我國高純生鐵研制、生產(chǎn)與應(yīng)用(完整版)
【正文】 0℃）129QT40018AL（50℃）129QT40018AL（60℃）129注：用25mmY型附鑄試樣。圖2 轉(zhuǎn)向架軸箱組裝圖2轉(zhuǎn)向架軸箱組裝圖 圖3 CRH380高速列車轉(zhuǎn)向架軸箱 （40℃ QT40018AL,80kg/件）該鑄件的材質(zhì)性能要求很高，其原牌號為ENGJS40018ULD，僅有20℃沖擊功的要求，但隨著高鐵向高寒地域拓展，則對40℃、50℃甚至60℃的沖擊值提出了要求，其沖擊值要與20℃等值，達(dá)到12J沖擊吸收功，抗拉強度還要在400MPa以上，重要的是該鑄件對列車的安全性、穩(wěn)定性影響極大。三精法的內(nèi)容是：在原材料階段采用精選原材料，優(yōu)化燒結(jié)預(yù)配與鐵精粉提純等措施處理原材料；在冶煉階段采用低Si精煉法，實施低Si、低Ti冶煉；在爐外處理階段增加了增Si、脫S、扒渣及注錠時的隨流孕育對鐵液處理。至今生產(chǎn)各類產(chǎn)品2萬余套，無一廢品。在未用高純生鐵下，我國中標(biāo)的生產(chǎn)廠于2002年5月～7月批量投產(chǎn)，%，%，%后性能趨于平穩(wěn)，據(jù)悉德方要求連接件數(shù)量10萬～12萬套，但我國生產(chǎn)廠試制時卻付出了2萬套的代價。隨著我國高速列車、風(fēng)力發(fā)電、核電、汽車等行業(yè)的大發(fā)展，對低溫鐵素體球墨鑄鐵、等溫淬火球墨鑄鐵ADl、大斷面球鐵及高性能球鐵需求量日益增大。該公司負(fù)責(zé)人總結(jié)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性問題時說：“采用高純生鐵是保證高性能低溫鐵素體球鐵質(zhì)量與質(zhì)量穩(wěn)定性的基礎(chǔ)”?！叭狈ㄒ睙捁に囈姳?。上有承載人的列車、下有飛速的車輪，其重要性不言而喻。鑄鐵的性能是由組織決定的，低溫鐵素體球鐵的金相組織見表11。表12為生鐵中反球化微量元素對球化的負(fù)面影響。 圖4 （40℃）QT40018AL的球化率 圖5 （40℃）QT40018AL的S含量的（100X） 3608爐次統(tǒng)計圖6 （40℃）QT40018AL的Mg殘含量的 圖7 （40℃）QT40018AL的Re殘含量的3608爐次統(tǒng)計 3608爐次統(tǒng)計100%鐵素體基體與高純生鐵100%鐵素體基體是保證低溫沖擊值的必要條件。（2）生產(chǎn)低溫鐵素體球鐵時，～%，強化鐵素體以保證400MPa抗拉強度。生鐵中的微量元素形成的晶間夾渣有三類：①Cr、V、Ti、M、B、As等形成的碳化物分布在晶間處，形成正偏析；②Si、Ni、Cu分布在晶粒內(nèi)部，形成反偏析；③P、S、Pb、Sn、Zn等低熔點元素在晶界上最后凝固，造成晶界低熔點物質(zhì)夾雜。 圖14 龍鳳山鐵業(yè)建立了用戶爐料庫結(jié) 論一、河北龍鳳山鑄業(yè)公司成功地生產(chǎn)了高純生鐵，證實在高爐上采用三精法生產(chǎn)高純生鐵的工藝是可行的。至今生產(chǎn)2萬余套，無一廢品。表17 生鐵中微量元素鑄鐵晶間夾渣與偏析的影響序號類別元素對性能的影響1正偏析形成碳化物，分布于晶界處，造成晶粒外偏析，降低材質(zhì)的韌性與塑性2反偏析固溶強化基體，分布在晶粒內(nèi)部，造成晶粒內(nèi)偏析3低熔點元素偏析熔點低，常分布在最后凝固的晶界上，造成夾雜，裂紋缺陷為提高材質(zhì)的純凈度，需對高純生鐵中微量元素的總和∑T加以限制，龍鳳山高純生鐵的∑T＜，經(jīng)3608爐次的統(tǒng)計，在100倍金相顯微鏡下（40℃）QT40018AL材質(zhì)的磷共晶+碳化物總和為零，在400倍下也未發(fā)現(xiàn)晶間雜渣，說明高純生鐵在凈化晶界方面是有成效的，這對低溫沖擊值的提高是十分有利的。表15 Si量對塑脆性轉(zhuǎn)變溫度的影響Si（%）塑脆性轉(zhuǎn)變溫度（℃）504525105055657585100%，塑脆性轉(zhuǎn)變溫度提高，一般情況下，%以下為宜。促進(jìn)珠光體的元素為Mn、Cu、Sn、Pb、Bi、As、
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