球墨鑄鐵性能及生產(chǎn)工藝(編輯修改稿)
2025-05-27 02:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 等白口化元素，孕育不足或大件冷卻速度快等。 措施：保證球化前提下減少殘留稀土鎂，防止?fàn)t料內(nèi)的強(qiáng)烈白口化元素，強(qiáng)化孕育，提高小件鑄件溫度。 夾渣 特征：澆鑄位置上表面或死角處，斷面呈暗黑無光澤、深淺不一的夾雜物，金相為可見、塊狀夾雜物。 原因：形成一次夾渣的重要原因是原鐵液含硫量高、氧化嚴(yán)重；二次夾渣主要原因是鎂殘留量過高，提高了氧化膜形成溫度。 措施：降低原鐵液硫、氧含量，保證球化時(shí)降低鎂殘留量，加入適量稀土降低形膜溫度。澆鑄系統(tǒng)應(yīng)使充型平穩(wěn)，夾渣部位設(shè)集渣冒口。 應(yīng)力變形和裂紋 特征：收縮應(yīng)力、相變應(yīng)力之和超過斷面金屬抗斷裂后形成裂紋，熱裂呈暗褐色不平整端口，冷裂形成淺褐色光滑平直斷口。 原因：碳含量低，碳化物形成元素增加，孕育不足，冷卻過快等。 措施：適當(dāng)提高碳當(dāng)量，降低含磷量，加強(qiáng)孕育等措施。 碎塊狀石墨 特征：出現(xiàn)在 Ce等活性元素富集在共晶團(tuán)邊界，促使該區(qū)域過飽和析出而形成蠕蟲狀石墨，其斷面形態(tài)為碎塊狀。 原因：冷卻緩慢，共晶凝固時(shí)間過長引起的成分偏析和孕育衰退。 措施：選用純凈爐料并限制 Ce等元素的含量，控制較低的碳當(dāng)量，加入 Sb、 Y、Bi等微量元素。 討 論 ? 薄壁鑄態(tài)球墨鑄鐵 在歐美發(fā)達(dá)國家的閥門鑄造工藝中，日趨使用薄壁鑄件，可以節(jié)約資源。 薄壁鑄態(tài)球墨鑄鐵件是壁厚僅為幾毫米的鑄件。由于薄壁，共晶凝固時(shí)冷卻速度極快，所以抑制白口組織的出現(xiàn)成為首要問題。 01002003004005006007000 1 2 5 10 15 20 25冷卻速度R （攝氏度/ 秒）白口臨界球數(shù)(個(gè)/平方毫米)冷卻速度與臨界球數(shù)的關(guān)系分 析 在鑄鐵凝固時(shí)，存在石墨共晶與滲碳體共晶兩種形式。在平衡狀態(tài)圖中，前者的溫度比后者高。為了要避免白口的產(chǎn)生，應(yīng)使石墨共晶凝固過程在溫度達(dá)到滲碳體共晶以前完成，這就需要提高石墨共晶的凝固速率，而在一定的冷卻速度下，球鐵共晶團(tuán)的生長速度是一定的，因此提高石墨共晶的凝固速度，就必須增加共晶團(tuán)數(shù)量。 因此，為防止白口，對球墨鑄鐵的某一冷卻速度，存在對應(yīng)的臨界共晶團(tuán)數(shù)，即臨界石墨球數(shù)。只有石墨球數(shù)大于該臨界數(shù)，才能避免白口出現(xiàn)。 當(dāng)鑄件越薄，冷卻速度越大時(shí)，所需的臨界石墨球數(shù)越多。 研究表明，為增加石墨球數(shù)目，添加稀土 Bi是十分有效的。 皮下氣孔 特征：鑄件表皮下 2－ 3mm處均勻或蜂窩狀分布的球形、橢圓形或針孔狀內(nèi)壁光滑孔洞，直徑 ，在熱處理和拋丸后暴露，小件中較多。 原因：鐵液表明形成的氧化膜阻礙氣體析出，碳化反應(yīng)中形成的氣體，鎂殘留量多形成的鎂蒸汽，爐料潮濕銹蝕等。 措施：球化保證條件下降低鎂殘留量，鐵液平穩(wěn)澆鑄，控制爐料干燥少銹，采用少氮或無氮樹脂。 球墨鑄鐵鑄件形式 大斷面球墨鑄鐵 鑄態(tài)球墨鑄鐵件 薄壁球墨鑄鐵件 高強(qiáng)度高韌性球鐵 球墨鑄鐵的性能 球墨鑄鐵的力學(xué)性能以抗拉強(qiáng)度和延伸率兩個(gè)指標(biāo)作為驗(yàn)收依據(jù)。 在生產(chǎn)工藝穩(wěn)定的條件下，也可根據(jù)硬度值進(jìn)行驗(yàn)收。因硬度與強(qiáng)度的對應(yīng)關(guān)系建立在球化合格，化學(xué)成分、孕育穩(wěn)定，鑄造工藝合理的基礎(chǔ)上，為保證性能，規(guī)定按硬度驗(yàn)收時(shí)，必須檢驗(yàn)金相組織，其球化率不得低于 4級。 即使硬度和球化合格，由于基體其中存在滲碳體、磷共晶、高硅固溶強(qiáng)化等，可能使強(qiáng)度和韌性達(dá)不到要求。所以不具備生產(chǎn)工藝穩(wěn)定的條件下，不能根據(jù)硬度值驗(yàn)收。 GB規(guī)定的球墨鑄鐵牌號 序號 牌號 最小值 布氏硬度 主要金相組織 抗拉強(qiáng)度 σ b（ MPa） 屈服強(qiáng)度 σ （ MPa） 延伸率（％） 1 QT40018 400 250 18 130－ 180 鐵素體 2 QT40015 400 250 15 130－ 180 鐵素體 3 QT45010 450 310 10 160－ 210 鐵素體 4 QT5007 500 320 7 170－ 230 鐵素體＋珠光體 5 QT6003 600 370 3 190－ 270 珠光體＋鐵素體 6 QT7002 700 420 2 225－ 305 珠光體 7 QT8002 800 480 2 245－ 335 珠光體或回火組織 8 QT9002 900 600 2 280－ 360 貝氏體或回火索氏體 一、球墨鑄鐵的力學(xué)性能 凈荷載性能 （ 1）硬度 球墨鑄鐵的硬度主要取決于基體組織，而且與抗拉強(qiáng)度、延伸率等凈荷載性能有相應(yīng)的關(guān)系。 （ 2）強(qiáng)度和塑性 球墨鑄鐵的強(qiáng)度和塑性主要取決于基體組織，下貝氏體或回火馬氏體強(qiáng)度最高，其次是上貝氏體、索氏體、珠光體。 隨著鐵素體增多，強(qiáng)度下降，延伸率增加。奧氏體或鐵素體強(qiáng)度較低，塑性較好。 020406080100120140160 120
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