_高强度灰铸铁熔炼技术发展趋势及最新研究成果
铸铁行业的趋势
铸铁行业的趋势
铸铁行业的趋势包括以下几个方面：
1. 高性能铸铁材料的发展：随着科技的不断发展，高性能铸铁材料的研发与应用不断推进。
这些材料具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，可用于制造高负荷和复杂形状的零件，满足不同领域的需求。
2. 绿色环保铸铁工艺：在铸铁行业中，环保问题一直是一个关注焦点。
未来铸铁行业将更加注重绿色环保的工艺和技术的研究与应用，减少污染物的排放，提高资源利用率和能源利用效率。
3. 自动化生产的普及与提升：随着智能制造的发展和工业自动化水平的提高，铸铁行业将不断推进自动化生产线的建设和优化，提高生产效率和质量，降低劳动成本，并且减少人为误差。
4. 3D打印技术的应用：近年来，3D打印技术在铸铁行业中的应用逐渐增多。
使用3D打印技术可以快速制造复杂形状的铸铁零件，并且可以节约成本和材料，提高生产效率。
5. 铸铁行业国际化发展：随着经济全球化的加深，铸铁行业将面临更加激烈的国际竞争。
铸铁企业需要不断提高技术水平，提供具有竞争力的产品，并积极开拓国际市场，实现可持续发展。
总的来说，铸铁行业的趋势是朝着高性能材料、绿色环保工艺、自动化生产、3D 打印技术和国际化发展等方向发展。
铸铁企业需要与时俱进，不断创新，适应行业的变化和发展。
灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究的国内外现状和发展趋势 案例范本
灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究的国内外现状和发展趋势案例范本
灰铸铁作为一种广泛应用的工程材料，在各个领域都有着重要的作用。
然而，由于其含碳量高、脆性大等特点，使得灰铸铁的焊接性较差，难以进行有效的焊接。
因此，灰铸铁的焊接问题一直是一个备受关注的研究方向。
国内外关于灰铸铁焊接性及焊接工艺的研究已经取得了一定的进展。
在国内，一些研究机构和企业已经开展了一系列的研究工作，探索了灰铸铁的焊接性及焊接工艺。
例如，中国机械工程学会曾经开展了“灰铸铁焊接新技术研究与应用”项目，通过实验研究和仿真分析，提出了一系列改进灰铸铁焊接工艺的方法。
在国外，一些发达国家也在灰铸铁焊接领域进行了深入研究。
例如，美国焊接学会（AWS）已经开发出了一系列适用于灰铸铁焊接的标准和规范。
同时，欧洲焊接协会（EWF）也在灰铸铁焊接领域进行了一系列研究，提出了一些新的焊接工艺和技术。
未来，随着科技的不断进步和人们对灰铸铁焊接性能的不断追求，灰铸铁焊接领域的研究将会更加深入和广泛。
预计未来几年，将会涌现出一批新的灰铸铁焊接工艺和技术，为灰铸铁的应用提供更加可靠和高效的焊接方法。
高强度灰铸铁生产技术新进展
高 强度 灰 铸 铁 的组 织 中应 有 一 定数 量 的 奥
世界铸铁 总产量为 ９３ ．万 ｔ 中灰铸铁件为 １６ ８ ， 其 ４５ ． ｔ 国灰铸 铁件 占世 界灰 铸铁 件总 量 ２３ ９万 ，我
的 ３． ２７ ％。在节 能降耗 、 汽车 轻量化 的形 势下 ， 灰
氏体枝 晶作骨架 ； 有足够数量共晶团数 目； 石墨
ｗ ｓｃ ｎ ｉ ｅｅ ｈ ｔ ｉ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｉ ｃｉ ｎ ｏ ｅ ｇ ａ ａ ｔ ｒｎ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｉ ｔ ｄ ｐ ｉｈ ＣＥ ｉｈ ｓｒｎ ｔ ， ａ ｏ ｓ ｒｄ ｔ ａ ｎ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｒ ｔ ｆｔ ｒ ｙ ｃ ｓ ｏ ｒ ｄ ｃｉ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ｏ ａ ｏ ｔｈ ｇ ，ｈｇ ｔ ｇｈ ｄ ｍａ ｄ ｅ ｏ ｈ ｉ ｏ ｅ
灰铸铁作为传统 的金属材料在铸造生产 中 占有重要地位［ 虽然近年来灰铸铁在世界铸铁 １ 】 。
总产 量 中所 占的 比例 有所 下 降 ， 但是 统计 数据 表 明灰铸铁 在 铸铁 件 中仍 占有 重要 地 位 。２０ ０ ６年
１ 优化化 学成分
１１ 优 化ＣＥ与 （ ｉ ｗ （ 比值 ． Ｓ ） Ｃ） ／
Ｚ ｅ ｇｈ ｕ Ｕｎｖ ｒｉ ， ｈ ｎ ｚ ｏ ４ ０ ０ ， ｈｎ ） ｈ ｎ ｚｏ ｉｅｓｔ Ｚ ｅ ｇｈ ｕ ５ ０ ２ Ｃ ｉａ ｙ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｒ ｃ ｎ ｒ ｇｅ ｓｏ ｉｈ ｓｒ ｎ ｔ ｒ ｙ ｃ ｓ ｏ ｒ ｄ ｃｉｎ ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｗ ｓ ｉｔｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｐ ｃｓｏ ｐ ｉ ｚ ｇ ｓｒ ｃ ： ｈ ｅ ｅ ｔ ｏ ｒｓ ｆ ｇ ｔｅ ｇ ｈ ｇ ａ ａ ｔ ｒ ｎ ｐ ｏ ｕ ｔ ｅ ｈ ｉ ｕ ａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｈ ｓ ｅ ｔ ｆｏ ｔ ｐ ｈ ｉ ｏ ｍｉｉ ｎ
现代灰铸铁熔炼技术
$#&
$#!
使用热分析技术 炉 前 利 用 热 分 析 方 法 ， 不 足 ’ ()* 就 能 确 定
碳、 硅、 碳当量的多少， 并从冷却曲线的几个拐点 上了解到初生奥氏体的形核过冷温度、 奥氏体生 长期的冷却速度、 共晶石墨或共晶渗碳体形核的 温度、 共晶生长的过冷度， 以及共晶生长的时间、 温度和速度， 从曲线的变化就能确定铸铁组织的 变化及石墨的形态， 有时可以当机立断采用不同 孕育加以调整改进， 又可观察到孕育改进后铁液 凝固的变化 +,-。 用热分析技术， 可以从容掌握与控制铸铁性 能， 是较为灵验的方法。
"
前言 铸铁作为结构材料历史悠久，因为它具有耐
关， 东风公司铸铁一厂使用工频炉熔化， 生产发动 机缸体铸件， 当 % &’( 为 )*)+ 、 废 % &,-( 为 "*!.+ 时， 钢 加 入 量 /#+01#+ 与 同 成 分 少 加 废 钢（ 加 入 量
磨、 耐热、 耐氧化、 耐腐蚀、 耐酸碱及好的减震性； 与其他合金比较又具有熔点低、 充型性好、 加工性 好和成本低廉的优越性，所以随着社会文明和人 们生活水平的提高， 铸铁的应用会越来越广。 铸铁的发展决定于吸收和采用先进工艺、 材 料和控制技术。 严格控制冶金因素、 合理选择铸铁 成分， 以及控制金属的冷却与结晶， 不降低碳当量 也能生产出高强度、 低硬度、 低应力的薄壁高强度 灰铸铁。 灰铸铁的产量仍占铸铁件的首位，为促进其 水平的提高与发展， 作者就控制冶金因素诸方面， 提出些意见。
铁液温度 # F 强度性能 弹性模量 硬度 柏松比
/ *22)/ (02 / (02)/ 322 / 322)/ 022
" " "
高强度灰铸铁(HT300)研究
高强度灰铸铁(HT300)研究作者：袁执一来源：《现代商贸工业》2010年第13期摘要:虽然人类掌握灰铸铁的熔炼技术已有好几千年的历史,但是在如何提高其强度和力学性能方面,我们仍然有很多工作要做。
在探寻企业在有效控制产品成本的前提下,稳定高效的生产高强度、高使用性能的灰铸铁的方法,提高产品的市场适应力,增强企业的市场竞争力。
关键词:高强度灰铸铁;铸造;熔炼工艺中图分类号:TB文献标识码:A文章编号:1672-3198(2010)13-0369-010 前言随着公司市场开发拓展,越来越多的高技术质量要求的铸造产品纳入公司的生产序列。
在有效控制生产成木的前提下,如何稳定高效的获得高强度灰铸铁,满足顾客的定货要求,是我们一个研究课题,本文叙述了在电炉熔炼的条件下,高强度(HT300)灰铸铁的生产技术。
1 目标在尽量保持原有的熔炼工艺基础上,通过综合运用现有的熔炼技术,达到细化灰铸铁中的石墨,适当增加灰铸铁中珠光体含量,形成碳化物以提高灰铸铁的机械性能,使其抗拉强度达到300N/mm2,并将三角试片白口宽度控制在4mm以下,防止“白口”现象的发生,以保证产品的质量。
2 面临的问题我们厂生产的灰铸铁件主要牌号足HT200和HT250,无法生产抗拉强度达300N/mm2到合格的HT300产品。
主要原因是铸件内部珠光体含量少,石墨多数成片状,从而分割基休,在石墨尖角处且易造成应力集中,形成了许多微小裂纹,使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢,因此降低了铸件的机械性能。
3 分析影响材料性能的因数有:3.1 碳当量对材料性能的影响决定灰铸铁性能的主要因素为石墨形态和金属基体的性能。
当碳当量(CE=C+1/3Si)较高时,石墨的数量增加,在孕育条件不好或有微量有害元素时,形成大量片状石墨。
这样的石翠会大大降低灰铸铁的强度。
在材料中珠光体具有好的强度、硬度,而铁素体则质底较软而且强度较低。
当随着C、Si的量提高,会使珠光体量减少,铁素体量增加。
高强度灰铸铁熔炼技术发展趋势及最新研究成果
使用 的是 高 纯生铁 也 被证 明是落 后 的 ， 它是 熔化 设 备 和熔炼 丁 艺落 后 的双 重体 现 。 同时需 要说 明 ， 大 量使 用废 钢 增碳 工艺 提 高灰 铸铁 性 能 ， 其铁 液 的收
缩 和 白口倾 向反 而降低 ， 就是增 碳 的功劳 。 进入 新世 纪 ， 铸铁 的研 究 进 入 了一个 新 的活 灰 跃期 。许 多 新技 术 、 ｒ 的开 发应 用 为灰 铸铁 材 新一 艺
随着 重 型 卡 车 功率 的不 断 提 高 和 节 能 减 排 指 标 的更 加严 格 ， 柴油 发动 机 缸体 缸盖 正 在 向更 高 强
度 发展 ， 料 已从 Ｈ ２ ０发展 到 Ｈ ２ ０ 近 几 年 更 材 Ｔ０ Ｔ５ ，
收 缩倾 向并没 有 因此 增加 。
１ 灰铸 铁 熔 炼技 术 简要 回顾 及 发展 趋
向 ，减少灰铸铁 的断面敏感性 ，改善石墨形态 ，提高材料性能 。指 出随着熔炼 ＿艺水平的提高和铁 液炉前处理技术的创新 ， ｒ
Ｈ ３０材 料 已产 业 化 应 用 ， Ｔ ５ 及 更 高 牌 号 的 灰 铸铁 材 料 也 已经 能够 达 到 。 Ｔ０ Ｈ ３０ 关键 词 ： 铸 铁 ； 强 度 ； 灰 高 冲天 炉一 感 应 炉 双 联 ； 应 炉增 碳 感
是要 求 Ｈ ３０ Ｔ ０ 。更 高牌号 的灰 铸铁材 料被 多数人认 为并 不适 合 生产 缸体 缸 盖这 类复 杂 铸件 ， 如有 需 求 可能会 被蠕 墨铸铁 所替 代 。然 而 ， 许多 研究 表 明 ， 如
能采 取先 进 的熔 炼工 艺 以及 先进 的铁 液 处理 技 术 ， 灰铸 铁 的强度 性 能仍 有大 幅提高 的潜 力 ， 铁 液 的 而
HT300高强度缸体缸盖材料熔炼技术研究
ｄ ｃ ｅ ｓ ｒ ｐ ｒｉｓ ｏ ａ ｔｎ ｓ ｅ ｅ ｔｏ ｆ ｅ ｒ ｕ ｉｉ ｇ ａ ｅ ｔｉ ｔ ｅ ｋ ｙ ｏ ｌｉ ｇ ｗｉ ｕ ｌｓ ｅ ｌｓ ｒ ｐ ｃ ａ ｇ ；ｉ ｉ ｅ ｅ ｓ ｒ ， ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｏ ｕ ｅ ｈ － ｅ ｒ ａ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｆｃ ｓ ｉ ｇ ；ｓ ｌ ｃ ｉ ｎ ｏ ａ ｂ ｒｚｎ ｇ ｎ ｓ ｈ ｅ ｆｍｅｔｎ ｔ ｆ ｌ ｔ ｅ ｃ ａ ｈ ｒ ｅ ｔ ｓ ｎ ｃ ｓ ａ ｙ ｉ ｒ ｅ ｏ ｐｒ ｄ ｃ ｉ ｅ ｈ ｓｒ ｎ ｔ ｒ ｙ ｉｏ ａ ｔｎ ｓ ｗｉｈ ｒ ｌ ｔｖ ｌ ｉ ｈ ｃ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｎ ｃ ｎ ｅ ｔ ｔ ａ ａ ｕ ｅ ｏ ｉ ｃ ｅ ｓ ｒ ｐ ｉｅ ｎ ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔｎ ｒ ｃ ｓ ｎ ，ａ ｔｅ ｇｈ ｇ ａ ｒ ｎ ｃ ｓ ｉ ｇ ｔ ｅ ａｉ ｅ ｙ ｈ ｇ ａ ｂ ｎ ａ ｄ ｓｌ ｏ ｏ ｔｎ ， ｏ ｔｋｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ｇ ａ ｈ ｔ ｕ ｌ ｉｉ ｈ ｌ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ａ ｄ ｔ ｉ ｉ
２１２ 增碳 剂选 用是全 废钢熔 炼 的关键 ．． 采用 全废钢 电炉熔 炼工艺 ， 必须 解决 增碳技 术 ， 增碳 剂就 成为增 碳工 艺 中最 重要 的环节 。增碳 剂质
铸铁 件使 用合金 并不 多 ， 材料 的强度 都很 高 ， 削 但 切 加 工 性 能 也 很 好 ； 在 我 国 ， 然 加 入 了大 量 的 合 而 虽 金， 材料 的性 能却达 不到 他们 的水平 ， 其根本 原 因就
新一代高强度钢铁发展趋势及核心技术分析
新一代高强度钢铁发展趋势及核心技术分析随着工业化和城市化的持续推进，对于各类工程结构、交通工具以及机械设备的需求逐渐增加，对材料强度和耐久性的要求也日益提高。
高强度钢铁作为一种优质材料，具有强度高、耐腐蚀性强、较高的抗疲劳性和良好的可塑性等特点，被广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
本文将探讨新一代高强度钢铁的发展趋势及核心技术。
1. 高强度钢铁的发展趋势随着技术的不断进步和需求的不断变化，高强度钢铁发展出了以下几个趋势。
1.1 高强度与韧性的平衡传统的高强度钢铁往往在追求强度时会降低韧性，导致其在某些应力较高的环境下易于断裂。
新一代高强度钢铁则更加重视强度与韧性的平衡，使得材料在应对外力时既能够保持稳定的强度，又能够具备足够的韧性以防止断裂。
1.2 输入化与多功能性高强度钢铁不再仅仅是单一应用于某一领域，而是趋向于多功能性的发展。
例如，在汽车行业中，高强度钢铁不仅可以用于车身结构的加固，还可以用于碰撞保护、轻量化设计以及降低车辆噪音和振动等方面。
1.3 轻量化设计与能源节约高强度钢铁在保持强度的同时，能够实现结构的轻量化设计，从而减轻整体重量。
在汽车和航空领域，轻量化设计不仅可以提高燃油效率，降低碳排放，还可以提升机动性和航空器的载重能力。
2. 新一代高强度钢铁的核心技术为了满足新一代高强度钢铁的发展趋势，培养和发展核心技术至关重要。
以下是一些新一代高强度钢铁的核心技术。
2.1 精确的合金设计与处理工艺通过精确的合金设计和处理工艺，可以调整高强度钢铁的化学成分和晶体结构，从而达到所需的强度和韧性。
例如，通过添加合适的合金元素和采用适当的热处理方法，可以提高纳米晶钢的强度和韧性。
2.2 高效的制备工艺高强度钢铁的制备工艺也是关键的核心技术之一。
采用先进的制备工艺，例如热轧、热处理、冷轧和热处理等，可以实现高强度钢铁的精确控制和优化性能。
2.3 先进的表面处理技术高强度钢铁在应用过程中需要具备优异的耐腐蚀性和抗疲劳性。
灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究的国内外现状和发展趋势
灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究的国内外现状和发展趋势灰铸铁是一种常见的铸造材料，在机械和建筑行业广泛应用。
由于其易于加工和成本低廉的优点，灰铸铁被广泛应用于制造各种机械零件和机床，并且通常用于建筑行业中的排水管道和其他需要耐腐蚀的结构部件的制造。
然而，由于灰铸铁的化学成分和物理结构复杂，因此其焊接性能显得尤为重要。
本文将旨在探讨灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究的国内外现状和发展趋势。
首先，灰铸铁的焊接性不高是公认的事实。
这是由于灰铸铁的铸造过程中包含了大量的夹杂物和气孔，比如石墨和针状金属硅，使其焊接难度加大。
针状金属硅是灰铸铁起强度的关键元素之一，但同时对导电性和热传导性能产生负面影响。
同时，灰铸铁的热膨胀系数较高，且易于开裂。
由于这些特殊的物理和化学属性，灰铸铁的焊接通常较困难，远比钢、铝、铜、铜合金等其他可焊接材料更为困难。
为了实现更好的焊接结果，必须了解灰铸铁的特性以及已发展的各种焊接过程。
其次，国内外普遍采用的几种灰铸铁焊接方法是氧焊、电弧焊和氩弧焊。
氧焊和电弧焊方法已经使用了很长一段时间并且已经有了较多的成功实例，但是它们的缺点是需要使用非常高的焊接温度，因此会引起材料结构的变化和组织的变形。
此外，氧焊和电弧焊法的焊缝强度都比较低，且容易出现裂纹。
而氩弧焊则具有更好的焊接性能，由于使用的焊接温度相对较低，组织和结构的变化也相对较小，因而具有更好的焊接品质。
氩弧焊的优点是焊缝表面光滑、强度高、密封性能好、成本低廉等，但它仍受到其液态金属热扩散率大、追焊性不好的影响。
第三，当前的国内外研究趋势主要是开发能够有效提高灰铸铁焊接强度和稳定性的新型材料和焊接工艺。
比如，一些国内研究者尝试添加表面活性剂等物质来降低灰铸铁的表面张力，同时结合适当的预加热，能够在氩弧焊过程中实现更高的焊接效果。
另一方面，在工业应用领域，一些企业也在探索发展更稳定和经济的焊接解决方案。
比如，大量采用的是先将灰铸铁材料的表面用钻头予以预处理，提高其表面的光泽度和平坦度，并结合在氩气环境中进行的等离子弧焊/激光焊等高温焊接技术，以实现灰铸铁的焊接。
高强度灰铸铁熔化技术.
高强度灰铸铁熔化技术长城须崎铸造股份有限公司（简称 CSMF 传统的灰铸铁熔炼控制方向是低碳高强度铸铁（ C ：2.7~3.0 ，Si ：2.0~2.3 ，Mn ：0.9~1.3 ）这样的材料虽然能够满足材料机械性能的要求，但其铸 造性能、加工性能却较差，随着公司市场开发拓展，越来越多的高难度、高技术质量要求的铸造产品纳入CSMF 勺生产序列，特别是 CSMf 用工频电炉熔炼工艺取代冲天炉熔炼工艺，如何在电炉熔炼条件下获得高碳当量高强度铸铁，满足顾客的定货要求，是我们当时的一个研究课题，本文叙述了电炉熔炼的条件下高 强度灰铸铁勺生产技术。
1 影响材料性能勺因素1.1 碳当量对材料性能勺影响决定灰铸铁性能勺主要因素为石墨形态和金属基体勺性能。
当碳当量（ 较高时，石墨勺数量增加，在孕育条件不好或有微量有害元素时，石墨形状恶化。
这样勺石墨使金属基体 能够承受负荷勺有效面积减少，而且在承受负荷时产生应力集中现象，使金属基体勺强度不能正常发挥， 从而降低铸铁勺强度。
在材料中珠光体具有好勺强度、硬度，而铁素体则质底较软而且强度较低。
当随着C 、 Si 勺量提高，会使珠光体量减少，铁素体量增加。
因此，碳当量勺提高将在石墨形状和基体组织两方 面影响铸铁铸件勺抗拉强度和铸件实体勺硬度。
在熔炼过程控制中，碳当量勺控制是解决材料性能勺一个 很重要勺因素。
1.2 合金元素对材料性能勺影响在灰铸铁中的合金元素主要是指 Mn Cr 、Cu 、Sn 、Mo 等促进珠光体生成元素，这些元素含量会直接影响珠光体勺含量，同时由于合金元素勺加入，在一定程度上细化了石墨，使基体中铁素 体勺量减少甚至消失，珠光体则在一定勺程度上得到细化，而且其中勺铁素体由于有一定量勺合金元素而 得到固溶强化，使铸铁总有较高勺强度性能。
在熔炼过程控制中，对合金勺控制同样是重要勺手段。
1.3 炉料配比对材料勺影响过去我们一直坚持只要化学成分符合规范要求就应该能够获得符合标准机械性能材料勺观点，而实际上这种观点所看到勺只是常规化学成分，而忽略了一些合金元素和有害元素在其中所起 的作用。
高碳当量高强度灰铸铁的研究
高碳当量高强度灰铸铁的研究第24卷增刊石油机械1996阜高碳当量高强度灰铸铁的研究多/一q-垄篮童潘保胜』'棚丽丽摘要提高灰铸铁碳当量和锰量,并分别加入与不加入台金,研究它们对灰铸铁组织和性能的影响.不加入台金时,在高碳当量(CF=3.9%一4.2%)高锰量(Mn=1.8%一2.4%)条件下,可使抗拉强度稳定达到250MPa.当加入0.2%一0.4%Cr和0.2%一O.8%Cu时,在高碳当量高锰量条件下,可使抗拉强度稳定达到300MPa.除作常规的机械性能检测外,还对其成熟度嬲,相对硬度R//,品质系数&,共晶度&和弹性模量E等进行了检测,表明高碳当量高强度灰铸铁是一种低收缩,低应力,品质优良的灰铸铁.工业发达国家十分重视对灰铸铁的研究,其着眼点是提高碳当量,在保证良好铸造性能的同时获得强度高,性能稳定,品质单一的铸铁件.目前对高强度灰铸铁除作常规机械性能检测外,还提出了成熟度RG(相对强度昭),硬化度ltG(相对硬度RIt),品质系数&,共晶度&,弹性模量五等柱强I指标.关于这些指标的意义及计算公式可参见文献[1].研究的理论出发点我们的研究着眼于两个方面:一是使其具有整体优良的铸造性能,即收缩量小,铁水流动性良好,铸造残余应力低,自口化倾向小;二是使其具有良好的金相组织和机械性能,即奥氏体枝晶多,石墨细小,珠光体量多,共晶团和枝晶内外显徽硬度相对均匀.平均度高,抗拉强度高,硬度值适宜于切削加工.根据金属学原理,铸铁碳当量越接近共晶点其铸造性能越好.即碳当量越接近4.28%铸造性能越好.因高强度铸铁均为亚共晶铸铁,故提高灰铸铁的铸造性能实质就是提高碳当量.提高碳当量的不利影响是使石墨化倾向增大,降低基体珠光体含量和分散度,从而降低灰铸铁的强度和硬度.-李健章.高级工程师,生于1963年.1984年毕业于天津大学铸造专业.现从事熔炼拄术管理.地址}(062552)河北省任丘市.电话:(∞圩)2726928.(收稿日期;1996-06-041修改稿收到日期:1906-10-09)石油机械1996点灰铸铁的金相组织由金属基体和片状石墨组成.基体的强度随珠光体含量和分散度的增加而提高.减少石墨数量,细化石墨片,使石墨片均匀弥散分布能显着减小对基体的割裂作用.在灰铸铁的基本成分中提高锰量能使珠光体含量和分散度显着增加;同时提高锰量能阻碍石墨的析出并使铁水激冷倾向增大而使石墨细化.这样,提高锰量能使灰铸铁强度显着提高.锰是弱的碳化物形成元素,在显着提高强度的同时,白口化倾向无显着增加,对铁水流动性,收缩性,残余铸造应力几乎无影响.碳当量和锰量同时提高的结果,使各自的不利影响相互抵消.而在铸造性能方面,碳当量的有利影响占优势;在强度性能方面,锰的有利影响占优势.这样,高碳当量高锰铁就可成为兼有优良铸造性能和高强度的铸铁材料.根据上述观点,我们查阅了大量的技术资料,参照国外的发展趋势和国内的前沿性研究结果,确定了灰铸铁的化学成分:C=3.9%一4.2%;C=3.2%一3.5%;Si=1.6%一2.1%;Mn:1_8%一2.4%;~hSi=1.12—1.23.试验研究结果及分析华北石油管理局第二机械厂生产的抽油机曲柄采用HT250灰铸铁.1992年以前,一直沿用传统的化学成分控制熔炼灰铸铁的成分.传统成分的灰铸铁牌号越高其碳当量就控制得越低.碳当量越低,铸造生产时收缩倾向和白口倾向就越大,铁水流动性就越差,铸造残余应力就越大.这样,由于收缩引起的表面大面积缩凹缺陷和由于铁水流动性差引起的齿部冷隔缺陷,就造成很多废品和次品;在成品中由于形成硬度高的表面及局部白口,使切削加工性能变差;由于收缩造成的残余铸造应力很大,必须经过很好的消除应力退火才能使用.在实际生产中,为获得较好的铸造性能,不得不将强度降低一些.这样,曲柄实际铸铁性能只能达到HT200号灰铸铁的指标,达不到设计要求的HT250号灰铸铁的性能.自1992年1月开始进行这项研究工作.在抽油机曲柄生产中进行了9炉生产性试验,生产曲柄18块,总重63t.熔炼设备为3t/h冲天炉.9炉的单铸试棒直径为30mm,单铸试棒化学成分,抗拉强度,金相组织和布氏硬度检测结果见表1.表1试验灰铸铁单铸试棒的化学成分%炉敬123456789平均C3.3O3.403.563.603643493.523.393.403.48化1.69I.凹178l_78l_921.761.792062.06184学Mn2.041.982.1l2.04I.932092192.402.372.13成分P0068O.06800880.084O.0820.O.0690.1∞O.I2O0085S0.∞30.014O.OO056O.054OO65O.∞9O.O"O.00o6l(MPa)掰2912.50弼336拍0258蜕27OHB邶194I8lI841781l84193192l88盘相基体组錾l%一99%殊光体.石墨呈A型均匀分布.从表1中可以看出.高碳当量高锰量灰铸铁抗拉强度在250MPa以上,是一种高强度灰第24卷增刊李健章等:高碳当量高强度灰毒寺轶的研究铸铁,其硬度适中,适合切削加工,生产的曲柄外观良好.根据单铸试棒的检测数据,利用文献[1]中公式计算了成熟度,相对硬度,品质系数, 弹性模量和共晶度,计算结果见表2.从表2中看出,高碳当量高强度灰铸铁的品质相当或接近国外水平.表2试验灰铸铁单铸试棒的性能试验结果炉欢123456789平均船0.991.0911O1.121.241豫1.I】1.031.04111J州0.900.850860.890.84O750.860.900.9l086&1.101281.281261.481.841291.141.141290.12O.120.120.11012O.130.120.120.120.12&0.88O.9】0.960970990.940.950930.940.94高碳当量高强度灰铸铁的试验成功,不但很好地解决了上述难题,也对随后的研究工作给予了强有力的支持.从试验成功时起,华北石油管理局第二机械厂生产的抽油机曲柄全部采用了高碳当量高强度灰铸铁.在随后的研究工作中,严格控镧灰铸铁的化学成分,从而保证了抗拉强度稳定在250MPa以上,平均值在270MPa.此外,我们还分析研究了高碳当量高强度灰铸铁的收缩性,铸造残余应力,白口倾向,断面敏感性,微量台金化等,研究结果如下.1.收缩性一般设备所用灰铸铁是亚共晶铸铁,即c目值为3.2%一4.3%的铸铁.从铁水浇注到完全凝固,体积变化可分为三个阶段,即熔液收缩,奥氏体枝晶初晶收缩,共晶凝固膨胀.根据文献[2]可得:熔液收缩量%式中:为浇注温度.奥氏体枝晶初晶收缩量','一,'A=3.5×—暑%P—式中:为共晶碳量;为奥氏体最大固溶碳量.共晶奥氏体收缩量=(1-Q/]oo)×等等曷s%共晶石墨膨胀量F=(1一Q/]OO)340%这些结果加在一起就得到了从浇注到凝固整个过程的体积变化.表3是浇注温度为1350~C时高碳当量高强度灰铸铁与传统HT250灰铸铁的计算结果.从计算结粜看,高碳当量高强度灰铸铁比传统瑚50的收缩小得多.在实际生产中,由于高碳当量高强度灰铸铁具有更高的流动性,浇注温度可降低,故其收缩还要小.2.断面敏感性我们浇注了壁厚相差7倍阶梯形试样,在每个阶梯的中部锯断,并在断面中心处测定其石油机械1996卑布氏硬度值.结果表明,断面硬度值差只有HB8.这说明高碳当量高强度灰铸铁对壁厚不敏感,断面敏感性小,薄壁处与厚壁处基本组织均匀.因此,此种灰铸铁能适应壁厚悬殊铸件,薄壁件,厚大件生产的需要.苎鐾苎苎经苎籼多炉次的炉前三角试片检验,自::::::::=:::::::::===::::.::口宽度均不超过l,说明其白璺!l兰墨璺苎堡垦l堕竺n倾向小.查阅传统HT250灰:l;..4848l-铸铁炉前记录,其白口宽度为3共晶磺量cl3.73l383～7irma.用高碳当量高强度灰铸奥氏体量太固涪碳量l-56l?66铁生产的曲柄切削加工性能良奥嚣il::l瑚,34好,束出现过从前用传统}玎f250共晶奥氏体收靖量l2.96l2.07灰铸铁生产时因齿部白口化而造共晶石墨膨胀量I6.48l53成的难加工和崩齿现象.塑翌型匕_二垒二二盟_L———旦兰———』—苎4.铸造残余应力采用应力框法测定了铸态和去应力退火后的铸造残余应力.应力框用同包铁水浇注.结果表明,铸态平均值为32~Pa,退火态平均值为31.5咖,退火后铸造残余应力没有显着下降,证明高碳当量高强度灰铸铁是一种低应力灰铸铁.5.微量合金化在高碳当量高强度灰铸铁的基本成分中,加入0.2%一O.4%铬和0.2%O.8%铜,测试其抗拉强度.结果表明抗拉强度可提高20～50MPa,在选择较高台金量时可使抗拉强度稳定达到3o0加以上.采用铬铜微量合金化,其铸造性能无显着变化.结论华北石油管理局第二机械厂自1992年开始用高碳当量高强度灰铸铁生产抽油机曲柄,共生产曲柄250块,总重875t.用高碳当量高强度灰铸铁生产抽油机曲柄的优越性有:1保证了曲柄的强度性能,稳定了生产.2,高碳当量高强度灰铸铁的铸态应力低,自1993年起取消了去应力退火,大大节约了能源,减少了生产工序.3,白口倾向小,硬度适宜,提高了切削加工效率,防止了因断齿而使曲柄报废的生产事故.4.铁水流动性好,避免了齿部冷隔缺陷,减少了大量焊补工作和节省了贵重铸铁焊条.5.收缩性小,从而减小或取消了冒口,控制浇注温度使工艺出品率从70%提高到90%.参考文献1杨国杰.灰铸铁的成熟度与相对强度,硬化度与相对硬度,品质系数或质量指数(2):382真毁统.灰铸铁的凝固与产生缩孔的条件.铸造,1988,(11):42—43铸造技术,1992,(奉文蝙辑蒋新源)。
高牌号灰铸铁熔炼的研究
灰 铸铁 中，主要元素为 ｃ ｉ 、Ｓ、Ｍｎ 、Ｐ 、Ｓ ，其 中 ｃ、 Ｓ、Ｐ是促进 石 墨化 元 素 ，而 Ｍｎ ｉ 、Ｓ为 阻碍 石 墨 化元 素。为了减 少石 墨片 的数量 ，就 必须 降低 ｃ、Ｓ、Ｐ的 ｉ 含量 ，同时提高 Ｍｎ 、Ｓ的含量 ，故其碳当量一般来说较 低 ，都属于亚共晶铸铁。但 是由于碳在铸铁 中以两种形
的圆柱直浇道。
（ ）横浇道一个 ，尺寸为 ５
：６ ０ｍ ，用 上边 为 ．
（ ）长方形 冒口对斜侧 面起 到了补缩作用。 ３
１ ｍ 下边为２ｍ 、 为３ｍ 梯形横浇 ８ 、 ｍ ２ ｍ 高 ０ ｍ的 道。
（ ） 内浇道 ２个 ，尺 寸为 Ｆ ６ ＝７ ２ｍ ，用 上边 为 ．ｃ １ｒ ４ ｍ、下边为 １ ｒ ａ ６ ｍ、高为 ２ ｍ ａ ４ ｍ的梯形内浇道 。 （ ）各浇道截面 比为 Ｆ ： ： ＝１２ ２ ４ ７ 自Ｆ Ｆ ：： ． 。 （ ） 冒口为长方 形 ，具体 尺寸为 ：底部 长 ２０ ８ ２ ｍｍ， 两侧和铸件侧 面平齐 ，底部宽 ３ ｍ ０ ｍ，高度 ６ ｒ ０ ｍ。 ａ （ ）浇注温度为 ７ ０Ｃ，浇注时间为 ８ 。 ９ ３￣ ｓ
力学性能。
情况灵活掌握 。由于孕育方式的不 同，孕 育剂的加入量
也会有所 变化 。
孕育过程是对原铁液短时间的一 种作用 ，故对铁 液 的浇注时间必须加 以限制 ，如果浇注时 问过长就会失 去
孕育效果 ，使铸件的力学性 能降低 。
２ ．稀土合金铸铁
在生产孕育铸铁时 ，需 配人大量 的废 钢 ，如果利用 冲天炉进行熔炼有时可能会有困难 ，况且 由于铸造业 的 发展 ，废钢供不应求 ，有时会直接影 响生产。为此我们
高强度灰铸铁熔炼技术
高强度灰铸铁熔炼技术【摘要】本文介绍了在电炉熔炼过程中，如何在较高的碳当量和较好的机加工性能要求的条件下获得高强度灰铸铁的熔炼技术，以及如何对材料的微量元素进行控制。
关键词：灰铸铁 碳当量 力学性能 加工性能 微量元素长城须崎铸造股份有限公司（简称CSMF ）传统的灰铸铁熔炼控制方向是低碳高强度铸铁（C ：2.7~3.0，Si ：2.0~2.3，Mn ：0.9~1.3）这样的材料虽然能够满足材料机械性能的要求，但其铸造性能、加工性能却较差，随着公司市场开发拓展，越来越多的高难度、高技术质量要求的铸造产品纳入CSMF 的生产序列，特别是CSMF 用工频电炉熔炼工艺取代冲天炉熔炼工艺，如何在电炉熔炼条件下获得高碳当量高强度铸铁，满足顾客的定货要求，是我们当时的一个研究课题，本文叙述了电炉熔炼的条件下高强度灰铸铁的生产技术。
1 影响材料性能的因素1.1 碳当量对材料性能的影响决定灰铸铁性能的主要因素为石墨形态和金属基体的性能。
当碳当量（CE=C+1/3Si ）较高时，石墨的数量增加，在孕育条件不好或有微量有害元素时，石墨形状恶化。
这样的石墨使金属基体能够承受负荷的有效面积减少，而且在承受负荷时产生应力集中现象，使金属基体的强度不能正常发挥，从而降低铸铁的强度。
在材料中珠光体具有好的强度、硬度，而铁素体则质底较软而且强度较低。
当随着C 、Si 的量提高，会使珠光体量减少，铁素体量增加。
因此，碳当量的提高将在石墨形状和基体组织两方面影响铸铁铸件的抗拉强度和铸件实体的硬度。
在熔炼过程控制中，碳当量的控制是解决材料性能的一个很重要的因素。
1.2合金元素对材料性能的影响在灰铸铁中的合金元素主要是指Mn 、Cr 、Cu 、Sn 、Mo 等促进珠光体生成元素，这些元素含量会直接影响珠光体的含量，同时由于合金元素的加入，在一定程度上细化了石墨，使基体中铁素体的量减少甚至消失，珠光体则在一定的程度上得到细化，而且其中的铁素体由于有一定量的合金元素而得到固溶强化，使铸铁总有较高的强度性能。
北京科技大学科技成果——高强度高刚度灰铸铁生产技术
北京科技大学科技成果——高强度高刚度灰铸铁生产技术成果简介
我校研制开发的高强度高刚度灰铸铁生产技术是国家“八五”重点推广项目，曾获北京市科技进步一等奖、二等奖和其它省市科技进步奖及其它类别奖共11项。
该技术通过合理选择冲天炉熔炼工艺，调整铁水的成分，严格孕育，在较高碳当量条件下，获得高牌号的优质灰铸铁，如HT250、HT300及HT350，而且铸铁具有高的弹性模量（120000-135000MPa），残余应力可下降15-20%，铸件可以取消热时效，进一步降低生产成本，铸件还具有很好的组织均匀性、很小的白口倾向性和良好的机加工性。
高强度高刚度灰铸铁适用于制造各种机械的铸造毛坯，如内燃机铸件、汽车铸件、机床铸件、工程机械、发电设备、拖拉机铸件及其他通用机械铸件，因此高强度高刚度灰铸铁的市场很广阔。
经济效益及市场分析
高强度高刚度灰铸铁生产技术经过系统的实验室研究和长期的实际生产验证，已经应用该技术的企业都取得了明显的技术经济效益，直接经济效益可达每万吨120万元。
该技术符合国情，不需要技改投资，不需要改变现有生产工艺，能在较短时间内取得预期的效果，推导企业的技术进步，为机器产品提高档次、更新换代提供坚实的基础。
合作方式
本项目采用技术转让费的方式进行合作，具体项目签订相应的技术合同。
高强度灰铸铁的研究现状及展望
为了提高灰铸铁的强度，各国都进行了大量的研究工作。
美国铸造协会AFS于1997年成立了专门的薄壁铸铁集团（TWIG）来完善高强度铸件及薄壁件的技术；日本面向21世纪高强度薄壁灰铸铁技术得到了政府三千万日圆的支持；我国在“七五”期间将高强度薄壁灰铸铁技术列为攻关项目，进行了大量的研究，并取得了丰硕的成果。
大量研究表明，开发高强度薄壁灰铸铁件首要任务是开发高碳量、高强度、高刚度、低应力的灰铸铁及其强化工艺[1-2]。
对于如何提高灰铸铁的强度，国内外工作者进行了大量工作，总结提高灰铸铁强度的措施有以下几方面。
1调整铁液化学成分1.1调节Si/C值灰铸铁中碳的质量分数大多为2.6%～3.6%，硅的质量分数为1.2%～3.0%，硅碳都是强烈地促进石墨化的元素，可用碳当量来说明它们对灰铸铁金相组织和力学性能的影响。
提高碳当量可促使石墨片变粗、数量增多，强度和硬度下降；降低碳当量可减少石墨数量、细化石墨、增加初析奥氏体枝晶量，从而提高灰铸铁的力学性能。
但是降低碳当量会导致铸造性能降低、铸件断面敏感性增大、铸件内应力增加、硬度上升以及加工困难等问题，因此必须辅以其他措施，如在保持碳当量不变的条件下，适当地提高Si/C[3]。
早在上世纪60年代初，Walther-Hiller等人[4-5]提出了提高灰铸铁的Si/C可以显著提高抗拉强度的观点。
从上世纪80年代开始，调整灰铸铁Si/C的研究受到国内有关方面的广泛重视，并取得了大量的研究成果[6]。
近年来的研究发现：碳当量为3.8%，Si/C 从0.5→0.7→0.9变化时，铸铁的抗拉强度呈抛物线变化，硬度呈下降趋势；在Si/C=0.7时，抗拉强度达最大值，为357.1MPa，硬度HB238，即不进行传统的孕育处理，只调整Si/C，即可容易得到HT250以上的高强度灰铸铁[7]。
还有研究发现当碳当量CE>4.0%时，Si/C增大，对抗拉强度影响很小，而硬度呈下降趋势，此时，无论怎样调整Si/C，强度等性能不可能提高，反而随着超过数值的增大，强度、硬度逐步下降。
我国灰铸铁研究和生产的最新进展
我国灰铸铁研究和生产的最新进展
苏华钦;徐洪庆
【期刊名称】《江苏冶金》
【年(卷),期】1989(000)006
【摘要】前言灰铸铁是最古老的铸造合金之一,迄今已有几千年的历史。
到目前为止,世界各国的每年灰铸铁产量占铸铁总产量的60～80%。
我国铸铁件的产量约占铸件总产量的84%,而灰铸铁件又约占铸铁件总产量的86%,但高强度灰铸铁的比
重却很小。
长期以来,我国把主要力量投入球铁、蠕铁和特种铸铁的实验研究,对灰
铸铁的生产术技重视不够,因而在高强度灰铸件的强度、铸造工艺、耐磨性、寿命、断面敏感性、加工性能等方面,均与国外有较大差距。
近年来,国内的铸造工作者意
识到这个问题,并大力开展了这方面的研究工作,在下列三个方面取得了明显的新的
进展。
【总页数】6页(P2-7)
【作者】苏华钦;徐洪庆
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TG251
【相关文献】
1.灰铸铁研究与生产的最新进展及展望 [J], 曾大本
2.我国学术界关于马克思生产方式理论的研究状况及最新进展 [J], 安帅领
3.我国安全生产科学技术研究与应用最新进展 [J], 柴建设
4.利用灰铸铁屑生产灰铸铁件 [J], 封志来
5.养猪生产研究最新进展隔离早期断奶(SEW)技术对母猪生产性能的影响 [J], 徐永平;李淑英;理.坎贝尔;布莱恩.米恩;斯奈尔.迪尔
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
灰铸铁研究和生产的新进展与展望
%$&
薄壁高强度灰铸铁件的生产技术 近年来随着汽车轻量化、大功率化的进程加
快， 对铸造材料薄壁高强度化的要求日益提高。现 汽车发动机缸体和缸盖的材料大部分为 /0$+% 级 的灰铸铁。虽然蠕墨铸铁的强度和刚度较灰铸铁 都高， 欧宝公司生产的直 （ . ",5 =）发动机蠕铁缸 欧宝 >5 蠕铁缸体壁 体质量比灰铸铁减轻了 &%( ， 但由于目前产品设计和 厚由原 * ?? 减为 & ??!’#， 蠕铁生产稳定性及成本方面的原因， 蠕铁缸体、 缸 盖的发展尚受到较大限制。因而人们再次对灰铸 铁的进一步高强化、 薄壁化的可能性进行了研究。
!"##$ %&
文章编号!"##$%&$’()*##(+#"%##$$%#&
综
述
灰铸铁研究和生产的新进展与展望
曾大本， 唐靖林
（ 清华大学 机械工程系， 北京
"###&’ ）
摘要： 阐述高强度薄壁灰铸铁件技术的进展。要解决铸铁高强度化、 薄壁化的问题， 就是要在较高碳当量条件下， 增加枝晶 数量、 细化共 晶 团 、 细化石墨和强化基体。通过控制基体的显微硬度， 奥氏体枝晶数量和石墨片长度， 可 在 , )-.+ 为 $/012 必须： （ " ）获得高温、 成 ’/*1范围内获得高达 $## 345 的强度和优良的铸造性能。为提高薄壁高强度灰铸铁件的冶金质量， 分稳定的铁液； （ * ）添加适量的 -6、 （ $ ）选择适当的孕育剂， 实施有效的孕育。 除各种复 -7 、 89 、 3: 、 ;<等元素进行低合金化； 合孕育剂外， 采用稀土孕育， 也可以获得本体强度高于 $## 345 的薄壁灰铸铁件。此外， 还应重视微量元素的影响以及在线 铁液冶金质量的监测与评估。近十多年来， 由于高新技术向传统产业的渗透与融合， 提高了灰铸铁件高品质化和高功能化 的水平， 例如对铸铁表面进行激光强化处理和半固态铸造等。 关键词： 灰铸铁； 薄壁高强度； 进展； 展望 中图分类号： =>*(" 文献标识码： ?
灰铸铁研究与生产的最新进展及展望
灰铸铁研究与生产的最新进展及展望近20多年来，对于灰铸铁、钢、可锻铸铁的需求呈下降的趋势，虽然对球铁的需求依然较大，但是其增长也趋于平缓。
我国铸铁件年产量约占铸件总量的87％。
在铸铁件中，灰铸铁件(含合金铸铁件)产量占82．8％。
当前，世界铸件总量约为7 000万t，铸铁产量约为5 400万t，其中灰铸铁件占72％［1，2］。
以上统计表明，灰铸铁在铸铁件中仍占主要地位。
由于受能源、劳动力价格和环境因素的影响，今后西方发达国家的铸件产量将会逐渐减少，转而向发展中国家采购一般铸件，但同时又会向发展中国家出品高附加值、高技术含量的优质铸件。
我国机械、汽车和建筑成为支柱产业，为灰铸铁行业的发展提供了极好的发展机遇，但是总体来说，我国灰铸铁铸造生产面临着经济效益差，铸件质量低，铸造生产工艺装备等基础条件差，能源、材料消耗高，劳动条件恶劣，环境污染等问题。
例如，我国铸件的尺寸精度比国外发达国家普遍低l~3级；表面粗糙度比国外低1~2级；相同碳当量灰铸铁件牌号比国外普遍低1~2级［3］。
因此必须加速开发高附加值、高技术含量的优质灰铸铁件的步伐。
而与上述钢铁金属铸造成鲜明对照的是铝合金铸造领域正不断繁荣。
节约能耗的要求加速了汽车工业的轻量化步伐，同时使得铝合金铸件所占比例不断增加，因此，未来铸件市场竞争更加激烈。
与铝合金铸件相比，低成本和良好的铸造性能是灰铸铁件的一个主要优势，因此灰铸铁广泛应用在汽车、市政建设、输油管、铸锭模、卫生器具和暖气片、阀门、内燃机、农机、泵和压缩机、冰箱及空调、家用器具等领域。
目前，制约灰铸铁件增长和发展的主要因素之一是轻量化，铸铁轻量化必将为铸铁工业注入新的活力。
因此，高强度薄壁灰铸铁件的生产技术开发成为问题的关键。
为了与铝合金行业竞争，钢铁行业正在开发超轻量化的轿车车体结构，使其成本低于轻合金制造的车体结构。
灰铸铁生产领域也迫切需要进行类似的工作，美国铸造协会(AFS)已经成立了一个薄壁铸铁小组，其研究目标是开发和完善薄壁铸造技术，以低成本生产高强度轻量化铸件［4］。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收件日期：2011－02－18
修定日期：2011－04－25
作者简介：逄伟（1963.1-），男，毕业于原吉林工业大学铸造专业，硕
士，材料副总师，一汽高级专家，曾获机械工业部青年科技专家，享
受国务院津贴，长期从事铸铁研究工作。
收缩倾向并没有因此增加。
1 灰铸铁熔炼技术简要回顾及发展趋 势预测
上世纪 80 年代，国内对灰铸铁孕育技术，尤其 是对孕育剂种类的研究非常热门，各大院校及知名 企业的学者、专家合作立项，在大约 10 年的研究过 程中，开发出了多种孕育剂产品，有些产品已经成 功实现产业化，对灰铸铁生产技术的提高起到了一 定的推动作用。
感应电炉熔炼由于没有晶核的来源，就要采取 加入石墨增碳剂的工艺。废钢用量越多，增碳剂用 量就越大，形核能力越强，性能提高而收缩倾向反 而变小。由于电炉—感应炉加入的是纯石墨型增碳 剂，形核能力更强，同冲天炉—感应炉双联工艺相 比，电炉增碳工艺已呈现多方面的比较优势，在铁 液工艺性能上并不处于劣势。
至于铁液的纯净度问题，即有害微量元素总量 以及氧化夹渣的控制，笔者认为关键还是在于熔炼 工艺。好的熔炼工艺应大量使用碳素废钢，有害微 量元素自然会控制得很低。大量使用废钢要比大量 使用所谓的高纯生铁更先进，因为大量使用高纯生 铁只是控制了有害微量元素 （主要是 P、Ti、V、Mn、 S），但其形核能力不足，必然会在石墨形态上有所
技术发展与经营管理
Technology Development and Operation Management
高强度灰铸铁熔炼技术发展趋势及最新研究成果
逄伟
（一汽铸造有限公司 铸造研究所，吉林 长春 13历史，认为提高熔炼过程中石墨的形核能力是提高熔炼技术的重要途径。通过冲天炉与感
如果说前一个 10 年主要是学习和模仿期，那 么这一个 10 年是真正的成长期，因为正是在这一 时期，对灰铸铁的研究取得了突破性的进展。电炉 增碳工艺开始进入正式应用阶段；对灰铸铁中的硫 元素的作用也有了更深入的认识；灰铸铁的材料性 能不断提高，HT300 材料已成功用于生产高强度缸 体、缸盖，而随着对 HT350 材料不断深入的研究，更
从发展趋势来说，高强度灰铸铁是否会被蠕墨 铸铁所取代呢？
从目前来看，由于 HT300 材料已经成功应用于 生产高强度缸体，材料的性能足以满足现有的使用 要求，即使今后发动机功率不断加大、爆发压力不 断提高，需要更高性能的灰铸铁时，HT350 的生产 技术也已具备了产业化应用的能力。因而，究竟是 选择蠕墨铸铁还是高强度 HT350 材料，还要看二者 在将来的比较优势。
PANG Wei
（Foundry Research Institute，FAW Foundry Co. Ltd., Changchun 130062，China）
Abstract：The development history of the gray cast iron melting was reviewed and considered that improving nucleation capacity of graphite during melting process is the important approach to improve the melting quality. By comparing the test data of HT250 grade gray irons produced with cupola -induction furnace duplex process melting and with induction furnace melting plus carburizing treatment, it was explained that adopting induction furnace melting plus carburizing process can effectively reduce the shrinkage and chilling tendency, decrease the section sensitivity of the gray irons, improve graphite morphology, and increase properties of the material. It was pointed out that due to the improvement of melting process level and the innovation of iron melt treating technique the HT300 grade gray iron has been put into industrial application, and the HT350 and higher grade gray irons also have been reached. Keywords: gray cast iron; high strength; cupola-induction furnace duplex process; induction furnace melting plus carburization
关键词：灰铸铁；高强度；冲天炉—感应炉双联；感应炉增碳
中图分类号：TG251
文献标识码：A
文章编号：1003－8345（2011）Z1－0015－07
DOI：10.3969/j.issn.1003-8345.2011.z1.001
Development Trend and Latest Research Achievements of High Strength Gray Cast Irons Melting Technique
16
2011 / 1
《现代铸铁》增刊
技术发展与经营管理
Technology Development and Operation Management
高性能的灰铸铁也已具备产业化应用的能力…… 所谓的禁区正在不断被打破。
可以预测，今后 10 年，随着中国汽车工业的高 速发展，在新一轮工厂投资、扩建、产能及水平的提 升过程中，我们的硬件实力会大幅提升，我们的软 实力（研发能力）也会不断提升甚至在某些方面实 现超越，中国的铸件质量会迈上新的台阶，达到国 际先进水平。
较：
（1）铁液的白口倾向；
（2）铁液的收缩倾向；
（3）阶梯试样不同断面的硬度，即断面敏感性；
（4）石墨形态；
（5）φ30 标准试棒和 φ60 试棒的性能。
为使对比结果真实可靠，铁液的化学成分基本
相同（见表 1），浇注试样时温度都控制在 1 400 ℃
左右。
2.1 白口倾向对比
对比结果见图 1~4。由图可见，感应炉废钢增碳
综上所述，熔炼水平的提高应当是熔化设备和 熔炼工艺的双重提高。大量使用生铁的工艺，即使 使用的是高纯生铁也被证明是落后的，它是熔化设 备和熔炼工艺落后的双重体现。同时需要说明，大 量使用废钢增碳工艺提高灰铸铁性能，其铁液的收 缩和白口倾向反而降低，就是增碳的功劳。
进入新世纪，灰铸铁的研究进入了一个新的活 跃期。许多新技术、新工艺的开发应用为灰铸铁材 料的研究注入了新的活力，这一契机来源于中国合 资的汽车工业关键零部件的国产化进程。由于国产 化的关键铸件需要达到和国外进口铸件相同的技 术标准，这无疑会碰到很多技术难题，如高速切削 性能差的难题、微观组织中石墨形态差的问题以及 在同样的珠光体含量下性能却比进口铸件低等。经 过全行业一段时间的共同努力，这些难题已逐步得 到解决，国产化的铸件已经全面代替了进口。这一 时期也持续了 10 年左右。
蠕墨铸铁应用的难点主要集中在两方面，一是 蠕化处理过程中的工艺稳定性问题；二是加工过程 中的切削性能问题。虽然采用 SINTERCAST 工艺可 以提高蠕化处理的稳定性和保证高的蠕化率，但每 包铁液都要检测，无疑会增加很多成本；而更重要 的是，蠕墨铸铁的加工性能不如灰铸铁。
所以，在性能能够满足使用要求的时候，灰铸 铁仍是缸体、缸盖的首选材料。不过，不远的将来， 蠕墨铸铁将挤占灰铸铁的这一应用领域，如果灰铸 铁材料的性能没有重大突破，挤占的这一部分份额 将继续扩大。
孕育技术是一个伟大发明，但不同种类孕育剂
《现代铸铁》增刊
2011 / 1
15
技术发展与经营管理
Technology Development and Operation Management
的作用大同小异，单纯依靠孕育技术并不能从根本 上促进灰铸铁材料性能达到国际先进水平。正如许 多专家所言，熔炼水平的提高才是促进灰铸铁材料 性能提高的根本途径。提高熔炼水平并不仅仅是采 用更新的熔炼设备或提高熔炼温度那么简单，熔炼 工艺的重要地位往往被我们忽视了。
2 高强度 HT350 的最新研究成果
制约 HT350 材料在缸体、缸盖上应用的技术瓶 颈在于铁液的收缩问题。
先前的生产技术局限在于采用合金化方法提 高性能会极大地增加铁液的收缩倾向，还会使加工
性能恶化；另外，降碳措施也会使收缩倾向增加。收
缩的问题不解决，高强度灰铸铁就没有出路。这是
人们选择蠕墨铸铁代替 HT300 以上牌号灰铸铁的