轨道交通用超低温球墨铸铁生产工艺

通过对低温(-20℃、-40℃、-50℃、-60℃)球墨铸铁生产工艺进行系统的分析,对各工序提出了具体的控制措施。通过合理的化学成分配比及原辅材料选择,精细化熔炼及球化孕育控制,热处理工艺制定,提高了低温球墨铸铁QT400-18AL(-60℃)的力学性能,满足了轨道交通、风电、核电、南北极开发等领域高端装备制造业的需求。     

球墨铸铁QT400-18的石墨球化率对超声声速的影响

利用超声水浸C扫描检测方法检测球墨铸铁QT400-18铸件试样的声速,测量了铸件不同部位的硬度,并对该部位进行金相解剖,最后对金相照片进行图像处理,得到试样的石墨球化率。结果表明,该铸件的声速与球化率、硬度与球化率之间皆有较好的相关性。实际生产中可通过硬度测量法对球墨铸铁QT400-18的球化率进行抽检,也可采用超声声速测量法对其进行100%快速检验。     

风电底座球铁铸件力学性能与金相组织的研究

对比分析了QT400-18AL风电球墨铸铁件底座的本体以及附铸试块的力学性能、金相组织,结果表明：珠光体以及夹杂物的存在对铸件本体力学性能有不利影响,使本体性能与附铸试块相比存在很大的差异,需要对生产过程作严格的质量控制;珠光体体积分数越高,低温冲击值及其伸长率越低;石墨球直径越小,石墨分布越均匀,低温冲击值、伸长率以及抗拉强度越高;石墨球数增加,低温冲击值以及伸长率呈增加的趋势.     

铸态高韧性球墨铸铁熔炼工艺研究及应用

对铸态高韧性球墨铸铁熔炼工艺进行了研究。选取QT400-18AL高韧性球墨铸铁作为研究对象,通过对化学成分及性能的分析,确定了球墨铸铁铸件炉料的加入顺序及加入量,最后根据脱硫处理、铁水预处理、球化处理和孕育处理等方案,确定了生产工艺参数。     

轨道交通用低温高韧性球墨铸铁件制造技术研究

从铸造工艺技术、熔炼处理技术等方面研究了轨道交通用QT400-18L(-40℃)球墨铸铁件的成套制造技术。研究表明:采用小颈保温冒口和保温覆盖剂以加强补缩效果可以有效消除铸件的缩孔缩松缺陷。严格的成分设计、精选炉料、优化配料是熔炼高温纯净铁液的前提条件,采用炉前热分析在线检测铁液的球化效果是保证铸件高质量和一致性的重要解决方案。采用新型盖包法球化处理装置、瞬时孕育技术和低镁低稀土球化剂、高钙钡孕育剂、硫氧孕育剂等,可以有效避免球化衰退,改善球化效果,增加石墨球数量和石墨化自膨胀效果。通过以上技术措施,生产了-40℃低温V型缺口冲击值稳定在12 J以上的齿轮箱、抱轴承盖等低温高韧性球墨铸铁件。     

热处理对QT400-18AL低温韧性球墨铸铁力学性能的影响

研究了热处理对低温球墨铸铁QT400-18AL性能的影响。结果表明,热处理后试样在常温下的抗拉强度和屈服强度比铸态试样略有降低,伸长率和-40℃的低温冲击功比铸态试样有所增加,热处理后试样的冲击断口形貌由铸态的解理断裂演变成韧窝断裂。热处理改善低温韧性球墨铸铁QT400-18AL的韧性。     

车辆制动杠杆用QT600-7铸铁化学成分的设计

结合车辆制动杠杆用QT600-7材质要求以及合金流动性,设计了一种球墨铸铁化学成分。将铁水进行充分球化、孕育处理后得到Y型试样,并对其组织和力学性能进行了分析。结果表明:根据设计的化学成分制造的球墨铸铁属于铁素体+珠光体混合基体,球化程度较高,其力学性能满足QT600-7的要求。     

原铁液硅含量对厚大断面球墨铸铁件石墨形态与力学性能的影响

为研究原铁液硅含量对厚大断面球墨铸铁件凝固组织石墨形态和力学性能的影响,使用高精度热模拟系统,考察了不同硅含量的原铁液经过相同球化孕育工艺处理后在相同凝固条件下获得的厚大断面球墨铸铁件试样的凝固组织石墨形态和力学性能。结果表明,球化孕育工艺相同时,随着原铁液硅含量提高,厚大断面球墨铸铁件石墨形态恶化,力学性能下降。当钇基重稀土球化剂和含Ba孕育剂加入量分别为1.8%和0.4%时,原铁液硅含量控制在1.2%以内,有利于防止厚大断面球墨铸铁件石墨畸变,提高铸件力学性能。     

球墨铸铁采用30SiFe孕育剂的试验研究

试验了一种w(Si)量较低的30SiFe孕育剂在QT400-18上的使用情况,结果显示:(1)球墨铸铁采用BS-1和30SiFe孕育后得到的石墨形态、石墨数量均较好,30SiFe孕育后石墨形态与石墨球数随孕育增Si量的增加呈下降趋势,而BS-1孕育后石墨的圆整度、均匀度都呈上升趋势。(2)力学分析表明,采用30SiFe和BS-1孕育后的球墨铸铁性能均达到要求,当孕育增Si量0.3%时,30SiFe的孕育效果较为明显;而当孕育增Si量0.3%时,BS-1孕育效果优于30SiFe。(3)从微观组织、力学性能及回炉料合理使用等方面综合考虑,当孕育增Si量0.3%时,建议采用30SiFe孕育剂;当孕育增Si量0.3%时,建议采用BS-1孕育剂。     

大批量稳定生产QT400-18铸态球铁工艺研究

介绍大批量生产大型拖车用球墨铸铁连接器的生产条件、铸造工艺、熔炼工艺。通过恰当选择化学成分、原材料，并采用适当的球化处理工艺，强化孕育，使铸件的铸态力学性能稳定达到QT400-18的要求。     

风电机组用球墨铸铁性能不达标原因分析

采用化学分析、力学性能和金相检验等方法,对QT400-18LT铸件力学性能及球化级别不合格的原因进行分析。结果表明:此批次风电用球铁的C元素含量略低,使得基体强度、硬度下降,石墨数量减少、圆整度不够,最终导致力学性能不达标。     

钇基重REMg球化剂在风电铸件中的应用

介绍了QT400-18AL的主箱体和QT450-10的3 MW行星架铸件的要求和铸造工艺,以及生产厚大球铁铸件必须重视的问题,试验结果显示:应用Y基重REMg球化剂生产大断面风电球铁铸件,具有较强的抗球化衰退能力,铸件的各项力学性能指标完全符合材料要求。分析Y基重REMg球化剂抗球化衰退的原因为:①重RE元素沸点高;②不会发生因返S现象而导致的球化衰退;③具有较强的抗石墨畸变能力;④充分利用了RE元素间和Mg、Ba、Ca之间互为补充的叠加作用及复合作用。     

低温铁素体球墨铸铁的生产与研究

介绍了低温铁素体球铁的发展概况,阐述了生产-40℃、-50℃低温球铁的生产要点,并对低温铁素体球铁的力学性能进行试验研究,研究表明:(1)温度降至-20℃时,韧-脆性转变速度不变或变化很小,但温度降至-40℃、-50℃、-60℃时,韧-脆性转变对应于温度的应变速率都会出现大幅度的提高;(2)FATT50与技术标准最低要求的冲击功12 J之间并不存在直接的关系;(3)将-40℃QT400-18AL、-50℃QT400-18AL低温铁素体球墨铸铁技术标准的冲击功定为12J,能使低温球铁的冲击性能可靠地控制在韧性断裂区域;(4)试验表明,-60℃QT400-18AL也能稳定生产。     

大断面低温铁素体球墨铸铁的试验研究

以QT400-18L大断面低温铁素体球墨铸铁为研究对象,通过合理选择原材料,严格控制铁液化学成分,选用低镁球化剂进行盖包法球化处理,采用多次孕育和含Sb孕育剂进行随流孕育的复合孕育方式,控制合适的浇注温度等工艺措施,生产出各项指标合格的铸件。试样的抗拉强度不低于370 MPa,屈服强度不低于230 MPa,伸长率不低于24%,硬度约为140 HB,-20℃冲击功平均值不低于为13 J。     

球墨铸铁QT500-7球化不良的原因分析及防止措施

介绍了球墨铸铁QT500-7球化不良的原因,并对其进行分析。通过采取优化出炉温度、降低原铁水的含硫量、控制稀土和Mg的残余量、减少炉料中的反球化元素等具体措施,减小球墨铸铁球化不良的可能性,使球铁石墨形态达到理想的状态,保证球墨铸铁QT500-7的各项力学性能。     

大型风电球墨铸铁轮毂的质量控制

大型风电大断面球墨铸铁轮毂易产生石墨球粗大、石墨球数量减少、石墨漂浮、石墨球畸变、缩孔、缩松、浮渣等缺陷,结合国内外大断面球墨铸铁件生产情况,总结出了一系列大型风电球墨铸铁轮毂生产过程中的质量控制措施,并从原辅材料的选择,铁液化学成分的控制,合适的球化和孕育处理以及微量合金元素适当的添加等方面论述了厚大断面球墨铸铁轮毂生产中应采取的质量控制措施及工艺参数。应用这些措施,生产出了各项性能指标合格的风电轮毂。两年内生产4种共400件风电轮毂,轮毂合格率达96%以上。     

耐低温冲击球墨铸铁的工艺控制

为生产耐低温冲击球墨铸铁件,制定了不同球化及孕育处理工艺的组合方案,对浇注的试样进行了拉伸和低温冲击性能试验,并观察了显微组织,分析了不同预处理工艺和多次孕育工艺对球墨铸铁石墨形态和力学性能的影响。结果表明：采用稀土球化剂、包内预处理及多次孕育的组合工艺,能显著改善石墨球径的均匀性及石墨球分布的均匀性,保证球墨铸铁低温冲击性能的稳定。     

铸态QT550-5球墨铸铁熔炼过程控制

从QT550-5球墨铸铁材质的要求出发,对铸态QT550-5球墨铸铁熔炼过程中化学成分的选择、铸造工艺、原材料选择、熔炼工艺、球化处理、孕育处理、质量检测等方面进行了分析说明。提出合理的成分配比、熔炼、球化、孕育处理工艺。经检测,所得材料的力学性能达到了QT550-5的要求,金相组织符合标准。     

超低温地铁传动箱用铁素体球墨铸铁的开发

通过调整成分、优化冶炼工艺和热处理工艺,改善球墨铸铁铸态QT400-18的显微组织,进而提高其综合力学性能。分析球墨铸铁组织性能,检测试样热处理后力学性能。结果表明,优化冶炼和热处理工艺后,球墨铸铁QT400-18的组织和力学性能有明显的改善,抗拉强度和伸长率高于牌号标准,硬度135～180 HB,-60℃低温冲击性能达到12 J以上。     

QT500-14、QT600-10高硅球墨铸铁研究

应用FeSiMg合金球化剂进行冲入法球化处理,BaSi孕育剂进行孕育处理,充分利用硅的固溶强化作用,解决了QT500-7和QT600-3球墨铸铁材料的屈服强度和伸长率低以及硬度不均匀导致加工性能差等问题。多次试验结果表明:QT500-14和QT600-10的力学性能和金相组织已达到EN 1563:2012的规范要求。