低碳当量、低合金技术在球磨铸铁冲模中的应用

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碳当量对铸态高强度球墨铸铁残余应力的影响_卫东海

碳当量对铸态高强度球墨铸铁残余应力的影响_卫东海

3~8 mm,加入量为0.6%,将孕育剂提前放入700~ 800 ℃下预热至暗红色的浇包内,球化反应结束后, 铁液立即倒入浇包并扒渣、浇注应力框的树脂砂型及 处理后铁液的光谱试样和热分析试样,浇注温度为 1 350 ℃,铁液自然凝固、冷却到300 ℃以下打箱,待 铸件冷却至室温后进行抛丸处理,清理铸件表面[4-5]。
1 试验方法
通过改变炉料配比制备不同碳当量的球铁应力框 试 样 , 试 验 用 原 料 为 纯 铁 (化 学 成 分 : 0.003% C、 0.010% Si、 0.031% Mn、 0.007% S、 0.008% P、 0.016% Cr、 0.010% Al、 0.010% Ni、 0.010% Cu) 和 高 纯 生 铁 (化学成分:4.61%C、0.62%Si、0.08%Mn、0.026%S、 0.011%P、0.030%T)i ,将一定比例的炉料烘干后放入 中频感应电炉中熔炼,炉料熔清后用热电偶测温,铁
2.2 残余应力分析 盲孔法可测得铸件表面的最大主应力和最小主应
力,表4是不同碳当量应力框铸件的残余应力测量结 果,图4是用最小二乘法对每个测试点处主应力的曲线 拟合。由图4可以看出:测试点1、3处的应力值和4、6 处的最大主应力值均随碳当量的增加而降低,其他测 量位置的应力值均在较小的范围内波动,波动幅度为 0~20 MPa,整体来看铸件的残余应力随着碳当量的增 加是呈减小趋势;各测试点处的最大主应力几乎均为 拉应力,最小主应力几乎均为压应力,在细杆上 (1、 2、3处) 压应力值大于拉应力,粗杆上 (4、5、6处) 拉应力值大于压应力,可见细杆主要受压应力、粗杆 受拉应力。
基金项目:国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项资助项目(2012ZX04010031)。 收稿日期:2013-09-10收到初稿,2013-11-01收到修订稿。 作者简介:卫东海(1989-), 男, 硕士生,研究方向为铸铁合金及熔炼、铸件的应力及变形。E-mail:wdh1109@

张伯明-球墨铸铁碳当量的选择

张伯明-球墨铸铁碳当量的选择
石墨飘浮区过共晶引起的石墨漂浮缺陷115国内近两年发表生产球墨铸铁的碳当量举例工厂序号sice铸件种类35381824434535120541935721427395415185214574936201427大件3692444910吨高压容器34726433机床件38238521522545346曲轴3753852124445465曲轴103639原22244345轴箱1135536521224243液压件12372223446汽车件13333725294246缸盖14363252447支架15382054516363826284547317361244442轴承盖1837527746780051936737327230458473包芯线制造厂建议国外生产球墨铸铁碳当量的举例序号sice备注3562554333222123763222013723221953723702354483822614693642214373592494363492734401033811137511332205401231134842713322244423143335262841644汽车铸件15354244435日本大件1636005240054400517334253418dn400管18336260423dn400管193826467壁厚4mm2038639318184446474拖拉机小213737520821244446拖拉机中22366267455卡钳小我国铸造手册推荐的碳当量范围手册sice备注1979年铸造手册353823324274873538233042748珠光体3539213242496珠光体基4347小件4344大件2002版铸造合金及其熔炼364024284449134382226411467珠光体基sice备注冶金334023314075039种铸件农机32392033387509种铸件汽车34401831405039种铸件动力35392128424837种铸件机床34382428424735种铸件机车31391832375066种铸件球墨铸铁的凝固与共晶点的位置图9合金元素对铁碳状态图的影响元素共晶温度036si14031mn8033cr60063ni30053cu30135ti025mo100025mg图10球墨铸铁凝固最通常的三种形式图11过共晶球墨铸铁的型壁移动图12球墨铸铁共晶转变过程示意图a凝

球墨铸铁用途

球墨铸铁用途

球墨铸铁用途一、球墨铸铁的概述球墨铸铁是指在灰铸铁中加入球化剂,使其成为球状组织,从而提高了其强度和塑性,同时保持了灰铸铁的易切削性能。

球墨铸铁具有优良的机械性能、抗腐蚀性能和耐磨性能,广泛应用于各种机械设备、汽车零部件、建筑工程等领域。

二、球墨铸铁的用途1. 机械制造业球墨铸铁在机械制造业中应用广泛。

它可以制造各种机床床身、底座、支架等零部件,在重载工况下具有较好的稳定性和承载能力。

同时,球墨铸铁还可以制造各种齿轮、曲轴等精密零部件,在高速旋转时具有较好的耐磨性和抗疲劳性能。

2. 汽车制造业汽车是球墨铸铁重要的应用领域之一。

汽车发动机缸体、缸盖、曲轴箱等部件都可以采用球墨铸铁制造。

球墨铸铁具有较高的强度和耐磨性能,可以承受汽车发动机高温高压的工作环境,同时还具有较好的抗振性能和降噪功能。

3. 建筑工程球墨铸铁在建筑工程中应用广泛。

它可以制造各种管道、阀门、水泵等设备,在输送水、气等介质时具有较好的耐腐蚀性和耐久性。

同时,球墨铸铁还可以制造桥梁、隧道等大型结构件,在重载工况下具有较好的承载能力和稳定性。

4. 矿山机械球墨铸铁在矿山机械中应用广泛。

它可以制造各种矿山机械零部件,在恶劣的工作环境下具有较好的耐磨性和抗腐蚀性能。

同时,球墨铸铁还可以制造各种输送设备、破碎设备等,在高强度工况下具有较好的稳定性和承载能力。

5. 航空航天球墨铸铁在航空航天领域中也有着广泛的应用。

它可以制造各种航空发动机零部件、导弹零部件等,在高温高压的工作环境下具有较好的稳定性和耐久性。

同时,球墨铸铁还可以制造各种航空器外壳、底座等结构件,在轻量化设计方面具有较大的优势。

三、球墨铸铁的优点1. 机械性能好球墨铸铁具有较高的强度和韧性,可以在重载工况下承受较大的力矩和压力,同时还具有较好的抗振性能和降噪功能。

2. 耐磨性能好球墨铸铁表面硬度高,耐磨性能好,可以在高速旋转或者重载工况下长时间使用而不会出现损坏或者磨损。

3. 抗腐蚀性能好球墨铸铁具有良好的抗腐蚀性能,可以在酸碱等恶劣环境下长时间使用而不会出现损坏或者腐蚀。

提高球墨铸铁件冲击性能的热处理

提高球墨铸铁件冲击性能的热处理
目 硬度
HBW
冲击吸收能量, J 样1 样2 样3 平均 判定
≥2 5 . 8 4 0 . 0 3 7 . 0 3 9 . O 3 8 . 7 适 合
三、结语
铸 件 热 处 理 是机 械 制 造 中的 特殊 工艺 过 程 ,也
隹值 则值
2 3 0— — 2 8 0 2 4 6
处理 工 艺 。
金 属热处理是机械制造 中的重要过程之一 ,与
其 他加 工 工艺 相 比 ,热 处理 一 般 不 改 变 工 件 的形 状
和整体的化学成分 ,而是通过改变工件内部 的显微
组 织 ,或 改变 工件 表 面 的化 学 成 分 ,赋 予 或改 善 工
件的使用性能 。其特点是改善工件的内在质量 ,而
提高球墨铸铁件冲击性能的热处理
小松 ( 常州 )铸造 有 限公 司 ( 江苏 2 1 3 0 1 8 ) 章志祥 邢 军
随着科技 的发展 ,客 户对各种机械设备使用寿
命 长 ,效 率 高 ,环 保 ,以 及 运 行成 本 低 等 要 求越 来
改 变石 墨 的 形状 和 分 布 。 ( 2 ) 由于 球 墨 铸 铁 是 以 铁 、碳 、硅 为 主 的 多 元 合 金 ,共 析 转 变是 在 一 个 温 度范 围内 进行 的 。在
旋 转 中心至重心 的距离, m 垂 体举起的 角度/( 。) 试样表面粗糙度/ ¨m
0 . 5 1 5 l 1 5 <5
( 3 )铸件的厚大部位要朝向风机一侧放置 。 ( 4 )保证风冷 1 h 以上。
( 5 )冷 却风 扇 的 角 度 、位 置要 固定 。
表 3 力学性能
果。

好 调 整 ,与 日本 冲 击试 验 方 法 不 一 样 ,为保 证 结 果 的 统 一性 ,按 表 2 试 验 条 件 进 行 实 施 ,结

热处理对球墨铸铁冲击韧性的影响[1]

热处理对球墨铸铁冲击韧性的影响[1]

1 试验方法
铸铁来制造载重汽车的后桥壳[4], 采用等温淬火奥贝球
采用中频感应炉熔炼, 炉料中新生铁Q10占90%,
铁代替锻钢制造汽车的齿轮[5]和采用正火态的球墨铸铁 废 钢 占10%。采 用 冲 入 法 进 行 球 化 处 理 , 球 化 包 为 堤
制造汽车的曲轴[6]也在实际中得到越来越多的应用。在 坝式处理包, 铁液包容量为1 000 kg, QRMg6RE2球化
收稿日期: 2007- 09- 26收到初稿, 2008- 01- 09收到修订稿。
作者简介: 杨启宇 ( 1983-) , 男, 浙江温州人, 硕士, 主要从事球墨铸铁的研究。电话: 010-62332882, E-mail: yangqiyu1983@163.com
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FOUNDRY
试样
冲 击 功/J
编号
- 80 ℃
- 60 ℃
- 40 ℃
- 20 ℃
20 ℃

2.7 2.4
3.9 4.8 4.6
7.3 7.9 9.4
13.0 13.7 12.8
16.8 17.1 17
均值
2.6
4.4
8.2
13.2
17

4.4 4.4
11.6 11.2 12
15.7 14.6 15.2
15.8 16.0 15.9
2 试验结果及讨论
将球墨铸铁的3个试块分别按表1中的三种热处理
工艺进行热处理, 再加工成标准冲击试样, 其冲击性 能如表2所示。
表1 热处理工艺
Table 1 The heat tr eatment pr ocesses of ductile ir on
工艺编号

低碳马氏体在模具生产中的应用16例

低碳马氏体在模具生产中的应用16例

低碳马氏体在模具生产中的应用16例模具用钢大多采用合金钢和高速钢,用碳素钢日渐减少。

合金钢淬火后的组织主要是孪晶的、有些微裂纹、高碳针状或片状的马氏体。

含碳量及合金含量越高,钢中不可避免会存在网状、带状和链状的碳化物,往往会导致模具在使用中脆断或早期失效。

由于亚结构是位错的低碳马氏体(也称板条马氏体)具有相当高的强度,很好的塑性和韧性,以及良好的冷加工性、可焊性及热处理畸变小等一系列优点,所以在模具工业中得到广泛的应用。

以下以实例展现给读者,仅供参考。

3Cr2W8V钢制螺栓热锻模高温淬火该钢用1050~1100℃常规淬火后,有约8%的未溶碳化物,马氏体的合金度较低,其稳定性和断裂韧度都不高。

提高淬火温度至1180℃,可使奥氏体的合金度增加,获得以板条马氏体为主的金相组织,从而有效地解决了模具早期失效问题。

3Cr2W8V钢制M12×50的圆柱螺栓(材料为38Cr)热锻模,采用1180℃加热油淬,可得到90%(体积分数)以上的板条马氏体组织,580℃×4h×2次回火,使模具寿命由常规处理的3000~5000件提高到5万~6万件。

该钢用1180℃高温淬火制造的望远镜压铸模,模具寿命超过10万件。

5CrMnMo钢制冷挤压模高温淬火用于挤压H62黄铜5CrMnMo钢冷挤压模具,硬度要求46~52HRC,用890~900℃高温加热油淬,290~310℃×4h×2次回火。

金相组织为大量的板条马氏体+少量的片状马氏体,平均寿命为5000~6000件,较常规840℃淬火的模具提高两倍多。

用该钢制螺母冷敦模,将淬火温度提高到910~930℃,得到几乎是单一的低碳马氏体。

200℃回火,使用寿命是Cr12MoV钢的2.6倍。

5CrNiMo钢制锤锻模高温淬火5CrNiMo钢制480mm×450mm×295mm的热锻模,原工艺为860℃的油淬,500℃回火,硬度42HRC,锻打齿轮毛坯2500件时,锻模便发生塑性变形;现将淬火温度提高到900℃,油淬,获得以板条马氏体为主的金相组织,500℃回火硬度43HRC,锻打重要的齿轮毛坯8100件仍可继续使用。

球墨铸铁生产时化学成分的选择原则

球墨铸铁生产时化学成分的选择原则

球墨铸铁生产时化学成分的选择原则1、碳及碳当量的选择原则:球墨铸铁中碳当量的上限以不出现石墨漂浮为原则。

2、硅的选择原则:选定碳当量后,一般采取高碳低硅强化孕育的原则。

硅的下限以不出现自由渗碳体为原则。

3、锰的选择原则:球墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好,即使珠光体球墨铸铁,锰含量也不宜超过0、4~0、6%。

只有以提高耐磨性为目的的中锰球铁和贝氏体球铁例外。

4、磷的选择原则:球墨铸铁中磷的含量愈低愈好,一般情况下应低于0、08%。

对于比较重要的铸件,磷含量应低于0、05%。

5、硫的选择原则:球墨铸铁中硫的含量一般要求小于0、06%。

6、球化元素的选择原则:目前在工业上使用的球化元素主要是镁和稀土。

镁和稀土元素可以中和硫等反球化元素的作用,使石墨按球状生长。

镁和稀土的残留量应根据铁液中硫等反球化元素的含量确定。

在保证球化合格的前提下,镁和稀土的残留量应尽量低。

镁和稀土残留量过高,会增加铁液的白口倾向,并会由于它们在晶界上偏析而影响铸件的机械性能。

铸铁碳当量根据各元素对共晶点实际碳量的影响,将这些元素的量折算成碳量的增减。

以CE%表示碳当量。

为简化计算一般只考虑硅、磷的影响或只考虑硅的影响。

碳当量算式分别是CE%=C%+1/3(Si+P)%或CE%=C%+1/3Si%。

碳是铸铁生成石墨的来源,是石墨的自发晶核。

硅在铸铁中含量较多,是强烈促进石墨化的元素,能使铁碳合金的共晶、共析点向上向左移动,表明硅降低了碳在液相和固相中的溶解度,增加了碳的活度,石墨就较容易析出长大,促进了石墨化过程,因此增加部分硅就相当于增加部分碳。

其关系是当含硅1%时可使共晶点左移O、31%,即共晶点含碳量下降O、3%。

将CE%值和Fe-C稳定态相图上的共晶点C 的碳量4、26%相比,即可判断某一具体成分的铸铁偏离共晶点的程度,如CE%高于4、26%为过共晶成分;CE%低于4、26%为亚共晶成分;CE%=4、26%则为共晶成分。

除衡量对凝固过程可以作出判断外,还可以间接推断出铸铁铸造性能好坏及石墨化能力的大小,是计算铸铁共晶度的基础。

碳含量过低时,球墨铸铁易产生缩松和裂纹

碳含量过低时,球墨铸铁易产生缩松和裂纹

当碳含量过低时,球墨铸铁易产生缩松和裂纹作者:添加时间:2013-8-30 10:41:54 浏览:82球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。

求球墨铸铁也得到了广泛的应用。

球墨铸铁的化学成分:选择适当的化学成分是保证球墨铸铁获得良好的金相组织和高性能的基本条件,化学成分的选择既要利于石墨的球化和获得满意的基体,以期获得满意的性能,又要使球墨铸铁具有良好的铸造性能。

球墨铸铁的成分一般是指五个元素:碳、硅、锰、磷、硫。

化学成分--硅:在球墨铸铁中,硅是第二个有重要影响的元素,它不仅可以有效地减小白口倾向,增加铁素体量,而且具有细化共晶团,提高石墨球圆整度的作用。

但是,硅提高铸铁的韧脆性转变温度,降低冲击韧性,因此硅含量不宜过高,尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时,更需要严格控制硅的含量。

一般认为硅含量大于2.8%时,可能降低韧性,使韧性-脆性转变温度升高。

化学成分--硫:球墨铸铁中硫与球化元素的化合能力很强,生成硫化物或硫氧化物,不仅消耗球化剂,造成球化不稳定,衰退速度加快,而且还使夹杂物数量增多,导致夹渣、气孔等铸造缺陷。

国外一般要求铁液含硫量低于0.02%,我国目前由于焦炭含量较高等熔炼条件的限制,往往达不到这一标准,应进一步改善熔炼条件,有条件可进行炉外脱硫,一般要求小于0.06%。

化学成分--锰:锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性,帮助形成碳化锰、碳化铁。

锰有严重的正偏析倾向,往往有可能富集于共晶团界处,严重时会促使形成晶间碳化物,显著降低球墨铸铁的韧性。

锰也会提高铁素体球墨铸铁的韧脆性转变温度,锰含量每增加0.1%,脆性转变温度提高10~12℃。

球墨铸铁中,由于球化元素具有很强的脱硫能力,不需要锰承担这种功能。

因此,球墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好,即使珠光体球墨铸铁,锰含量也不宜超过0.4~0.6%。

一般都是遵循这一规律的。

球墨铸铁轮辋冲裁工艺技术开发应用

球墨铸铁轮辋冲裁工艺技术开发应用

图 2 载重汽车车轮 Fig.2 Truck wheels
1 研究内容及技术路线
通过分析球墨铸铁材料性能及塑性材料冷冲压工艺 特点,确定研究内容和技术路线。根据球墨铸铁薄壁件 冲裁成形工艺技术开发试制需要,研究内容包括:确定
收稿日期:2021-02-06 修定日期:2021-04-30 作者简介:刘天平(1976—),男,汉族,河南汤阴人,机械 工程及自动化专业毕业,高级工程师,高级技师,管理学学士, 全国专利代理师,先后从事机械设计、铸造模具及工艺设计、 铸造装备及生产线设计,负责产品、市场开发及商务报价、企 业经营等工作。
元素
Si
Ba
Ca RE、Bi、Al
含量
70~75 1~2
1~2
适量
2.2 QT450-15 车轮生产工艺研究
2.2.1 QT450-15 车轮的成形工艺设计 (1) 铸 造 成 形 工 艺。 基 于 该 产 品 壁 厚、 重 量、 结
构和材质,考虑工艺过程复杂程度、质量要求、生产 批量、工艺出品率、成本等因素,确定采用粘土砂造 型工艺。
石墨球化等级
2级
金相组织
石墨大小等级 基体中铁素体含量 (%)
7~8 级 90
渗碳体和磷共晶数量 (%)
<1
力学性能
抗拉强度 Rm /MPa 断后伸长率 A5(%) 断面收缩率 Z(%)
488 18.6 23
由 此 验 证: 经 过 上 述 工 艺 得 到 的 球 墨 铸 铁 车 轮 力 学性能和金相组织都达到了设计要求,断后伸长率高达 18%、断面收缩率达到 23%,完全有可能实现薄壁球 墨铸铁件的冲裁替代铣工艺实施。
(2)冲裁工艺方案。压力机作为冲压设备,其选择 关系到冲压工艺过程能否顺利完成以及模具寿命、产品 质量、生产效率、成本高低等。压力机按滑块驱动力的 种类分为机械压力机和液压机。由于滑块驱动力的不同, 造成压力机性能上的极大差异。因而,其应用范围也就 不同。

特种阀门制造的材料:球墨铸铁的解析

特种阀门制造的材料:球墨铸铁的解析

特种阀门制造的材料:球墨铸铁的解析在特种阀门的制造领域,材料的选择至关重要,它直接影响到阀门的性能、可靠性以及使用寿命。

球墨铸铁因其独特的性能而成为一种在特种阀门制造中广泛使用的材料。

请跟随北高科阀门一起了解球墨铸铁在特种阀门制造中的应用,分析其优势和限制。

一、什么是球墨铸铁球墨铸铁是一种通过在铸铁中添加镁或稀土元素,使石墨球化的材料。

这种球化的石墨赋予了球墨铸铁优异的机械性能和韧性,使其在许多工程应用中成为首选材料。

二、球墨铸铁的物理性能1. 高强度:球墨铸铁具有比普通铸铁更高的抗拉强度和屈服强度。

2. 良好韧性:球化石墨减少了材料的脆性,提高了韧性。

3. 耐磨性:球墨铸铁的耐磨性能优于普通铸铁。

4. 减震性:球墨铸铁具有良好的减震性能,适用于振动较大的环境。

三、球墨铸铁在特种阀门制造中的优势1. 成本效益:球墨铸铁的生产成本相对较低,有利于降低阀门的制造成本。

2. 耐腐蚀性:球墨铸铁具有一定的耐腐蚀性,适用于某些化学介质。

3. 加工性:球墨铸铁的加工性能良好,便于制造复杂的阀门结构。

4. 可设计性:球墨铸铁可以根据需要调整化学成分,优化阀门性能。

四、球墨铸铁的限制与挑战1. 耐温性限制:球墨铸铁的耐温性相对较低,不适用于高温环境。

2. 耐腐蚀性局限:在某些强酸、强碱或特定化学介质中,球墨铸铁的耐腐蚀性有限。

3. 重量问题:与其他材料相比,球墨铸铁的密度较大,可能增加阀门的重量。

五、球墨铸铁阀门的应用领域1. 城市供水系统:球墨铸铁阀门常用于供水系统的控制和调节。

2. 污水处理:在污水处理厂,球墨铸铁阀门用于控制水流和防止逆流。

3. 石油化工:在石油化工行业,球墨铸铁阀门用于输送和控制各种介质。

六、球墨铸铁阀门的设计与制造1. 精确设计:根据阀门的工作条件和介质特性进行精确设计。

2. 严格制造:在制造过程中严格控制质量,确保阀门的性能和可靠性。

3. 表面处理:对球墨铸铁阀门进行适当的表面处理,提高其耐腐蚀性和美观性。

【坛友分享】高耐磨性奥铁体球墨铸铁研究及应用

【坛友分享】高耐磨性奥铁体球墨铸铁研究及应用

【坛友分享】高耐磨性奥铁体球墨铸铁研究及应用作者:刘金海耐磨材料在冶金、矿山、水泥、火力发电等工业领域整个能量消耗和经济成本中占有相当大的比例。

2009 年中国工程院咨询研究报告显示,2006年全国消耗在摩擦、磨损和润滑方面的资金为9500亿元,占国民生产总值GDP的4.5%。

据不完全统计,仅破碎设备及采掘机斗齿、渣浆泵等损失,每年不少于70亿,其中,磨球不少于40亿,衬板15亿,锤头8亿,斗齿5亿。

按照材料消耗重量讲,国内每年消耗金属耐磨材料约达300万吨以上,其中,磨球消耗近180万吨,而冶金矿山消耗的磨球占各行业磨球消耗总量的70%;球磨机和各种破碎机衬板消耗近30万吨。

为了提高抗磨材料的耐磨性,科学工作者对抗磨材料进行了大量的研究。

耐磨材料发展可分为三个阶段:第一为普通白口铸铁和高锰钢,第二为镍硬铸铁,第三为高铬白口铸铁。

上述耐磨材料在不同发展阶段对降低单位材料消耗起到了非常大的作用,但是材料性能也存在某些问题,如普通白口铸铁韧性较低,高锰钢在低冲击载荷下加工硬化能力差,高铬铸铁在腐蚀性介质的湿磨条件下耐磨性优势不大,同时韧性也显不足。

由于韧性的不足,常常导致研磨体介质破碎和剥落,这使得粉磨工序管磨机的生产率降低、研磨效率下降、能耗增加以及磨矿闭环回路的辅助设备磨损严重。

因此,人们希望研制更强韧的抗磨材料。

一般情况下,提高耐磨合金的性能是建立在增加合金元素的基础上,但目前全世界范围内,各种铁合金的价格猛涨,导致耐磨材料制造成本节节攀升。

目前我国使用的抗磨材料种类主要是铬系抗磨材料,如低铬铸铁、高铬铸铁等。

而我国是一个铬资源贫穷国家,90%的铬铁需要进口,近10年,高碳铬铁价格翻了4~5倍。

根据这一现实,开发适合我国国情的耐磨材料,做到科学的、合理的利用现有资源,为了国民经济可持续发展,为了子孙后代,应该珍惜宝贵的战略资源,开发少用铬或不用铬的材料,代替铬系耐磨材料。

因此,本项目拟采用少量合金化和热处理改性强化的技术措施,开发含碳化物等温淬火球墨铸铁(简称CADI)强韧性耐磨材料,为冶金、矿山、水泥、发电等行业提供一种优质的抗磨材料。

碳当量对铸铁加工性能的影响及控制

碳当量对铸铁加工性能的影响及控制

碳当量对铸铁加工性能的影响及控制林艳茹;李艳琴【期刊名称】《金属加工:热加工》【年(卷),期】2014(000)013【总页数】3页(P46-48)【作者】林艳茹;李艳琴【作者单位】宁夏共享装备有限公司;宁夏共享装备有限公司【正文语种】中文自感应电炉被使用以来,由于熔炼工艺不成熟,使得材质质量很不稳定,主要表现在抗拉强度和铸件实体硬度常达不到技术要求,且碳当量低,铸件加工性能差,铸造性能低,对于铸造工艺设计的要求高,使得生产过程复杂化。

为此,提高CE 值,一方面,为了与灰铸铁的发展趋势相吻合,即发展高碳当量、高强度灰铸铁,另一方面为了满足客户对改善铸件加工性能的要求。

对铸造工艺的设计和生产过程来说,CE值的提高,在一定程度上简化了工艺设计,降低了过程操作的复杂程度。

1.提高CE值对力学性能的影响决定灰铸铁性能的主要因素为石墨和金属基体。

C E(CE=C+1/3Si)值的提高,C、Si的含量增加(C、Si是促进石墨化元素),石墨的数量增加,形状由细片状逐渐转变为厚片状,石墨尺寸也变大。

铸铁中存在一定数量的石墨,使金属基体承受负荷的有效面积减少,而且在承受负荷时造成应力集中,使金属基体的强度不能正常发挥,降低铸铁的强度。

C、Si含量的提高,使得铁素体量增加,在一定程度上珠光体量相对减少,基体中的铁素体强度低,而珠光体有较高的强度和硬度,所以基体的强度随珠光体量的增加而提高。

因此,碳当量的提高,必然会使铸件抗拉强度和硬度下降。

在熔炼过程控制中,为了避免因CE值的提高而影响到铸件力学性能,可以考虑采取以下措施:改变炉料配比;对熔炼铁液进行精炼;强化孕育处理;低合金化处理。

2.实施过程(1)改变炉料配比主要是针对废钢所占比例进行阶段性的调整,灰铸铁的力学性能随废钢在炉料中的比例增加而增加,废钢比例的增加,必然会使生铁和回炉料(废品、浇冒口系统、碎铁屑)的比例减少,考虑到我公司内大量的回炉料急需消耗掉,因而在增大废钢所占比例同时,也适当增加了回炉料的加入量,这样在很大程度上降低了生铁的比例。

Si与C对铸态无Ni低温球墨铸铁低温冲击韧性的影响

Si与C对铸态无Ni低温球墨铸铁低温冲击韧性的影响

Si与C对铸态无Ni低温球墨铸铁低温冲击韧性的影响喻光远;徐贵宝【摘要】研究了在CE为4.2%4.7%,Si为1.65%~2.3%的范围内,Si与C比值对铸态无Ni低温球墨铸铁的低温冲击韧性的影响,并利用扫描电镜观察了试样冲击断口的微观形貌.结果表明,Si与C比值在0.42~0.60的范围内铸态低温冲击性能较好,最佳Si与C比值为0.49~0.50,达到-20℃低温冲击功≥16J,-40℃低温冲击功≥14 J;当Si与C在0.42~0.49和0.50~0.65范围内,微观断口为解理脆性断裂或准解理断裂,而在0.49~0.50范围内以韧窝断裂为主的复合断裂方式;相同的Si 与C比值,随着铁素体含量的增加或选用废钢增碳工艺,有利于提高铸态低温冲击韧性.【期刊名称】《铸造设备与工艺》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】3页(P25-27)【关键词】Si与C比值;铸态;低温球墨铸铁;冲击韧性;断裂【作者】喻光远;徐贵宝【作者单位】南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司,江苏常州 213011【正文语种】中文【中图分类】TG255以铸态无Ni低温球墨铸铁为研究对象,在硅含量为1.6%~2.3%,碳当量为4.2%~4.7%的成分范围内,进一步深入的研究了在此成分范围内,Si与C比值对铸态低温冲击韧性的影响,同时,也从原材料的选用和金相组织辅助分析Si与C 对低温冲击韧性的影响。

从而探明规律为我部生产的中薄壁低温球墨铸铁如风电轴承座、电机盖等产品在配料、熔炼工艺及生产工艺上提供技术支持,稳定产品质量降本增效。

1 试验方法选用生铁、废钢、增碳剂、铁合金、低稀土镁硅铁球化剂、孕育剂等为原料,在100 kg中频感应电炉内熔炼,采用包底冲入法球化、包底孕育、出铁随流孕育及浇注随流孕育的方法浇注Y型试块(220mm×25 mm Y型),试块选取的QT 400-18 LT化学成分如表1所示。

表1 QT400-18LT化学成分(质量分数,%)化学成分 CSi Mn P SRe残 Mg残Cu含量3.4-4.11.6-2.3<0.3≤0.03<0.030.01~0.030.025~0.050~0.151.1 低温冲击吸收能量检测方法将试块切割加工成标准的带有V型缺口的夏比冲击试样,尺寸为10 mm×10 mm×55 mm,如图1所示。

球墨铸铁特性及其应用

球墨铸铁特性及其应用
石墨大部分呈团状,余为团絮状,允 许有极少量蠕虫状
石墨呈分散分布的蠕虫状、球状、团 状、团絮状
石墨呈聚集分布的蠕虫状、片状及球 状、团状、团絮状
球化率(%) ≥95
90-95 80-90 70-80 60-70
3、石墨大小
石墨球大小分级(GB9441-1988)
级别
石墨直径(100×) mm
3级
4级
讨论
薄壁铸态球墨铸铁
在欧美发达国家的阀门铸造 工艺中,日趋使用薄壁铸件, 可以节约资源。
薄壁铸态球墨铸铁件是壁厚 仅为几毫米的铸件。由于薄壁, 共晶凝固时冷却速度极快,所 以抑制白口组织的出现成为首 要问题。
白口临界球数(个/平方毫米)
700 600 500 400 300 200 100
0 0 1 2 5 10 15 20 25 冷却速度R(摄氏度/秒)
球墨铸铁的金相组织
金相组织与力学性能的关系 力学性能与金属的金相组织密切相关,
什么样的金相结构决定了什么样的力学性能。 球墨铸铁也不例外,只有石墨球化,才能发 挥金属基体的作用,使铸铁的力学性能大幅 度提高。也只有石墨球化,进一步改变基体 的性能才更有意义。
因此,对球墨铸铁的金相研究,是我们 了解球墨铸铁,使用球墨铸铁的前提条件。
铁素体C:3.6-4.0% Si:2.4-2.8%
珠光体C:3.4-3.8% Si:2.2-2.4%
2、锰
球墨铸铁中,由于球化元素具有很强 的脱硫能力,不需要锰承担这种功能。锰 有严重的正偏析倾向,往往有可能富集于 共晶团界处,严重时会促使形成晶间碳化 物,显著降低球墨铸铁的韧性。
铸态铁素体Mn:0.3-0.4%
1、球墨铸铁有较宽的共晶温度范围 2、球墨铸铁的糊状凝固特性 3、球墨铸铁具有较大的共晶膨胀

球墨铸铁的性能及应用

球墨铸铁的性能及应用

球墨铸铁的性能及应用美国尼伯科是美国最大的额定压力球墨铸铁阀门制造商。

美国尼伯科多转阀门非常适用于许多应用领域:烃类,化学制品,船舶,消防防火,纸浆和造纸等行业中可以安装铸铁或铸钢阀门的地方。

作为钢的替代品,1949年人类开发了球墨铸铁。

铸钢含碳量少于0.3%,而铸铁和球墨铸铁含炭量量则至少为3%。

铸钢中的低含碳量使得作为游离石墨存在的碳不会形成结构薄片。

铸铁内的碳天然形式是游离石墨薄片形式。

在球墨铸铁内,这种石墨薄片通过特殊的处理方法变化成微小的球体。

这种改进后的球体使得使得球墨铸铁比铸铁和钢相比具有更加优异的物理性能。

正是这种碳的球状微观结构,使得球墨铸铁具有更加良好的展延性和抗冲击性,而铸铁内部的薄片形式导致铸铁没有展延性。

通过铁素体基体可获得最佳的展延性,因此,所有美国尼伯科球墨铸铁的压力负载部件都经过铁素体化退火周期的工艺处理。

球墨铸铁内部的球状结构也能够消除铸铁内部的薄片石墨容易产生的裂缝现象。

在球墨铸铁的微观照片中,可以看见裂缝游行到石墨球后终止。

在球墨铸铁行业内,这些石墨球称为“裂缝终结者”,因为它们具有阻止断裂的能力。

有时,球墨铸铁被称为“两个世界里最好的”金属,意思是球墨铸铁具有铸钢的强度,也有铸铁优异的抗腐蚀性。

球墨铸铁与铸铁(灰铸铁)的比较与铸铁相比,球墨铸铁在强度方面具有绝对的优势。

球墨铸铁的抗拉强度是60k,而铸铁的抗拉强度只有31k。

球墨铸铁的屈服强度是40k,而铸铁并没有显示出屈服强度,并且最终出现断裂。

球墨铸铁的强度-成本比远远优于铸铁。

球墨铸铁在耐腐蚀性方面与铸铁相同。

球墨铸铁与铸钢的比较球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。

球墨铸铁具有更高的屈服强度,其屈服强度最低为40k,而铸钢的屈服强度只有36k。

在大部分市政应用领域,如:水、盐水、蒸汽等,球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。

由于球墨铸铁的球状石墨微观结构,在减弱振动能力方面,球墨铸铁优于铸钢,因此更加有利于降低应力。

球墨铸铁简介及用途

球墨铸铁简介及用途

球墨铸铁简介及应用球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高了铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。

球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。

所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。

简介生铁是含碳量大于2%的铁碳合金,工业生铁含碳量一般在2.5%--4%,并含C、SI、Mn、S、P等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品。

根据生铁里碳存在形态的不同,又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。

吉龙模具钢材析出的石墨呈球形的铸铁。

球状石墨对金属基体的割裂作用比片状石墨小,使铸铁的强度达到基体组织强度的70~90%,抗拉强度可达120kgf/mm2,并且具有良好的韧性。

球墨铸铁除铁外的化学成分通常为:含碳量3.6~3.8%,含硅量2.0~3.0%,含锰、磷、硫总量不超过1.5%和适量的稀土、镁等球化剂。

成分表目前市面上球墨铸铁光谱标准样品成分如下:国内历史在河南巩县铁生沟西汉中、晚期的冶铁遗址中出土的铁䦆,经过金相检验,具有放射状的球状石墨,球墨铸铁球化率相当于现代标准一级水平。

而现代的球墨铸铁则是迟至1947年才在国外研制成功的。

我国古代的铸铁,在一个相当长的时期里含硅量都偏低,也就是说,在约2000年前的西汉时期,我国铁器中的球状石墨,就已由低硅的生铁铸件经柔化退火的方法得到。

这是我国古代铸铁技术的重大成就,也是世界冶金史上的奇迹。

球墨铸铁以其优良的性能,在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢,在机械制造工业中得到广泛应用。

国际冶金行业过去一直认为球墨铸铁是英国人于1947年发明的。

西方某些学者甚至声称,没有现代科技手段,发明球墨铸铁是不可想象的。

1981年,我国球铁专家采用现代科学手段,对出土的513件古汉魏铁器进行研究,通过大量的数据断定汉代我国就出现了球状石墨铸铁。

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