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(zhu)造高強度高韌(ren)性鑄(zhu)鐵工作臺，在滿足 殊性能要(yao)求的(de)基(ji)礎上，減少了(le)熱處理環節(jie)，節(jie)約了(le)中間運(yun)輸成本(ben)，縮短了(le)供貨周期，是企業(ye)在制(zhi)造過程(cheng)中，努力(li)追(zhui)求的(de)方向(xiang)， 別是當前(qian)市場競(jing)爭激烈日趨熱化的(de)環境下，可以youxiao減低企業(ye)生產(chan)成本(ben)，提高產(chan)品競(jing)爭力(li)。
通(tong)常強度(du)與塑性(xing)(xing)之間始終存在矛盾，而隨著對合(he)金強化(hua)基體組織認識的(de)(de)加深，對于(yu)金屬材(cai)料(liao)性(xing)(xing)能 殊(shu)要(yao)求(qiu)的(de)(de)不斷提高，要(yao)求(qiu)球墨鑄鐵強度(du)達(da)到(dao)600MP以(yi)上(shang)，同(tong)時要(yao)求(qiu)其(qi)具有很(hen)好的(de)(de)強韌性(xing)(xing)延伸率10以(yi)上(shang)，通(tong)過熱處(chu)理(li)很(hen)難同(tong)時保證強度(du)與韌性(xing)(xing)要(yao)求(qiu)，通(tong)過控制影(ying)響顯微(wei)組織的(de)(de)因(yin)素（化(hua)學成分，合(he)金化(hua)，熔煉質量(liang)，球化(hua)孕育處(chu)理(li)、壁厚(hou)條件、冷卻速度(du)等），可以(yi)滿足鑄態高強度(du)，高韌性(xing)(xing)要(yao)求(qiu)，現簡單介(jie)紹其(qi)控制方(fang)法：
2 化學成(cheng)分的選擇
2.1 碳(tan)cujin鎂的(de)吸收，gaishan球(qiu)化(hua)、提高(gao)石墨球(qiu)的(de)圓(yuan)整度；提高(gao)鐵(tie)液的(de)流動性，減少鑄鐵(tie)工作臺鑄件的(de)疏松缺陷(xian)和縮凹傾向(xiang)；能夠cujin石墨化(hua)，減小白口傾向(xiang)。但是，過高(gao)的(de)碳(tan)又容易(yi)產生石墨漂浮，使鑄件綜合性能降低。因此將碳(tan)控制為(wei)3.5~3.7。
2.2硅 cujin石墨化元素，在球墨鑄(zhu)鐵(tie)生產中由(you)于硅的孕(yun)(yun)育作用，使珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)和鐵(tie)素體(ti)(ti)的比例(li)改變：Si控制在2.0~2.5有利于珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)組織的生成，而為了(le)在保證(zheng)強(qiang)度達到(dao)600MP的基礎上，延伸率達到(dao)10，適當提高孕(yun)(yun)育效(xiao)果，保證(zheng)一定比例(li)的鐵(tie)素體(ti)(ti)組織，將硅控制在2.5~2.8。
2.3 錳使穩定珠光體元素，可以(yi)提高強(qiang)度和(he)硬度，降低塑性(xing)和(he)韌性(xing)；但錳易產生偏析，錳量(liang)過多(duo)，易在共(gong)晶團邊界形成化(hua)合物(wu)，降低鑄件(jian)的力(li)學(xue)性(xing)能，對厚大(da)鑄件(jian) 為嚴重(zhong)。
一般不采用錳作為鑄態形成珠光體的(de)元素，將錳控制(zhi)為<0.5。
2.4 硫(liu)與(yu)鎂、稀土親和力很強，消耗鐵(tie)液中的球(qiu)(qiu)化(hua)元素(su)，形(xing)成MgS、RES渣，降低球(qiu)(qiu)化(hua)率；硫(liu)越高、消耗球(qiu)(qiu)化(hua)劑越多、因此鐵(tie)液含(han)硫(liu)量(liang)高是造成球(qiu)(qiu)化(hua)元素(su)殘留量(liang)少而導(dao)致球(qiu)(qiu)化(hua)不良的主(zhu)要原(yuan)因；另(ling)外，含(han)硫(liu)量(liang)高還容易產生(sheng)夾渣、皮下氣(qi)孔等缺陷。故S<0.03 。
2.5 磷(lin) 磷(lin)在球鐵中溶解度(du)很(hen)低(di)，當磷(lin)超過某一含量時，易偏析于共(gong)晶團邊(bian)界形成磷(lin)共(gong)晶，降低(di)鑄件的(de)塑性(xing)、韌性(xing)和強(qiang)度(du)，并且使鑄件產生冷裂。因此P <0.05 。
2.6 鎂和稀(xi)土 鐵液(ye)中(zhong)有一定的(de)鎂和稀(xi)土元素的(de)殘(can)留量(liang)才能保(bao)證(zheng)石墨成(cheng)球(qiu)(qiu)。在(zai)稀(xi)土鎂球(qiu)(qiu)鐵中(zhong)，鎂起(qi)主要球(qiu)(qiu)化作(zuo)用(yong)，稀(xi)土起(qi)輔助球(qiu)(qiu)化作(zuo)用(yong)，并起(qi)到凈化鐵液(ye)、抗球(qiu)(qiu)化干擾元素的(de)作(zuo)用(yong)。將它們(men)控制在(zai)如下范圍：Mg殘(can)0.030~0.05、RE殘(can)0.030~0.05。
2.7銅+錫(xi) 銅在共晶轉變(bian)時，cujin石墨化，減少或xiaochu游離滲碳體(ti)的(de)形(xing)成(cheng)；在共析轉變(bian)時，cujin珠光體(ti)的(de)形(xing)成(cheng)，可減少或完(wan)全控制鐵素(su)體(ti)的(de)形(xing)成(cheng)；對(dui)(dui)基(ji)體(ti)固(gu)溶強化。是鑄態高強度高韌性球墨鑄鐵生產中(zhong)，理想(xiang)的(de)合金(jin)元素(su)。而銅量小于0.4時，對(dui)(dui)于大(da)量增(zeng)加珠光體(ti)數量沒有明顯影響，對(dui)(dui)于薄壁鑄件采用銅作為(wei)合金(jin)元素(su)保證強韌性要求是為(wei)理想(xiang)的(de)選擇，根據壁厚條件，控制Cu的(de)范圍為(wei)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 球化及孕育處理
4.1 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)選(xuan)用(yong) 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)選(xuan)用(yong)與(yu)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)質(zhi)量有(you)關(guan)：原鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)中(zhong)(zhong)含(han)硫(liu)量不同，選(xuan)用(yong)含(han)稀土量不同的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，即(ji)使利(li)用(yong)電爐熔煉，如果使用(yong)的(de)(de)生(sheng)(sheng)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)中(zhong)(zhong)含(han)硫(liu)及其(qi)它雜質(zhi)元素多(duo)，原鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水含(han)S＞0.03，則選(xuan)用(yong)FeSiMg8RE7的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)；S＜0.03時(shi)(shi)，則選(xuan)用(yong)低稀土的(de)(de)FeSiMg8RE5或FeSiMg8RE3球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。 球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)質(zhi)量不僅(jin)與(yu)化(hua)(hua)(hua)(hua)學成分有(you)關(guan)，而且與(yu)粒(li)(li)(li)度(du)也有(you)一定的(de)(de)關(guan)系，生(sheng)(sheng)產實踐過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)，粒(li)(li)(li)度(du)過(guo)(guo)大(da)，不易快速溶解，使反(fan)應(ying)熔化(hua)(hua)(hua)(hua)時(shi)(shi)間(jian)長(chang)，導致(zhi)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)上浮至鐵(tie)(tie)(tie)(tie)液(ye)表面燒(shao)損，鎂的(de)(de)吸收率(lv)下降，影(ying)響球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)效果；同時(shi)(shi)，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)(li)(li)度(du)過(guo)(guo)小， 別是呈粉末狀(zhuang)的(de)(de)比例要嚴格控制(zhi)，因為鐵(tie)(tie)(tie)(tie)水溫(wen)度(du)高，容易直接燒(shao)損，溫(wen)度(du)低則，直接氧化(hua)(hua)(hua)(hua)。生(sheng)(sheng)產過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)(li)(li)度(du)主要還(huan)是取決于(yu)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)包的(de)(de)大(da)小和球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)：生(sheng)(sheng)產過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)使用(yong)300Kg球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)包，球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)處理溫(wen)度(du)15100C~15400 C，因此球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)粒(li)(li)(li)度(du)選(xuan)用(yong)5~30 mm，超(chao)標粒(li)(li)(li)度(du)的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)應(ying)小于(yu)5。
4.2 鑄鐵工(gong)作(zuo)臺(tai)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處理(li) 孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)選用(yong)常(chang)用(yong)的(de)75FeSi，為提高(gao)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效(xiao)果(guo)(guo)，并合(he)理(li)控制終硅量(liang)根(gen)據(ju)生(sheng)產條件，采(cai)用(yong)二(er)次(ci)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)處理(li)方(fang)式：采(cai)用(yong)沖(chong)入(ru)(ru)法(fa)球化(hua)(hua)時在球化(hua)(hua)劑(ji)表面(mian)加入(ru)(ru)0.4的(de)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)，孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)粒(li)度(du)3~8 mm，待沖(chong)入(ru)(ru)鐵液(ye)進行球化(hua)(hua)處理(li)時，同時發生(sheng)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)作(zuo)用(yong)，在澆注前將鐵水(shui)從球化(hua)(hua)包(bao)轉入(ru)(ru)澆注包(bao)時在鐵水(shui)表面(mian)加入(ru)(ru)0.2~0.3的(de)粒(li)度(du)為1~3mm的(de)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)劑(ji)作(zuo)為二(er)次(ci)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)，可(ke)以youxiao防止孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)衰退提高(gao)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效(xiao)果(guo)(guo)。 由于(yu)鑄態高(gao)強(qiang)度(du)高(gao)韌性灰口鑄鐵件的(de)性能主要(yao)由合(he)金化(hua)(hua)后的(de)微觀基體(ti)組織保證(zheng)，而珠光體(ti)數(shu)量(liang)以及鐵素體(ti)基體(ti)強(qiang)度(du)主要(yao)依靠合(he)金銅、錫的(de)作(zuo)用(yong)體(ti)現，適(shi)當加強(qiang)孕(yun)(yun)育(yu)(yu)(yu)效(xiao)果(guo)(guo)，有利于(yu)鑄件在保證(zheng)抗拉強(qiang)度(du)達到600MP的(de)前提下，有較強(qiang)的(de)韌性，延伸率＞10，并能youxiaoxiaochu碳化(hua)(hua)物，有利于(yu)鐵水(shui)補縮，減小鐵水(shui)收縮傾(qing)向，防止鑄鐵工(gong)作(zuo)臺(tai)（鑄鐵平臺(tai)）鑄件產生(sheng)疏(shu)松。
我國的鑄(zhu)造產業正在朝著一個新的攻堅時(shi)期發展(zhan)。這(zhe)不(bu)僅是鑄(zhu)造鑄(zhu)鐵(tie)工作臺(tai)發展(zhan)的新開端， 是鑄(zhu)造產業由量到質的轉變新階段(duan)。創新是推(tui)動(dong)鑄(zhu)造產品發展(zhan)的重(zhong)要推(tui)動(dong)力，不(bu)容忽視。
