球墨鑄鐵正火工藝

球墨鑄鐵

介紹了球墨鑄鐵中奧氏體枝晶的形成、分類(lèi)及影響因素,指出奧氏體枝晶排列方向的控制對(duì)進(jìn)一步挖掘球鐵力學(xué)性能潛力的意義;同時(shí)闡述了溶質(zhì)元素、凝固速度等因素對(duì)球鐵偏析的影響規(guī)律。

球墨鑄鐵淬火工藝規(guī)范 熱處理規(guī)范金相組織備注 回火索氏體+少量鐵素體及球狀石墨淬火 以前最好先經(jīng)正火當(dāng)鑄件中存在過(guò)量 自由滲碳體時(shí)，在淬火前必須進(jìn)行高溫 石墨化退火，以免析出二次網(wǎng)狀滲碳 體，這種方式叫“二階段淬火”。考慮 到回火脆性，應(yīng)盡量避免250~300℃范圍 內(nèi)淬火 石墨 石墨 表面層為細(xì)針狀馬氏體+少量殘留奧氏體 及球狀石墨，過(guò)渡層為小島狀馬氏體+細(xì) 小鐵素體，內(nèi)部與原始組織相同 對(duì)鐵素體基體的球鐵，必須先進(jìn)行正火， 使珠光體量≥70%，有時(shí)為了消除淬火應(yīng) 力而在380~410℃溫度范圍內(nèi)回火處理 提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，減少淬火變 形及裂紋。它是發(fā)揮球鐵材料最大潛力 的熱處理方法 下貝氏體+少量馬氏體+少量殘留奧氏體+ 球狀石墨 鑄態(tài)組織需無(wú)游離滲碳 石墨化退火。等溫淬火 獲得良好的強(qiáng)度和韌性下貝氏體+碎片狀鐵素體 鑄態(tài)組織需無(wú)游離滲碳

球墨鑄鐵介紹

4.4.1鑄鐵管、球墨鑄鐵管及管件的外觀質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定： 4.4.1.1管及管件表面不得有裂紋，管及管件不得有妨礙使用的凹凸不平的缺陷； 4.4.1.2采用橡膠圈柔性接口的鑄鐵、球墨鑄鐵管，承口的內(nèi)工作面和插口的外工作面應(yīng)光 滑、輪廓清晰，不得有影響接口密封性的缺陷； 4.4.1.3鑄鐵管、球墨鑄鐵管及管件的尺寸公差應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 4.4.2管及管件下溝前，應(yīng)清除承口內(nèi)部的油污、飛刺、鑄砂及凹凸不平的鑄瘤；柔性接口 鑄鐵管及管件承口的內(nèi)工作面、插口的外工作面應(yīng)修整光滑，不得有溝槽、凸脊缺陷；有裂 紋的管及管件不得使用。 4.4.3沿直線(xiàn)安裝管道時(shí)，宜選用管徑公差組合最小的管節(jié)組對(duì)連接，接口的環(huán)向間隙應(yīng)均 勻，承插口間的縱向間隙不應(yīng)小于3mm。 4.4.4管道沿曲線(xiàn)安裝時(shí)，接口的允許轉(zhuǎn)角，不得大于表4.4.4的規(guī)定。 表4.4.4

厚大斷面球鐵鑄件以其性能和成本上的優(yōu)勢(shì),在核電、風(fēng)電等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前 景。但迄今為止,厚大斷面球鐵鑄件中形成碎塊狀石墨仍是目前國(guó)內(nèi)外鑄造領(lǐng)域研究 與生產(chǎn)的難題。本文采用模擬實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)性驗(yàn)證相結(jié)合的方法,研究了厚大斷面球鐵 中石墨析出行為及碎塊狀石墨的形成機(jī)理,分析了微量元素的作用機(jī)制。采用等溫切 面方法物理模擬了百?lài)嵓?jí)核乏燃料球鐵儲(chǔ)運(yùn)容器鑄件的凝固過(guò)程,設(shè)計(jì)了強(qiáng)制冷卻 系統(tǒng),并對(duì)模擬試塊的微觀組織及力學(xué)性能進(jìn)行了綜合分析與評(píng)價(jià)。利用自行設(shè)計(jì) 的液淬保溫爐,模擬了厚大斷面球鐵的凝固過(guò)程,研究了石墨的析出規(guī)律,并分析了其 影響因素。結(jié)果表明,當(dāng)保溫時(shí)間小于240min時(shí),石墨呈球狀析出。保溫時(shí)間達(dá)到 240min后,熔體中析出了碎塊狀石墨。繼續(xù)延長(zhǎng)保溫時(shí)間,在碎塊狀石墨共晶團(tuán)周?chē)?有蠕蟲(chóng)狀和片狀石墨形成。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)碎塊狀石墨從鐵液中直接析出。利用高分辨

球墨鑄鐵縮孔、縮松問(wèn)題探討（3.對(duì)“均衡凝固技術(shù)”幾個(gè)基本問(wèn)題的討論） 3.對(duì)“均衡凝固技術(shù)”幾個(gè)基本問(wèn)題的討論 本文開(kāi)頭就提到，目前球鐵件縮孔、縮松研究的焦點(diǎn)問(wèn)題是：如何正確認(rèn)識(shí)石墨 化膨脹？如何利用石墨化膨脹進(jìn)行補(bǔ)縮？以及如何處理外部補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮的關(guān) 系？對(duì)這幾個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)流行的“均衡凝固技術(shù)”[28]提出了一 些看法，引起了各種不同的評(píng)論。可能是由于實(shí)踐經(jīng)歷和看問(wèn)題角度的差別，筆 者的認(rèn)識(shí)和看法可能與之有所不同，謹(jǐn)在這里對(duì)其中幾個(gè)基本問(wèn)題進(jìn)行討論，希 望通過(guò)不同觀點(diǎn)的交流有助于加深對(duì)球鐵縮孔、縮松問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，特別希望有助 于正確認(rèn)識(shí)和利用石墨化膨脹進(jìn)行補(bǔ)縮。 3.1球鐵件是否可能實(shí)現(xiàn)“均衡凝固”？有利還是有弊？ 3.1.1收縮－膨脹疊加圖存在的問(wèn)題 均衡凝固技術(shù)[28]給“均衡凝固”所作的定義是：“鑄鐵鐵水冷卻時(shí)要產(chǎn)生體積 收縮，凝固時(shí)析

標(biāo)準(zhǔn)cxb01-2014 南樂(lè)縣昌盛線(xiàn)路器材有限公司 線(xiàn)路器材球鐵件 1.主題內(nèi)容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了線(xiàn)路球鐵件采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和客商要求的美國(guó)標(biāo) 準(zhǔn)，球鐵牌號(hào)和技術(shù)條件。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于砂型鑄造的球墨鑄鐵件。 2.線(xiàn)路球墨鑄鐵件使用標(biāo)準(zhǔn)和牌號(hào) 2.1gb1348-1988單鑄試塊的力學(xué)性能。附表1 牌號(hào) 抗拉強(qiáng)度 σь/mpa≥ 屈服強(qiáng)度 σ0.2/mpa≥ 斷后伸長(zhǎng)率 δ（%）≥ 供參考 硬度hbs qt400-1840025018130-180 qt400-1540025015130-180 qt450-1045031010160-210 qt500-75003207170-230 2.2ansi/astma536-84球墨鑄鐵件標(biāo)準(zhǔn) 附表2球墨鑄鐵的拉伸性能（單鑄試樣） 性能牌號(hào) 60-40-18 牌

球墨鑄鐵中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：gb/t1348-1998 球墨鑄鐵單鑄試塊的力學(xué)性能與金相組織 牌號(hào) 抗拉強(qiáng)度 σb≥/mpa 屈服強(qiáng)度 σ0.2≥/mpa 伸長(zhǎng)率 δ5≥(％) 硬度 hbs 主要金相組織 qt400-1840025018130~180鐵素體 qt400-1540025015130~180鐵素體 qt450-1045031010160~210鐵素體 qt500-75003207170~230鐵素體＋珠光體 qt600-36003703190~270珠光體＋鐵素體 qt700-27004202225~305珠光體 qt800-28004802245~335珠光體或回火組織 qt900-29006002280~360貝氏體或回火馬氏體 球墨鑄鐵單鑄試塊v形缺口試樣的沖擊性能 牌號(hào) 室溫

我公司是專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)汽車(chē)制動(dòng)器及叉車(chē)制動(dòng)器的專(zhuān)業(yè)廠。近年來(lái),一些廠家對(duì)我廠球墨鑄鐵件提出了新的技術(shù)要求:抗拉強(qiáng)度σb>400mpa,伸長(zhǎng)率δ>15%,

球墨鑄鐵的檢驗(yàn)

1 第三章球墨鑄鐵 第一節(jié)球墨鑄鐵的結(jié)晶過(guò)程 一球墨鑄鐵冷卻曲線(xiàn)特點(diǎn) 為了討論問(wèn)題的方便，首先按圖3—1說(shuō)明球墨鑄鐵冷卻曲線(xiàn)特征值的符號(hào)。ten為共 晶初生晶核及其有限生長(zhǎng)的溫度，teu為大量共晶生長(zhǎng)開(kāi)始的溫度，ter為回升引起的共晶 最高溫度，ts為固相線(xiàn)溫度。 圖3—1說(shuō)明球墨鑄鐵冷卻曲線(xiàn)特征值符號(hào)的示意圖 圖3—2球鐵原鐵水、鎂處理的球鐵和后孕育球鐵冷卻曲線(xiàn)的比較 圖3—2分別代表球鐵原鐵水、鎂處理的球鐵和后孕育球鐵的冷卻曲線(xiàn)。把球鐵原鐵 水同鎂處理的球鐵冷卻曲線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比，有如下差別： 經(jīng)鎂處理的鑄鐵在出現(xiàn)ten后，由于鎂的存在，阻滯了共晶石墨繼續(xù)長(zhǎng)大，因此teu 比原鐵水的更低。試驗(yàn)說(shuō)明，當(dāng)共晶回升溫度（ter－teu）一定時(shí)，則球化率隨共晶過(guò)冷 （ten－teu）的增加而增高；其次隨共晶過(guò)冷的增加，組織中的碳化物也增多。因此

球墨鑄鐵 (2)

球墨鑄鐵 球化率相當(dāng)于現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)水平。而現(xiàn)代的球墨鑄鐵則是遲至1947年才在國(guó)外研制成功的。我國(guó)古代的 鑄鐵，在一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期里含硅量都偏低，也就是說(shuō)，在約2000年前的西漢時(shí)期，我國(guó)鐵器中的球狀 石墨，就已由低硅的生鐵鑄件經(jīng)柔化退火的方法得到。這是我國(guó)古代鑄鐵技術(shù)的重大成就，也是世界冶金 史上的奇跡。 球墨鑄鐵以其優(yōu)良的性能，在使用中有時(shí)可以代替昂貴的鑄鋼和鍛鋼，在機(jī)械制造工業(yè)中得到廣泛應(yīng) 用。國(guó)際冶金行業(yè)過(guò)去一直認(rèn)為球墨鑄鐵是英國(guó)人于1947年發(fā)明的。西方某些學(xué)者甚至聲稱(chēng)，沒(méi)有現(xiàn)代 科技手段，發(fā)明球墨鑄鐵是不可想象的。1981年，我國(guó)球鐵專(zhuān)家采用現(xiàn)代科學(xué)手段，對(duì)出土的513件古 漢魏鐵器進(jìn)行研究，通過(guò)大量的數(shù)據(jù)斷定漢代我國(guó)就出現(xiàn)了球狀石墨鑄鐵。有關(guān)論文在第18屆世界科技 史大會(huì)上宣讀，轟動(dòng)了國(guó)際鑄造界和科技史界。國(guó)際冶金史專(zhuān)家于1987年對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)證后認(rèn)為：古代中

球墨鑄鐵性能

標(biāo)準(zhǔn)cxb01-2014 南樂(lè)縣昌盛線(xiàn)路器材有限公司 線(xiàn)路器材球鐵件 1.主題內(nèi)容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了線(xiàn)路球鐵件采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和客商要求的美國(guó)標(biāo) 準(zhǔn)，球鐵牌號(hào)和技術(shù)條件。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于砂型鑄造的球墨鑄鐵件。 2.線(xiàn)路球墨鑄鐵件使用標(biāo)準(zhǔn)和牌號(hào) gb1348-1988單鑄試塊的力學(xué)性能。附表1 牌號(hào) 抗拉強(qiáng)度 σь/mpa≥ 屈服強(qiáng)度 σmpa≥ 斷后伸長(zhǎng)率 δ（%）≥ 供參考 硬度hbs qt400-1840025018130-180 qt400-1540025015130-180 qt450-1045031010160-210 qt500-75003207170-230 ansi/astma536-84球墨鑄鐵件標(biāo)準(zhǔn) 附表2球墨鑄鐵的拉伸性能（單鑄試樣） 性能牌號(hào) 60-40-18 牌號(hào) 65-45-12 牌號(hào) 80-55-0

1 2球墨鑄鐵 2.1牌號(hào)：典型的牌號(hào)有qt400-18、qt450-10，通常采用高溫石墨化退火或低溫石墨化退火 而獲得，也有增加合金元素在鑄態(tài)下直接獲得的情況。 2.2化學(xué)成分 球墨鑄鐵的組織不同，其化學(xué)成分不一樣，熱處理狀態(tài)不同，成分也有所差異，不 同組織和狀態(tài)的下球墨鑄鐵的化學(xué)成分如表2-1所示。 表2-1鐵素體和珠光體球墨鑄鐵的化學(xué)成分（%） 牌號(hào)csimnpscumomgre 鐵 素 體 鑄 態(tài) 3.5-4.02.5-3.0≤0.4 ≤ 0.07 ≤ 0.02 不宜 含v、 ti、 cu、 w、 mo、 cr 等元 素 0.03-0.060.02-0.04 退 火 3.5-4.02.0-2.7≤0.6 ≤ 0.07 ≤ 0.02 0.03-0.060.02-0.04 低 溫 工 作 鑄 件 3.4-3.6

空氣錘的錘桿一般是用中碳鋼鍛造制成,由于工藝水平的限制,內(nèi)孔都加工成圖2或圖3的形狀,有的雖按圖1形狀加工,但在向球面過(guò)渡處不可避免被刀尖劃出一圈深溝,由于應(yīng)力集中導(dǎo)致錘桿過(guò)早斷裂。我廠750kg、400kg、150kg、65kg幾臺(tái)空氣錘在60、70年代總共換了10根錘桿,有的只使用半年或一年。這不僅經(jīng)濟(jì)損失很大,還影響生產(chǎn)。

球墨鑄鐵爐前檢驗(yàn)是其生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的一環(huán)，它直接關(guān)系到球墨鑄鐵件的質(zhì)量。及時(shí)、準(zhǔn)確判斷鐵液球化情況，可以迅速采取措施控制球墨鑄鐵的質(zhì)量。爐前誤判將大量報(bào)廢鑄件，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此，爐前及時(shí)、準(zhǔn)確判斷球化情況比爐后檢驗(yàn)重要得多。

球墨鑄鐵，因其石墨呈球狀而得名，廣泛用于機(jī)械制造。生產(chǎn)球墨鑄鐵涉及結(jié)晶學(xué)、材料科學(xué)和冶金等知識(shí)。關(guān)鍵步驟包括鐵水準(zhǔn)備、球化處理、孕育處理和鑄型制造，這些處理過(guò)程轉(zhuǎn)化石墨形態(tài)，增強(qiáng)材料機(jī)械性能。

空氣錘的錘桿一般都是用中碳鋼鍛鋼制成的,由于受到工藝水平的限制,內(nèi)孔有的加工成圖b形狀,有的加工成圖c形狀,有的雖然按圖a形狀加工,但球面處刀尖將球面劃出了深深

經(jīng)等溫淬火處理的球墨鑄鐵在國(guó)際上稱(chēng)為（austemperedductileiron），簡(jiǎn)稱(chēng)adi。等溫淬火球墨鑄鐵是一種由球墨鑄鐵通過(guò)等溫淬火，得到以?shī)W鐵體（ausferrite）為主要基體，具有強(qiáng)度高、韌性好的鑄造合金，等溫淬火球墨鑄鐵也稱(chēng)奧鐵體球墨鑄鐵，也有人稱(chēng)為奧氏體一貝氏體球墨鑄鐵（奧一貝球鐵）。其熱處理過(guò)程：將球墨鑄鐵加熱到a。以上，保持一定時(shí)間，然后以避免產(chǎn)生珠光體的冷速快冷至一定溫度（高于ms），并保溫一定時(shí)間，使球墨鑄鐵得到針狀鐵素體和富碳奧氏體組成的奧鐵體，允許少量其他組織（如馬氏體、碳化物）存在，但以不影響所要求的力學(xué)性能為準(zhǔn)則。其屬于一種力學(xué)性能范圍寬廣的高級(jí)鑄鐵，具有高強(qiáng)度、高韌性和較好的塑性等特點(diǎn)。目前大致有三類(lèi)，見(jiàn)表1。