铸态QT450_10球墨铸铁生产工艺研究
铁型覆砂工艺,生产铸态QT450-10高韧性球墨铸铁
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铁型覆砂工艺,生产铸态QT450-10高韧性球墨铸铁摘要:论述了铁型覆砂工艺条件下铸态QT450-10高韧性球墨铸铁的生产,分析了铸造材料、球化处理、冷却时间等主要工艺因素对铸件延伸率的影响,工艺优化后可以使铸件延伸率达到12-23%。
关键词:铁型覆砂工艺;高韧性球墨铸铁;原材料;球化处理;延伸率 1 前言铁型覆砂工艺生产的铸件因外观光洁、内部致密、尺寸精确逐步受到欢迎,逐渐成为众多轮毂厂家的选择,主要材质为QT450-10,全部采用这种工艺,但在生产过程中经常出现强度高、延伸率低、稳定性差的问题,本文与实际生产现场结合,通过对工艺的优化和调整使铸件本体延伸率稳定达到12%以上、综合成品率由94.53%提升至97%,成功解决了生产过程中的难题。
2 化学成分与原材料公司汽配产品已批量生产多年,熔炼设备采用1吨中频电炉,外购生铁和废钢,原材料配比基本固定,原铁水化学成分如表1:表1 原铁水化学成分炉次 C Si Mn P S1 3.82 1.26 0.34 0.029 0.0262 3.84 1.37 0.31 0.035 0.0313 3.84 1.27 0.33 0.032 0.0254 3.83 1.33 0.31 0.033 0.025 3.83 1.4 0.41 0.040 0.036 3.85 1.35 0.35 0.035 0.0247 3.79 1.4 0.3 0.033 0.0248 3.85 1.37 0.33 0.037 0.0279 3.84 1.37 0.40 0.036 0.02610 3.80 1.22 0.37 0.042 0.032从表1可以看出:生产过程中原铁水Mn、S含量波动较大,部分炉次Mn、S含量较高,在铸态高韧性QT450-10中,锰能阻碍共析转变的石墨化,增加、稳定和细化珠光体,部分锰也可以固溶入铁素体中,提高强度并降低韧性,增加结晶过程的过冷倾,对韧性影响很大,因此锰含量应越低越好。
铸态QT450_10球墨铸铁生产工艺研究
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收稿日期: 2007- 01- 19
修定日期: 2007- 03- 10
作者简介: 王建民( 1966- ) , 男, 安徽岳西人, 在职博 士 , 副 教 授 ,
主 要 研 究 方 向 : 铸 造 合 金 和 表 面 技 术 , 电 话 : 0551- 2901372, E-
mail:wangjm1128@126.com。
球墨铸铁是通过对铁液进行一定的变质处 理来改变一次结晶时石墨的形核和生长条件。影 响铸态球铁生产稳定性的因素很多, 要稳定地生 产球墨铸铁, 必须把握好原铁液熔炼、球化处理、 孕育处理、炉前处理、浇注、清理及热处理和铸件 质量检验等几个环节[1~3]。
为使球墨铸铁组织达到性能和基体组织的 要求, 一般要进行低温退火、高温退火、正火加回 火、调质、等温淬火等热处理, 延长了球墨铸铁的 生产周期, 增加了生产成本[4~6]。针对这种情况, 本
C 图 1 铸态金相照片 Fig.1 As- cast microstructures
以及残留稀土元素和镁元素基本上没有多大差 别 , 差 别 较 大 的 是 w(S)量 。A1 试 样 的 w(S)量 为 0.014%, A2 为 0.025%, A3 为 0.020%; B1 为 0.017%, B2 为 0.021%, B3 为 0.013%; C 为 0.015%。由此 看来, w(S)量低, 综合力学性能较好。采用中频电 炉熔炼, 熔炼后球铁中的硫和磷的含量变化较
研究的目的是: 通过调整和控制工艺参数, 生产 铸态性能合格的 QT450- 10 铸件。
1 试验方法
选用两种不同的生铁, 熔炼设备是中频感应 电炉。熔炼采用 85%的生铁和 15%的球铁回炉 料 , 球 化 剂 为 稀 土 镁 合 金 , 其 成 分 主 要 是 w(RE) 3%, w(Ca) 3%~5%, w(Mg) 7%~8%, 加入量占铁液 重量的 1.8%。孕育剂为钡硅铁, 其主要成分是 w (Si) 68%, w(Ca) 3%~5%, w(Ba) 2%,加入量占铁液 重量的 1.1%, 加入方法为包底覆盖。选用的两种 球铁原生铁主要成分如表 1 所示。
qt450-10材料金相组织标准
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qt450-10材料金相组织标准
QT450-10是一种高强度铸铁材料,其金相组织主要由石墨、铁素体、珠光体和球墨组成。
以下是QT450-10材料的金相组织标准:
1. 石墨:石墨应为片状或团絮状,石墨片尺寸应符合GB/T 9441-1988《钢铁石墨
显微组织分类》中的规定。
2. 铁素体:铁素体基体应为均匀分布,铁素体晶粒尺寸不应大于5级(按照
GB/T 1499.1-2017《钢筋铁素体晶粒度测定方法》测定)。
3. 珠光体:珠光体球化等级应达到2级以上(按照GB/T 9441-1988《钢铁石墨显
微组织分类》中的规定)。
4. 球墨:球墨铸铁中的球墨应均匀分布,球墨直径不应小于6.5mm,球墨数量不应少
于6个/mm²(按照GB/T 1348-2009《球墨铸铁件》中的规定)。
5. 磷共晶:磷共晶应尽量减少,其面积分数不应大于2%(按照GB/T 1348-2009《球墨铸铁件》中的规定)。
6. 夹杂物:铸铁中的夹杂物应符合GB/T 1499.2-2017《钢筋夹杂物含量测定方法》中的规定。
需要注意的是,金相组织标准可能会因生产工艺、应用领域等因素而有所不同,具体的金相组织标准应参照相关合同、技术协议或客户要求。
提高QT450—10铁素体球铁铸态率的工艺方法
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s p h e r o i d a l g r a p h i t e c a s t i r o n a s - c a s t r a t e w a s a n a l y z e d . T h e p r o c e s s c o u l d b e i m p r o v e d b y a d j u s t i n g c h e m i c a l c o m p o s i t i o n ,
p o s t i n o c u l a t i o n , r e d u c i n g w ( S ) o f i r o n m e l t , a p p r o p r i a t e r e d u c i n g w( Mg )o f t h e n o d u l i z e r , e x t e n d i n g c o o l i n g t i m e , c o n t r o l l i n g
i r o n a f t e r a n n e a l i n g( 4 1 0 - 4 3 0 MP a ) . Me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t h e c a s t i n g g o t i m p r o v e d . R a i s e d u s i n g a s - c a s t r a t e r e d u c e d t h e
pr o c e s s i n g pr o c e d ur e, ma de t he p r o du c t i o n e x pe n s e l o we r a n d r a i s e d p r o d uc t i v i t y .
汽车零件精铸qt450-10低温高冲击性能研究
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2019年 第11期热加工75C铸造asting汽车零件精铸QT450-10低温高冲击性能研究■ 柳建国,陈娟,李乔摘要:球墨铸铁在低温环境下使用易发生脆断,为提高精铸QT450-10低温冲击韧性,通过正交试验研究化学元素Si 、Ni 对铸件力学性能影响,并对铸件进行正火处理,获得铁素体+珠光体(10%)基体组织,抗拉强度≥450MPa ,-40℃低温冲击吸收能量≥5J 。
关键词:球墨铸铁;化学成分;热处理;低温冲击随着汽车零件对球墨铸铁件性能要求的提高,其材料牌号和性能超出我国国家标准,现有国标中Q T450-10牌号铁素体基体球墨铸铁-40℃冲击吸收能量不足3J ,难以满足高寒地区行驶的汽车对其低温冲击性能的要求。
例如汽车底盘安保转向类铸件抗拉强度和-40℃低温冲击吸收能量分别达到450M P a 和5J ,这在国家标准中还没有明确对应的牌号。
因此,同时具有低温高韧性和高强度的球墨铸铁材料有很大开发价值,是很多企业及科研机构研究的重点,也将是低温球墨铸铁未来发展趋势之一。
1. 化学成分设计(1)碳含量 碳是石墨化元素,可提高球墨铸铁的石墨化程度。
碳含量高时,则析出石墨数量多,球径尺寸小,圆整度增加,有利于降低球体低温韧-脆转变温度,提高低温冲击韧性,但会造成石墨漂浮和球爆炸现象。
因此,碳含量(质量分数,下同)应控制在3.6%~3.8%。
(2)硅含量 硅是强烈促进石墨化元素,有利于铁素体体积分数的增加,同时固溶强化铁素体基体,提高铸件抗拉强度、屈服强度和硬度,但硅对球墨铸铁的低温冲击韧性有显著影响,当其含量超过2.5%时,每提高0.1%,韧-脆转变温度提高10~15℃,硅含量过高的球墨铸铁,即使能获得全部铁素体基体组织,也很难在低温冲击载荷的条件下使用, 因此一般低温冲击球墨铸铁的硅含量应在1.9%~2.3%。
(3)锰含量 Mn 是促进白口化的元素,在球墨铸铁凝固时,增加形成白口和碳化物倾向,强烈促进珠光体和渗碳体的形成,对低温球墨铸铁的冲击韧性损害十分严重。
铸态QT450—10球墨铸铁熔炼过程控制
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M ay 2009铸造技术F0U NDRY TECH N0L0GY铸态QT450—1 0球墨铸铁熔炼过程控制杨世洲,傅骏(1.西华大学材料科学与工程学院,四川成都610039;2.四川工程职业技术学院材料工程系,四川德阳618000)摘要:为了满足机车、车辆对制动机阀体零件强韧性能的要求,对铸态QT45O—lO球墨铸铁熔炼过程中化学成分的选择、球化处理、复合孕育处理以及处理后铁液停留时间等方面进行了控制。
经测试,所得材料的力学性能超过了GB1348—88标准中对QT450一lO的要求,金相组织也符合厂家标准。
关键词:铸态球墨铸铁;化学成分;复合孕育中图分类号:TG255 文献标识码:A 文章编号:1000-8365(2009)05—0599—03Control on Smelting Process of As-Cast 0T450-1 0 Nodular Graphite lronYANG Shi—zhou 。
FU Jun(1.School of Material Science and Engineering,Xihua University,Chengdu 610039,China;2.Department ofMaterial Engineering,Sichuan Engineering Technical College,Deyang 6 18000,China) Abstract:In order to meet technical requirement in strength and toughness property for the valvebody parts of brake system in locomotive and vehicle。
smelting process for as—cast QT450—1 Onodular graphite iron has been controlled in the aspects such as choice of chem ical constitution,spherOidisatiOn treatment, comprehensive modification treatment, stay time after spherOidisatiOnand modification etc. Through the test of the material, its mechanicaI properties exceed thespecification of as.cast QT450—1 0 nodular graphite iron in the standard GB 1 348.88. And itsmicrOstructure also meets the requirement of the factory.Key words:As—cast nodular graphite iron;Chemical constitution;Comprehensive modification随着我国铁路运输系统的不断发展,对机车、车辆提出了更高的要求,“高速、重载”是铁路运输行业在新时代条件下的发展目标。
QT450
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QT450-10球墨铸铁
概述
球墨铸铁是碳以球形石墨的形态存在,其机械性能远胜于灰口铁而接近于钢,它具有优良的铸造、切削加工和耐磨性能,有一定的弹性,广泛用于制造曲轴、齿轮、活塞等高级铸件以及多种机械零件。
牌号QT 450~10 标准GB/T1348-2009
为铁素体型球墨铸铁,韧性和塑性较高。
低温时,韧性向脆性转变,但低温冲击值较高,且有一定的抗温度急性变和耐蚀性。
用途较广,在农机中用于铧犁、犁柱、差速器壳等;通用机械中用作阀体、高低压气缸等;还可用于输电线路的钢帽等。
化学成份编辑
碳 C :3.70~4.00%
硅Si:2.15~2.93%
锰Mn:0.46~0.66%
硫S :0.010~0.016%
磷P :0.027~0.035%
镁Mg:0.027~0.050%
稀土Re:0.026~0.043%
碳当量:4.3~4.6
力学性能编辑
抗拉强度σb (MPa):≥450
条件屈服强度σ0.2 (MPa):≥250
伸长率δ (%):≥10
硬度:160~210HB
金相组织编辑
热处理规范:铸态或正火
金相组织:铸态:石墨+铁素体(基体组织)+珠光体
正火:石墨+较多的珠光体+铁素体,可获得较高的综合机械性能,特别是塑性和韧性提高。
用_法生产铸态QT450_10
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。
圆筒 形 球 铁 件铸 造 工 艺 的 改进
江西江州造船厂
以 往 我 厂 对 圆筒 形 球铁 铸 件采 用 顶 部
,
吴天羲
因此 冒 口 补 缩量 也就相 对
,
节 如图
,
。
所示
,
设置 大 冒口 的立浇方 案 如 图
,
所 示 结果是
增 大 同时 分层 浇 注时 的高温铁水 通 过 冒 口 颈 充 填型 腔 和 补 缩铸 件产 生 的 流通 效 应
,
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万
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——
图
田 另外 原工艺中冒
, ,
口
直 接 与 铸 件相 交 所
图
形 成 的 接 触 热 节 远 大 于 铸 件原 来 的几 何 热
一
一
现 代铸 铁
一九九四 年
第四 期
表
熔点
℃
工作沮度 度
℃
工作时 间
加
度 常沮 强度 根
发气
,
刚度
耐 离 沮 冲刷 性 能 不 破裂 曰
铁水 通过 浇口
对于
球 铁 曲轴 可 在铸 造 工 艺变 动
,
。 。
过 滤 网 对铁 水 有 机 械 档 渣作 用 能 滞 留
,
较 小 的 情 况 下 采 用 过 滤 网 注 意 之 点 主要 是
过滤 网 网孔尺 寸采用
“
在冒
口
根 部 与铸 件相 接处 产 生严 重 的缩 孔
。
”
,
松 缺陷
致 使 冒 口 颈处 铁水 温 度相应偏 高
的结 果 铸件与 冒
口
。
综 合作 用
。
颈接触处铁水凝 固 速度
球墨450-10的热处理工艺
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球墨450-10的热处理工艺球墨铸铁(又称球墨铸造、球墨铸铁)是一种材质优良、性能稳定的铸造铁,具有高强度、高韧性和良好的加工性能。
其主要特点是石墨以球状存在,从而提高了材料的韧性和韧度。
为了进一步优化球墨铸铁的性能,需要经过热处理工艺进行处理。
球墨450-10热处理工艺的步骤如下:1.预热:将待处理的球墨铸铁试件放入炉中,进行适当的预热。
预热的目的是让试件均匀升温,以避免温度梯度对试件产生不均匀的影响。
2.固溶处理:在预热后,将试件升至适当的温度,保持一定的时间,使石墨和基体铁元素扩散彼此之间,消除石墨团聚现象,进而增加材料的强度和硬度。
3.空冷或水淬:固溶处理完毕后,对试件进行快速冷却处理,以固定材料的组织结构。
一般情况下,用水淬冷却效果更好。
快速冷却能使试件中形成高碳化物,从而降低材料的韧性,提高硬度。
4.回火处理:经过水淬后的试件比较脆硬,通过回火处理可以恢复试件的韧性。
将试件加热至适当的温度,在一定时间内保持,使组织得到调整,形成较好的力学性能。
以上就是球墨铸铁450-10热处理工艺的一般步骤,下面将对每个步骤进行详细解释。
1.预热:预热是为了避免材料不均匀变形,通常会在500-600℃进行预热,持续时间根据试件的大小和数量来决定。
预热后,材料会均匀升温,避免温度梯度对试件产生不均匀的影响。
2.固溶处理:在预热后,将试件升温至大约900-950℃,并保持一定时间,使石墨和基体铁元素扩散,从而防止石墨团聚现象。
这个过程中,固溶体中的石墨微观形态发生变化,原本的片状石墨会转变成球状石墨,从而提高材料的韧性和韧度。
3.空冷或水淬:固溶处理完成后,需要对试件进行快速冷却以固定组织结构和硬度。
通常选择水淬冷却或空冷两种方法。
水淬冷却可以迅速降低试件温度,促使试件中形成高碳化物,提高材料的硬度。
而空冷则会使固溶处理后的试件保持较高的韧性,但相对硬度较低。
4.回火处理:经过水淬或空冷处理后的试件比较脆硬,为了恢复试件的韧性,需要进行回火处理。
QT450
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QT450-10球墨铸铁
概述
球墨铸铁是碳以球形石墨的形态存在,其机械性能远胜于灰口铁而接近于钢,它具有优良的铸造、切削加工和耐磨性能,有一定的弹性,广泛用于制造曲轴、齿轮、活塞等高级铸件以及多种机械零件。
牌号QT 450~10 标准GB/T1348-2009
为铁素体型球墨铸铁,韧性和塑性较高。
低温时,韧性向脆性转变,但低温冲击值较高,且有一定的抗温度急性变和耐蚀性。
用途较广,在农机中用于铧犁、犁柱、差速器壳等;通用机械中用作阀体、高低压气缸等;还可用于输电线路的钢帽等。
化学成份编辑
碳 C :~%
硅Si:~%
锰Mn:~%
硫S :~%
磷P :~%
镁Mg:~%
稀土Re:~%
碳当量:~
力学性能编辑
抗拉强度σb (MPa):≥450
条件屈服强度σ (MPa):≥250
伸长率δ (%):≥10
硬度:160~210HB
金相组织编辑
热处理规范:铸态或正火
金相组织:铸态:石墨+铁素体(基体组织)+珠光体
正火:石墨+较多的珠光体+铁素体,可获得较高的综合机械性能,特别是塑性和韧性提高。
铸态球铁QT450-10生产工艺
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铸态球铁QT450-10生产工艺铸造工业网今天1、生产条件及化学成分设计铁液采用冲天炉—感应电炉双联熔炼,其中冲天炉为3 t/h多排小风口热风酸性炉,感应电炉为2 t中频感应电炉。
球化、孕育处理前,铁液在感应电炉中进行进一步的脱硫处理,以获得高温、低氧化、低硫的原铁液。
生产中对铸态QT450-10的化学成分提出的要求为:3.4%~3.9%C,2.5%~3.0%Si,≤0.4%Mn,<0.050%P,<0.025%S,0.04%~0.10% Mg残,0.015%~0.04% RE残。
2 、熔炼过程控制要点(1)准备和检查工作时要使用的相关物品,如:FeSi75A115—B孕育剂、FeSiMg8RE5球化剂、增碳剂、铁液搅拌工具等。
(2)新包或4 h未使用的铁液包(0.5 t)使用前必须烫包,使用地上衡称量空包和装满铁液的包,计算一包铁液的重量(用以计算合金加入量)。
(3)孕育剂、球化剂合金预热温度应大于150℃,上限越高越好,但最高不超过400℃,并且预热时不能接触明火;孕育剂粒度3~20 mm,球化剂粒度10~25 mm。
(4)计算孕育剂、球化剂的加入量,孕育剂含硅按75%计算,加入量按1.0%~1.4%计算,球化剂含硅按44%计算,加入量按1.5%~1.8%计算。
(5)放置合金,合金放在凹坑式包底的凹坑内,由下至上的放置顺序为:球化剂一孕育剂一珍珠岩砂,并尽量塞实,如必要还应加压一块小于5 kg的生铁或钢板。
其中孕育剂只能加入计算量的70%,剩余的在处理时加入。
(6)铁液出炉前应制白口化试样,送做光谱成分分析。
确定C:3.7%~3.9%,Si:1.6%~1.8%。
成分分析达不到要求,应再对铁液进行调整,并观察原铁液浇注的三角试样的断面是否正常。
(7)调整铁液的处理温度为1480~1500℃。
使用测温仪测温并记录。
(8)球化和孕育处理①铁液倒人的落点应在包内无合金的一侧,以避免球化剂过早反应:②铁液倒人1/3~1/2时再从出铁槽加入孕育剂计算量的20%;③铁液加入预定值的约2/3时进行反应,反应基本完毕进行初次搅拌,然后加足铁液进行搅拌,搅拌深度必须超过铁液深度的一半。
QT450-10过桥箱铸造工艺数值模拟及其优化设计
![QT450-10过桥箱铸造工艺数值模拟及其优化设计](https://img.taocdn.com/s3/m/453aabb8ce2f0066f533229d.png)
QT450-10过桥箱铸造工艺数值模拟及其优化设计过桥箱是重型汽车上安装轮间差速器的部件,与主减速器壳体相连接,在汽车行驶过程中会受到很大的冲击和振动。
本文的主要目的是对砂型铸造球墨铸铁过桥箱的铸造工艺进行设计和研究,采用铸造模拟软件对过桥箱的铸造充型和凝固过程进行数值模拟,分析可能产生的铸造缺陷类型及其形成原因,进而对过桥箱的铸造工艺进行优化,以消除铸造缺陷,提高产品质量。
根据过桥箱的结构特点及性能要求,设计出过桥箱的顶注式初始铸造工艺方案,采用华铸CAE软件对初始方案的充型和凝固过程进行数值模拟,发现顶注式方案的铁液充型不平稳,易发生卷气、夹杂现象,而且由于过桥箱的主体薄壁处首先凝固,导致过桥箱的法兰和底部厚壁处需要使用不同的冒口进行补缩,造成铸件的工艺出品率低下,而且补缩效果不好。
凝固结束时过桥箱的法兰和大轴承孔处形成了较严重的缩孔和缩松缺陷,体积为4.42cc。
从加强补缩和改善铸件的剩余液相分布两个方面对过桥箱的顶注式初始铸造工艺方案进行优化,在法兰上远离补缩系统处增设暗冒口,在暗冒口上设置出气孔,以加强法兰处的补缩,并排出铁液因紊流而卷入的气体。
在过桥箱的大轴承孔和大凸台处放置冷铁,加快底部厚壁处铁液的凝固速度。
改变明冒口的冒口颈截面形状和面积,发现适当增大冒口颈截面积可以增强冒口的补缩能力,而且宽扁状的冒口颈截面形状更有利于补缩。
最佳的冒口颈截面尺寸使铸件上的缩孔、缩松体积减小为1.41cc。
由于顶注式方案不能完全消除缩孔、缩松缺陷,本文设计出过桥箱的底注式铸造工艺的初始方案。
从底注式初始方案的充型模拟结果中发现铁液的充型过程快速平稳,从凝固模拟结果中发现铸件上形成了自下而上的凝固顺序,但是由于冒口补缩时间过短,使铸件上形成了体积较大的独立液相区,导致凝固结束后产生缩孔缺陷,体积为2.43cc。
从改变冒口参数的方面对初始方案进行优化,发现冒口的高度过大时,不仅不能使冒口起到很好的补缩作用,反而会在冒口凝固时反吸铸件内的铁液,造成缩孔、缩松体积的增大。
利用废钢生产铸态QT450_10
![利用废钢生产铸态QT450_10](https://img.taocdn.com/s3/m/c8f00d1555270722192ef7fd.png)
2002年第1期铸造设备研究2002年 2月RESEARCH STUDIES ON FOUNDR Y EQU IPMEN TFeb.2002 №1收稿日期:2001-08-02作者简介:杨贵成(19632),男,工程师,主要从事铸造生产技术工作。
・应用技术・利用废钢生产铸态Q T450-10杨贵成(秦皇岛市开发区NPB 轴承有限公司,河北秦皇岛066004) 摘 要:本文对感应电炉熔炼条件下,原材料的选择,化学成发的确定,球化及孕育处理工艺进行了分析。
确定了利用大量废钢生产合成铸态Q T450-10球墨铸铁的工艺。
关键词:感应电炉;废钢;合成球墨铸铁 中图分类号: TG 255 文献标识码:B 文章编号:1004-6178(2002)01-0049-03The Production of QT 450-10C ast Using W aste SteelYAN G Gui 2chen(Qihuangdao Developing Area NPB Vearing Ltd.Hebei Qinhuargdao 066004,China ) Abstract :In this paper ,the selection of raw materials ,the define of chemic ingredient and the process of nodularization and inocu 2lation were analyzed under the condition of electric induction furnace melt.The process to produce composition 2Q T450-10cast using a great deal waste steel was defined. K ey w ords :electric induction furnace ;waste steel ;composition 2Q T450-10 目前,国内许多厂家都是采用冲天炉焙炼生产球墨铸铁,生产技术工艺也趋于成熟、稳定。
球墨铸铁性能及生产工艺
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2、珠光体 在球墨铸铁中,珠光体的形态一般分三 级:粗状珠光体、片状珠光体、细片状珠 光体。 随着珠光体的细化,球墨铸铁的强度 和硬度有所提高。若基体为粒状珠光体, 则球墨铸铁在保持一定强度的同时,具有 更高的塑性。
3、奥氏体、贝氏体、马氏体 由奥氏体、上贝氏体或下贝氏体通过等温淬 火,加入适当元素获得。 4、渗碳体 渗碳体多呈针状、条状,在球墨铸铁中易使 基体变脆,故应避免其出现。 5、磷共晶体 磷共晶体在球墨铸铁中对性能的危害比在灰 铸铁中大得多。沿晶界分布的二元或三元磷共晶 体,强烈降低球墨铸铁的韧性、塑性和强度,受 冲击时,裂痕总是沿磷共晶体边缘开始开裂。
二、合金元素 球墨铸铁的合金元素主要有钼、铜、 镍、铬、锑、钒、铋等金属。 这些元素的主要是起提高铸铁的强度, 稳定基体组织的作用。
球墨铸铁的凝固特点
1、球墨铸铁有Байду номын сангаас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
球墨铸铁的典型缺陷
1、球化不良和球化退化 特征:断口银灰色,分布芝麻状黑斑点。 金相组织分布大量厚片石墨。 原因:原铁液含硫高,过量反球化元素。 建议选用低硫焦炭,脱硫处理,必要时增 加球化剂稀土量,控制冲天炉鼓风强度和 料位。
1、金相组织 球状石墨外貌接 近球形,内部呈放射 状,有明显的偏光效 应。 石墨是由很多角 锥体枝晶组成的多晶 体,各枝晶的基面垂 直于球径,C轴呈辐 射状指向球心。
2、球化分级
球化级别
1级 2级 3级 4级 5级
说明
石墨呈球状,少量团絮,允许极少量 团絮状 石墨大部分呈球状,余为团状和极少 量团絮状 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
铸态铁素体球铁件的生产与质量操纵
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铸态铁素体球铁件的生产与质量操纵万杰兵我公司下属铸造厂要紧进行汽车底盘类零部件的铁素体球铁件生产,产品多是球铁小件,大部份铸件壁厚4—30mm,单重0.4—40kg。
过去采纳退火处置工艺。
自2001年后,采纳铸态铁素体球铁生产技术,取消热处置工艺,减少设备投资,缩短生产周期,节约能耗,节省工时。
同时还幸免热处置进程中铸件的变形、氧化、脱碳等缺点。
通过量年来的生产实践,我公司生产的铸态铁素体球铁件牌号QT450—10,品质稳固,知足客户的要求,取得良好的经济效益。
一、生产的大体条件1.1熔炼设备铸态铁素体球铁对原铁水的质量要求: 化学成份稳固,符合设计要求;好的冶金质量、干净、无氧化现象;高的出铁温度。
这就对熔炼提出要求。
我公司有四座5T冲天炉和四台美国PILLAR 2T电炉。
冲天炉—电炉双联熔炼,每班利用1座5T冲天炉和2台2T电炉熔炼,实行两班制。
利用山西铸造焦,固定碳大于80%以上,含硫量小于0.5%。
焦铁比为1:8的情形下,铁水出炉温度稳固在1420—1450℃。
然后出炉至电炉升温调质处置。
利用炉前快速C、Si分析仪和岛津光电发射光谱分析仪对铁水检测。
待化学成份调整到所要求的成份,温度达到1530—1550℃时,出炉进行球化处置。
1.2造型设备球铁凝固时有石墨析出,膨胀量大,生产可利用此特点,采纳刚性铸型,幸免铸型胀大,可取得致密、无缩孔、无宏观缩松的铸件。
为取得较强的刚性铸型,咱们采纳机械造型,砂型硬度大于95以上。
本公司采纳2条垂直分型无箱射压全自动造型线DISA2021线和1条DISA2032线。
二、原材料的选择原材料的选择对生产铸态铁素体球铁是很重要的,原材料的质量对铸件的质量起决定性作用。
原材料是前提,是一切基础的基础,应引发足够的重视。
2.1铸铁生铁生铁应高碳低硅,低锰、低磷硫。
由于这种铁素体球铁的化学成份要求较高。
选用地址生铁应慎重,因常规五元素(C、Si、Mn、P、S)尽管符合要求,但如果是含有干扰元素(Ti、V、Al、Ni)等,就会致使球化不良。
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Abstr act: By using medium frequency induction furnace melting and cupola - induction furnace duplex melting, pig irons with different compositions to produce as- cast ferrite nodular iron, the influences of melting equipments, raw materials, addition amount of nodularizing alloy, chemical composition, pouring temperature and pouring time on the properties of nodular iron was investigated. The chemical composition of test nodular iron was adopted as follows: w(C)3.6%~4.0%, w(Si) 2.4%~2.8%, w (Mn) 0.3%~0.4%, w (S)<0.02%, w (P)<0.06%. The addition of rare earth - magnesium - ferrosilicon alloy used as nodularizer was of 1.0% ̄1.8%. It was found by investigation that the low the sulphur content, the less the addition of nodularizer was needed, and the mechanical properties was: σb>450 MPa, δ>10%,; contrarily, the high the sulphur content, the more addition of nodularizer was needed, and the elongation was lower than required value: σb>450 MPa, δ<10%. Keywor ds: As- cast ferrite nodular iron; chemical composition; mechanical properties
摘要:采用中频感应电炉熔炼或冲天炉加工频感应电炉双联熔炼, 以及不同成分的生铁原材料来生产铸态铁素体球墨铸
铁, 研究熔炼设备、原材料、球化剂加入量、化学成分、浇注温度、浇注时间等对球铁性能的影响。试验球铁采用的化学成
分 为 : w(C) 3.6%~4.0%, w(Si) 2.4%~2.8%, w(Mn) 0.3%~0.4%, w(S)<0.02%, w(P)<0.06%。 球 化 剂 稀 土 镁 合 金 的 加 入 量 为
收稿日期: 2007- 01- 19
修定日期: 2007- 03- 10
作者简介: 王建民( 1966- ) , 男, 安徽岳西人, 在职博 士 , 副 教 授 ,
主 要 研 究 方 向 : 铸 造 合 金 和 表 面 技 术 , 电 话 : 0551- 2901372, E-
mail:wangjm1128@126.com。
球墨铸铁是通过对铁液进行一定的变质处 理来改变一次结晶时石墨的形核和生长条件。影 响铸态球铁生产稳定性的因素很多, 要稳定地生 产球墨铸铁, 必须把握好原铁液熔炼、球化处理、 孕育处理、炉前处理、浇注、清理及热处理和铸件 质量检验等几个环节[1~3]。
为使球墨铸铁组织达到性能和基体组织的 要求, 一般要进行低温退火、高温退火、正火加回 火、调质、等温淬火等热处理, 延长了球墨铸铁的 生产周期, 增加了生产成本[4~6]。针对这种情况, 本
1.0%~1.8%。研究发现: 原铁液 w(S)量愈低, 球化剂加入量愈少, 球铁的性能为: σb>450 MPa, δ>10%; 原铁液 w(S)量高, 球 化剂加入量大, 性能较差: σb>450 MPa, 但 δ<10%。 关键词: 铸态铁素体球铁; 化学成分; 力学性能
中图分类号:TG143.5, TG255
(1.School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009,China; 2.Baihu Valve Works, Lujiang 231508, China;3.Hefei Casting & Forging Works., Hefei 230001, China)
灰
Gray and Nodular Irons
铸
铁
及
球
墨
铸
铁
铸态 QT450- 10 球墨铸铁生产工艺研究
王建民 1, 刘君武 1, 周远标 2, 解明国 3, 王 迪 1, 林清泉 1
( 1.合肥工业大学 材料科学与工程学院, 安徽 合肥 230009; 2.白湖阀门厂, 安徽 庐江 231508; 3.合肥铸锻厂, 安徽 合肥 230001)
研究的目的是: 通过调整和控制工艺参数, 生产 铸态性能合格的 QT450- 10 铸件。
1 试验方法
选用两种不同的生铁, 熔炼设备是中频感应 电炉。熔炼采用 85%的生铁和 15%的球铁回炉 料 , 球 化 剂 为 稀 土 镁 合 金 , 其 成 分 主 要 是 w(RE) 3%, w(Ca) 3%~5%, w(Mg) 7%~8%, 加入量占铁液 重量的 1.8%。孕育剂为钡硅铁, 其主要成分是 w (Si) 68%, w(Ca) 3%~5%, w(Ba) 2%,加入量占铁液 重量的 1.1%, 加入方法为包底覆盖。选用的两种 球铁原生铁主要成分如表 1 所示。
Байду номын сангаас
文献标识码: B
文章编号: 1003- 8345( 2007) 02- 0048- 04
An Investigation Study on Pr oduction Pr ocess of As- Cast QT450- 10 Gr ade Nodular Ir on
WANG Jian- min1, LIU Jun- wu1, ZHOU Yuan- biao2, XIE Ming- guo3, WANG Di1, LIN Qing- quan1