化

 

球化處理溫度控制在1450℃左右為宜,采用二次沖入法,先出鉄液三分之二,球化后再沖三分之一。

 

澆注溫度以1350℃左右為宜。鑄件保持鑄形直到500℃以下開箱。

 

經過試驗,確定能得到最佳的低溫沖擊性能的熱處理工藝為:升溫至880℃保溫2.5h,爐冷至720℃,再保溫3.5h,最后爐冷至600℃出爐。用帶V形缺口的單鑄試塊進行測試,所獲材料在-40℃時的沖擊韌度指標達22.17J/cm2;其常溫抗拉強度為372.8MPa,屈服強度為250.2MPa,伸長率為25%。

 

經風機鑄件葉輪轂的實踐證明,采取上述措施后,球墨鑄鐵件低溫沖擊韌度不足的情況有很大改善。金相組織:球化率為90%~92%,球數108~130個/mm2,鐵素體量接近100%。力學性能:常溫抗拉強度為375~390MPa,屈服強度為240~260MPa;-20℃沖擊韌度平均17.2J/cm2,最低16.2J/cm2,-40℃沖擊韌度平均13.0J/cm2,最低11.2J/cm2。均達到或超過歐洲標準的要求。

 

(編輯:wlgc0812)

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