生產鑄造高強度高韌性鑄鐵工作臺，掌握三項控制要素？
2018年07月11日
新聞詳情
鑄造(zao)高強(qiang)度高韌性鑄鐵工作臺(tai)，在滿足 殊性能要求的(de)(de)基礎(chu)上，減少(shao)了(le)熱(re)處理(li)環節，節約了(le)中間運輸成本，縮短了(le)供貨周期(qi)，是(shi)企業在制(zhi)造(zao)過(guo)程中，努力(li)追求的(de)(de)方向， 別(bie)是(shi)當前市場競爭(zheng)(zheng)激(ji)烈日趨熱(re)化的(de)(de)環境下(xia)，可以youxiao減低企業生(sheng)產(chan)成本，提高產(chan)品競爭(zheng)(zheng)力(li)。
通(tong)常強(qiang)(qiang)度與(yu)(yu)塑性之(zhi)間始終存在矛盾，而隨著對(dui)合金(jin)強(qiang)(qiang)化(hua)基(ji)體組(zu)織(zhi)認識的(de)加深(shen)，對(dui)于(yu)金(jin)屬材料性能 殊要求(qiu)的(de)不斷提高，要求(qiu)球墨鑄(zhu)鐵強(qiang)(qiang)度達到600MP以(yi)上，同時(shi)要求(qiu)其(qi)具有(you)很好的(de)強(qiang)(qiang)韌(ren)性延(yan)伸率(lv)10以(yi)上，通(tong)過熱(re)處理很難同時(shi)保證強(qiang)(qiang)度與(yu)(yu)韌(ren)性要求(qiu)，通(tong)過控制影(ying)響顯微組(zu)織(zhi)的(de)因素（化(hua)學成分，合金(jin)化(hua)，熔煉質量，球化(hua)孕育處理、壁厚條件、冷卻(que)速度等(deng)），可以(yi)滿足(zu)鑄(zhu)態高強(qiang)(qiang)度，高韌(ren)性要求(qiu)，現簡單介紹其(qi)控制方法(fa)：
2 化(hua)學成分的選擇
2.1 碳(tan)cujin鎂的(de)(de)(de)吸收，gaishan球化、提(ti)(ti)高(gao)石墨(mo)球的(de)(de)(de)圓整度；提(ti)(ti)高(gao)鐵液的(de)(de)(de)流動性，減(jian)(jian)少(shao)鑄(zhu)(zhu)鐵工作臺鑄(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)疏松缺(que)陷和(he)縮凹傾向(xiang)；能夠cujin石墨(mo)化，減(jian)(jian)小白(bai)口(kou)傾向(xiang)。但(dan)是，過(guo)高(gao)的(de)(de)(de)碳(tan)又(you)容易產生石墨(mo)漂浮，使鑄(zhu)(zhu)件(jian)綜合性能降低。因(yin)此(ci)將(jiang)碳(tan)控制(zhi)為3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨(mo)化元素，在(zai)球墨(mo)鑄鐵(tie)生(sheng)產中由(you)于硅的(de)孕育作用(yong)，使珠光(guang)體和鐵(tie)素體的(de)比例(li)改變：Si控(kong)制在(zai)2.0~2.5有利(li)于珠光(guang)體組織的(de)生(sheng)成，而為了在(zai)保證強(qiang)度(du)達到(dao)600MP的(de)基礎上，延伸率達到(dao)10，適當提高孕育效果，保證一(yi)定比例(li)的(de)鐵(tie)素體組織，將硅控(kong)制在(zai)2.5~2.8。
2.3 錳使(shi)穩(wen)定珠光體元素，可以提高強度和(he)硬度，降低塑性(xing)和(he)韌性(xing)；但錳易(yi)產生偏析(xi)，錳量(liang)過多，易(yi)在共晶團邊界形成化合物，降低鑄件的力(li)學(xue)性(xing)能，對厚(hou)大鑄件 為嚴(yan)重(zhong)。
一般不(bu)采用錳(meng)作為鑄態形成珠光體(ti)的(de)元素，將錳(meng)控制為<0.5。
2.4 硫(liu)(liu)與鎂、稀土(tu)親和力很強(qiang)，消耗(hao)鐵(tie)液(ye)中(zhong)的(de)球(qiu)(qiu)化(hua)元(yuan)素(su)，形成(cheng)MgS、RES渣，降低(di)球(qiu)(qiu)化(hua)率；硫(liu)(liu)越高、消耗(hao)球(qiu)(qiu)化(hua)劑越多、因(yin)此鐵(tie)液(ye)含硫(liu)(liu)量(liang)(liang)高是造成(cheng)球(qiu)(qiu)化(hua)元(yuan)素(su)殘留(liu)量(liang)(liang)少(shao)而導致(zhi)球(qiu)(qiu)化(hua)不良的(de)主要原(yuan)因(yin)；另外，含硫(liu)(liu)量(liang)(liang)高還容易產生夾渣、皮下氣孔等缺(que)陷。故(gu)S<0.03 。
2.5 磷 磷在球鐵(tie)中溶解度很低，當磷超過某一含量時(shi)，易偏析于共晶團邊(bian)界(jie)形(xing)成磷共晶，降低鑄(zhu)件的塑(su)性、韌性和強度，并且使鑄(zhu)件產生冷裂(lie)。因此P <0.05 。
2.6 鎂(mei)(mei)(mei)和(he)稀土 鐵(tie)液(ye)中有一(yi)定(ding)的(de)(de)鎂(mei)(mei)(mei)和(he)稀土元素(su)的(de)(de)殘(can)留量才能保證(zheng)石墨(mo)成球(qiu)(qiu)。在稀土鎂(mei)(mei)(mei)球(qiu)(qiu)鐵(tie)中，鎂(mei)(mei)(mei)起主要球(qiu)(qiu)化作(zuo)用，稀土起輔助球(qiu)(qiu)化作(zuo)用，并起到凈化鐵(tie)液(ye)、抗(kang)球(qiu)(qiu)化干擾元素(su)的(de)(de)作(zuo)用。將它們(men)控制在如下(xia)范圍：Mg殘(can)0.030~0.05、RE殘(can)0.030~0.05。
2.7銅(tong)+錫 銅(tong)在(zai)共晶轉變(bian)時，cujin石墨化(hua)，減少(shao)或xiaochu游離(li)滲碳體(ti)(ti)的形(xing)(xing)成；在(zai)共析轉變(bian)時，cujin珠光體(ti)(ti)的形(xing)(xing)成，可減少(shao)或完全控制鐵素(su)體(ti)(ti)的形(xing)(xing)成；對基體(ti)(ti)固溶強化(hua)。是鑄(zhu)態高強度高韌(ren)性球墨鑄(zhu)鐵生產中，理想的合(he)金(jin)(jin)元素(su)。而銅(tong)量小于(yu)0.4時，對于(yu)大(da)量增加珠光體(ti)(ti)數量沒(mei)有明顯影響，對于(yu)薄(bo)壁(bi)鑄(zhu)件(jian)采(cai)用銅(tong)作為合(he)金(jin)(jin)元素(su)保證強韌(ren)性要求是為理想的選(xuan)擇，根據(ju)壁(bi)厚條件(jian)，控制Cu的范圍為0.20~0.50；
3 鐵液的熔煉
鑄鐵工作臺（鑄鐵平臺）鐵液采用中沖天爐熔煉工藝，使用盡可能純凈的生鐵：P、S、干擾球化元素及各類合金元素要盡可能低；回爐鐵一般為同材質的澆冒口、廢品或加工的鐵屑，便于合金回用降低成本，也有利于鐵水成分控制；廢鋼應盡可能選用單一種類、干凈，無砂、銹等雜物的廢鋼；合金銅、錫是產品性能是否能達到要求的關鍵，在不利用 殊專用球化劑、孕育劑的情況下，如何確保合金在鐵水中均勻，是產品質量和性能穩定的基礎，考慮到兩種合金在熔煉過程中不燒損，在熔煉前期以合金形式加入到爐底熔煉，可以確保合金在整爐鐵水中大限度的濃度均勻；原鐵水化學成分控制原則上CE適中，C 高，Si低，Mn，P，S低，干擾元素Ti低的前提下，爐料配比使C：3.6~3.8，Si：1.1~1.5。
4 球化(hua)及孕育處理
4.1 球(qiu)(qiu)化劑(ji)的(de)(de)(de)選用(yong) 球(qiu)(qiu)化劑(ji)的(de)(de)(de)選用(yong)與(yu)(yu)鐵液質(zhi)量(liang)有關(guan)：原鐵液中含(han)硫量(liang)不(bu)(bu)(bu)同(tong)，選用(yong)含(han)稀土(tu)量(liang)不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑(ji)，即使利(li)用(yong)電爐熔煉，如果(guo)使用(yong)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)鐵中含(han)硫及其它(ta)雜質(zhi)元素多，原鐵水含(han)S＞0.03，則(ze)選用(yong)FeSiMg8RE7的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑(ji)；S＜0.03時，則(ze)選用(yong)低(di)稀土(tu)的(de)(de)(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)化劑(ji)。 球(qiu)(qiu)化劑(ji)質(zhi)量(liang)不(bu)(bu)(bu)僅與(yu)(yu)化學成(cheng)分(fen)有關(guan)，而(er)且(qie)與(yu)(yu)粒度(du)也有一(yi)定的(de)(de)(de)關(guan)系，生(sheng)(sheng)產實踐過程(cheng)中，粒度(du)過大，不(bu)(bu)(bu)易快(kuai)速溶解，使反應熔化時間(jian)長，導致球(qiu)(qiu)化劑(ji)上(shang)浮(fu)至鐵液表面燒損，鎂的(de)(de)(de)吸收率下降，影響球(qiu)(qiu)化效果(guo)；同(tong)時，球(qiu)(qiu)化劑(ji)粒度(du)過小， 別是呈粉末(mo)狀的(de)(de)(de)比(bi)例要(yao)嚴格控(kong)制，因為鐵水溫(wen)度(du)高，容易直接(jie)燒損，溫(wen)度(du)低(di)則(ze)，直接(jie)氧化。生(sheng)(sheng)產過程(cheng)中球(qiu)(qiu)化劑(ji)粒度(du)主要(yao)還是取決于球(qiu)(qiu)化包(bao)的(de)(de)(de)大小和球(qiu)(qiu)化溫(wen)度(du)：生(sheng)(sheng)產過程(cheng)中使用(yong)300Kg球(qiu)(qiu)化包(bao)，球(qiu)(qiu)化處理溫(wen)度(du)15100C~15400 C，因此(ci)球(qiu)(qiu)化劑(ji)粒度(du)選用(yong)5~30 mm，超標(biao)粒度(du)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)化劑(ji)應小于5。
4.2 鑄(zhu)鐵工(gong)作臺(tai)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處理 孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑選(xuan)用(yong)常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)75FeSi，為(wei)(wei)提(ti)(ti)(ti)高(gao)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效果，并合理控制終硅量根據生產條件，采(cai)用(yong)二(er)次孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處理方式：采(cai)用(yong)沖入(ru)法球(qiu)化(hua)時(shi)(shi)在(zai)球(qiu)化(hua)劑表面加(jia)(jia)入(ru)0.4的(de)(de)(de)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑，孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑粒度(du)3~8 mm，待(dai)沖入(ru)鐵液進(jin)行球(qiu)化(hua)處理時(shi)(shi)，同(tong)時(shi)(shi)發(fa)生孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)作用(yong)，在(zai)澆注(zhu)前將鐵水(shui)從(cong)球(qiu)化(hua)包轉入(ru)澆注(zhu)包時(shi)(shi)在(zai)鐵水(shui)表面加(jia)(jia)入(ru)0.2~0.3的(de)(de)(de)粒度(du)為(wei)(wei)1~3mm的(de)(de)(de)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑作為(wei)(wei)二(er)次孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)，可以youxiao防止孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)衰退提(ti)(ti)(ti)高(gao)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效果。 由(you)于(yu)鑄(zhu)態高(gao)強(qiang)度(du)高(gao)韌性灰口鑄(zhu)鐵件的(de)(de)(de)性能主要由(you)合金化(hua)后的(de)(de)(de)微觀基體組(zu)織保證(zheng)，而珠光體數量以及鐵素體基體強(qiang)度(du)主要依靠合金銅、錫(xi)的(de)(de)(de)作用(yong)體現，適當加(jia)(jia)強(qiang)孕(yun)(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效果，有(you)利于(yu)鑄(zhu)件在(zai)保證(zheng)抗拉強(qiang)度(du)達到(dao)600MP的(de)(de)(de)前提(ti)(ti)(ti)下，有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)(de)(de)韌性，延伸率＞10，并能youxiaoxiaochu碳化(hua)物，有(you)利于(yu)鐵水(shui)補縮(suo)，減小鐵水(shui)收縮(suo)傾(qing)向，防止鑄(zhu)鐵工(gong)作臺(tai)（鑄(zhu)鐵平臺(tai)）鑄(zhu)件產生疏松。
我國的(de)鑄(zhu)造產(chan)業正在朝著一個新的(de)攻堅時期發(fa)展。這不(bu)僅是鑄(zhu)造鑄(zhu)鐵工作(zuo)臺發(fa)展的(de)新開端， 是鑄(zhu)造產(chan)業由(you)量到質的(de)轉變新階段。創新是推動鑄(zhu)造產(chan)品發(fa)展的(de)重(zhong)要推動力，不(bu)容忽視(shi)。
