技术分享丨如何生产低温高冲击值球墨铸铁

作者:宏德捷达(无锡)智能设备有限公司 浏览: 发表时间:2024-03-18 15:07:53

低温高冲击值球墨铸铁是一种特殊性能要求的材料,它需要在低温环境下保持较高的冲击韧度。这种材料在风电、高铁等领域得到了广泛的应用。随着我国经济的飞速发展,各领域出现的高性能、高效率、高可靠性的设备对铸件的质量要求日益提高,因此对低温冲击球墨铸铁材料的需求也在不断增长。

低温高冲击值球墨铸铁的生产难点在于铸态下达到-40甚至-50条件下的高冲击韧度。这要求严格控制化学成分、铸造工艺、熔炼、球化、孕育处理工艺及热处理制度等因素,以确保铸件最终的组织和力学性能符合要求。

本文章主要以风力发电机中用到的铁素体球铁 (ENGJS-400-18LT) 为主,深度剖析生产这个牌号铸铁的各方面影响因素及建议。

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铁液成分


01

碳含量:影响球化效果和石墨球的数量和大小,对冲击性能的影响很小。

硅含量:促进铁素体形成,低温时降低冲击性能,要控制在一定的范围内。

锰含量:有助于提高强度,但过量会降低韧性,一定要严格控量。

磷和硫含量:应尽量降低,因为它们会降低铸件的韧性和强度。


然而要注意:碳和硅都应控制在范围下限以防止出现团絮状石墨。高碳当量加上长凝固时间是造成这缺陷的主因。

除了铁液成分的管控,在铸态生产这种牌号的铸铁时,控制碳化物的形成也是关键,因为碳化物可以影响材料的韧性和其他力学性能。碳化物促进元素主要包括铬、钼、钨和钒等。这些元素可以在铸铁中形成碳化物,从而提高硬度和强度,但过量的话可能会降低韧性。

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炉料与熔炼


02
炉料:

严选炉料,避免促进珠光体、碳化物及偏析元素的产生,才能保证能在铸态条件下满足冲击韧性要求 。充分了解铁素体回炉料 (30 - 60%)、优质废钢的成分,和高比例的高纯生铁 (建议不少于25% 最高 60%) 。


熔炼:

尽快熔化炉料,避免氧化及碳损失;

熔化及静置于1450℃ ,避免如Mn, Cr等的氧化物还原,采用热分析或白口阶梯试验,以测定铁液对孕育的反应,调整孕育工艺。

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孕育处理


03

孕育剂类型和加入量,影响铸铁的冷却速度和石墨球的形成。孕育处理温度:影响孕育效果和铸件性能。

通过实验,我们发现,从预处理,前孕育,孕育,瞬时孕育这几个方面来提升铁水的质量,可以找出孕育工艺与球化数的最佳方案。


以上为本文的第一部分,后期我们会从另外一些层面分析其他的影响因素及优化方案,欢迎行业内的朋友联系我们,共同探讨。


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