余熱淬火低合金馬氏體球墨鑄鐵磨球生產(chǎn)應(yīng)用

本文采用覆砂金屬型鑄造工藝,水玻璃水溶液淬火介質(zhì)試制了一種貝氏體復(fù)相球墨鑄鐵材質(zhì)。經(jīng)熱處理后磨球可獲得針狀貝氏體+少許馬氏體+殘余奧氏體組織,該復(fù)相組織心表硬度值相差不超過(guò)2.0hrc,硬度值在55~58hrc之間,沖擊韌性可達(dá)21~23j/cm2,是一種理想的磨球用耐磨材料。

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

等溫淬火球墨鑄鐵與一般球墨鑄鐵不同，在韌性相同時(shí)，等溫淬火球墨鑄鐵強(qiáng)度要高出一般球墨鑄鐵1～2倍。等溫淬火球墨鑄鐵與鋼不同，比鋼更輕、更強(qiáng)、更耐磨，許多場(chǎng)合可代替鑄鋼、鍛鋼、有色金屬等。其特點(diǎn)：（1）強(qiáng)度高，adi曲軸rel比鍛件高40％；（2）輕量化，adi曲軸比鍛件輕10％；（3）耐磨性好，adi抗磨料磨損比鋼好，分別是一般結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼和鋼軌的3、2．3和1．7倍；（4）疲勞強(qiáng)度高，adi經(jīng)拋光等冷變形硬化，能達(dá)到調(diào)質(zhì)鋼的疲勞強(qiáng)度；（5）斷裂韌度高、缺口敏感性小，adi的斷裂韌度相當(dāng)于中溫回火的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼；與一般材料相反，adi的缺口敏感性隨強(qiáng)度的提高而下降，如adi的rm由900mpa提高至1350mpa，缺口敏感性反而由0．25下降至0．12；（6）低溫強(qiáng)度好、低溫?cái)嗔秧g度高（由于ar碳量高，ms低于－80℃，低溫組織穩(wěn)定）；（7）彈性模數(shù)低、抗震性好、噪音低，adi的彈性模數(shù)比鋼約小20％、抗震性比鋼好40％；在同樣應(yīng)力下可承受的振動(dòng)負(fù)荷比鋼要高20％，與鋼相比，噪音降低5db；（8）adi生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、節(jié)能、節(jié)材、成本低。

經(jīng)等溫淬火處理的球墨鑄鐵在國(guó)際上稱為（austemperedductileiron），簡(jiǎn)稱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奧鐵體球墨鑄鐵，也有人稱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，見(jiàn)表1。

試制了一種高耐磨性貝氏體球墨鑄鐵,在空冷條件下獲得貝氏體—馬氏體復(fù)相組織和殘余奧氏體組組織,該組織具有良好的強(qiáng)韌性配合和高耐磨性,與中錳球鐵、高鉻鑄鐵磨球比較,耐磨性和耗球率都有明顯改善。該材料磨球綜合性能好,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,制造成本低廉,具有推廣價(jià)值。

采用一種新的端淬方法,研究了球墨鑄鐵的淬透性能。試驗(yàn)結(jié)果表明,該方法可有效地測(cè)定合金球鐵的淬透性;合金成分不同其淬透性也不同;從淬火端其組織變化依次為馬氏體和貝氏體(加鐵素體)、貝氏體(加鐵素體)、貝氏體和珠光體(加鐵素體)、珠光體(加鐵素體)。

對(duì)錳銅合金化貝氏體低碳球鐵進(jìn)行了研究。測(cè)定了貝氏體低碳球鐵件在幾種不同錳、銅含量下的力學(xué)性能,并對(duì)金相組織進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:w(c)為2.0%的貝氏體低碳球鐵在w(si)為3.0%,加入w(mn)至0.8%、加入w(cu)至1.0%時(shí),輔以合適的等溫淬火工藝,能得到較高的力學(xué)性能。

文章分析了球磨機(jī)和磨球的技術(shù)要求,提出采用球墨鑄鐵材質(zhì)能夠滿足磨球使用要求,并通過(guò)試驗(yàn)研究確定了熱處理工藝對(duì)磨球組織、性能的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明,φ100mm磨球選用珠光體球墨鑄鐵材質(zhì),獲得磨球金相組織為球狀石墨加回火馬氏體和少量碳化物,球表面硬度hrc50～55,表面與心部的硬度差為hrc1～3,完全滿足使用要求。

介紹了等溫淬火球墨鑄鐵引錠桿鑄造生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及其鑄態(tài)組織要求,詳細(xì)分析了主要合金元素的作用,運(yùn)用正交試驗(yàn)法對(duì)等溫淬火球墨鑄鐵(adi)引錠桿的熱處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn),并對(duì)該引錠桿的淬透性進(jìn)行了檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果表明,最大壁厚為140mm的adi引錠桿需要進(jìn)行必要的合金化,合金元素的加入量為:ωmo=0.2～0.3％,ωni=0.4～0.5％,ωcu=0.5～0.8％;該adi引錠桿的優(yōu)化熱處理工藝為:在900℃奧氏體化保溫90min,再進(jìn)行360℃等溫淬火,等溫“時(shí)間窗口”為90～120min;在該成分與熱處理工藝條件下,引錠桿可以淬透,能夠獲得以針狀鐵素體9殘余奧氏體為基體的組織,其力學(xué)性能達(dá)到qt900-8。

以銅和錳為合金成份的等溫淬火球墨鑄鐵

針對(duì)輸送含顆粒的"固液兩相介質(zhì)"的過(guò)流部件的應(yīng)用現(xiàn)狀,為適應(yīng)市場(chǎng)要求,開(kāi)發(fā)耐磨合金球墨鑄鐵新材質(zhì),通過(guò)合理設(shè)計(jì)化學(xué)成分、球化孕育處理,以及熱處理工藝,獲得了強(qiáng)度、硬度、韌性比較理想的耐磨材料。解決了鋁工業(yè)用泵在中等磨損和腐蝕工況下壽命短的問(wèn)題。

球墨鑄鐵

穩(wěn)定、高質(zhì)量的球墨鑄鐵件是生產(chǎn)等溫淬火球墨鑄鐵(adi)件的基礎(chǔ)。利用鐵型覆砂鑄造在球鐵件生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì),穩(wěn)定生產(chǎn)高質(zhì)量的球鐵件是可行的。列舉了部分adi曲軸、齒輪、斜楔等球鐵坯件采用鐵型覆砂鑄造,取得了較好效果。

洛陽(yáng)工學(xué)院在數(shù)年從事耐磨材料研究的基礎(chǔ)上,吸取國(guó)際上有關(guān)金屬材料腐蝕磨損的最新理論,研制出一種含銅球墨鑄鐵磨球,并已在一些鑄鋼廠使用。該磨球經(jīng)熔煉、鑄造和熱處理后,使用性能指標(biāo)達(dá)到:沖擊韌性9～14j/cm~2,硬度hrc53～56,落球沖擊次數(shù)>25000次,磨耗302～403g/t鐵礦,碎球率為1‰左右。

介紹了球墨鑄鐵中奧氏體枝晶的形成、分類及影響因素,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。

我們公司的電機(jī)車從一九八三年十月投產(chǎn)至今已三年多,大多數(shù)機(jī)車、翻斗車的主軸瓦已磨損到了極限或已接近極限。以前一直靠外購(gòu),公司的機(jī)修廠從未搞過(guò)球墨鑄鐵瓦體的澆注,雖經(jīng)幾次試驗(yàn),但都未成功。所以由于軸瓦的缺乏經(jīng)常影響到機(jī)車運(yùn)輸生產(chǎn)的正常進(jìn)行。面對(duì)這種情況,我們成立了澆注軸瓦的攻關(guān)小組,并在電機(jī)車車間開(kāi)始

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外球墨鑄鐵的生產(chǎn)量都在逐年增長(zhǎng),球墨鑄鐵的許多優(yōu)良性已被人們所認(rèn)識(shí)。從最近國(guó)外球鐵發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,進(jìn)一步提高球鐵強(qiáng)度是加速球鐵發(fā)展,提高球鐵

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噸級(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)周圍 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?？赡苁怯捎趯?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

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)。