厚大断面球墨铸铁件常见缺陷的防止

概述了厚大断面球墨铸铁件易产生的几种缺陷及防止措施.并从原辅材料的选择,铁液化学成分的控制,球化和孕育处理以及合金元素的添加等几方面论述了厚大断面球墨铸铁件生产中应注意的一些问题及工艺参数.     

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。     

厚大断面球铁飞轮的研制

针对厚大断面球铁飞轮容易产生球化衰退和石墨畸变的技术难点,先后开展了厚大断面球铁试块凝固时间测定实验和不同种类球化剂抗衰退情况的实验,依据实验结果和飞轮成型模拟试验,分别制定铸造工艺参数和合金熔炼工艺,成功生产出飞轮铸件,铸件品质达到了用户的验收标准。     

厚大断面球铁的离心铸造

离心机生产球铁比较困难,生产厚大断面球铁更难控制。通过对目标铸件的分析,设定合理的生产工艺,对熔炼、球化、孕育、冷却等工艺进行优化,生产出合格的厚大断面(δ90mm)球铁铸件。     

V法铸造在大型球铁件上的应用

介绍运用V法铸造工艺生产大型、厚大断面、大弧面U型球铁件的生产技术,实际生产中运用了V法特殊的生产条件,得到品质优良的球墨铸铁件,同时保证了圆弧面精确的弧度要求。     

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。     

厚大断面球墨铸铁件生产中若干问题的探讨(1)

介绍了厚大断面球墨铸铁的凝固时间长、共晶结晶平台长、石墨球数少、易畸变、基体组织异常等凝固特性,通过理论与生产实例相结合的方法,阐述了碎块状石墨问题,石墨球数少与石墨畸变的关系,球化剂、w(Mg残)量、RE与石墨畸变的关系,CE及化学成分的选择问题,厚大断面球墨铸铁件若干问题的措施,球化剂中RE问题以及如何增加石墨球数问题。最后指出:要保证厚大断面球墨铸铁正常生产,除上述问题外,还有浇注系统优化和浇注时间控制的问题,生产过程质量控制以及生产组织等问题,这些都需要注意和严格控制。     

球墨铸铁件的碎块状石墨问题

碎块状石墨(chunky graphite)是厚大断面球墨铸铁件常见的缺陷之一,尤其在铁素体球铁、高w(Si)量以及奥氏体球墨铸铁中较为严重,它会明显影响铸件的力学性能,应尽可能避免或控制。碎块状石墨现象是目前全球厚大断面球铁研究与生产领域极为关注的课题,但其形成机理仍不十分清楚。笔者介绍了有关碎块状石墨问题的各种理论,并结合一些实例,给出了适宜的解决方法。     

6.0MW风力发电机球铁底座铸件的生产

利用2台20 t中频电炉熔炼铁液,生产质量为60 t的6.0 MW超大型风力发电机球铁底座铸件.采用底注式浇注系统,厚大部位设置冷铁,顶部设置冷冒口,低温快速浇注.通过严格控制化学成分和出炉温度,合理设计熔化工艺及球化处理、孕育处理流程,尽量缩短铁液停留时间,解决了小容量电炉生产超大型厚壁球墨铸铁件容易导致球化衰退和石墨畸变的难题.     

铁神一号净化剂应用于球墨铸铁生产的创新技术

介绍了现代铁水净化技术应用于球墨铸铁生产而形成的几项球墨铸铁生产的创新技术；尤其是“增加回炉料加入法”这一创新技术，突破了在生产厚大断面球墨铸铁件中，“不能过多使用回炉料或者硅含量过高的生铁，原铁液硅含量不能超过一定范围”这个禁区，实现了低成本生产优质球铁铸件，可以提高铸造企业市场竞争力。     

耐低温球墨铸铁输送管的生产实践

介绍了低温高韧性球墨铸铁输送管的铸造工艺,分析了低温球铁生产中原材料、化学成分选择的要点;通过合理控制球化处理、孕育处理工艺,铸态获得了铁素体+细小的石墨球组织;对厚大部位采用冷铁强制冷却、充分利用石墨化膨胀的自补缩,实现了输送管铸件无冒口铸造;铸态下各项力学性能及低温冲击韧性达到EN-GJS400-18U-LT的要求,输送管无损检测合格,铸件品质达到国内同类产品先进水平.     

大断面球铁悬浮铸造工艺研究

简要介绍了一种适合于大断面球铁悬浮铸造用微型冷铁的制备工艺；探讨了采取常规悬浮铸造方法加入１０％的该种微型冷铁对大断面珠铁元素偏析，球化衰退及机械性能的影响。     

孕育处理对大断面球铁件力学性能和石墨形态的影响

基于金相组织、力学性能、拉伸断口特征、石墨结晶核心及变异石墨形态分析,研究了孕育处理对大断面QT600－3球铁件力学性能和石墨形态的影响。结果表明,电炉熔炼工艺生产大断面球铁件时,采用随流瞬时孕育,孕育衰退作用减慢,抗拉强度和伸长率提高;YFY－1A作瞬时孕育剂,石墨形态良好,石墨球大小稳定;SPI作瞬时孕育剂,导致石墨形态发生变异。     

磷对铸态厚壁高韧性球铁QT400—18延伸率影响的研究

讨论了磷在不同孕育条件下对铸态厚壁高韧性球铁ＱＴ４００—１８的延伸率的影响，研究了磷与硅共同作用对延伸率影响的规律，提出了减小磷在铸态厚壁高韧性球铁生产中有害作用的措施．     

厚大断面RE-Mg球铁喷粉净化及球化效果的研究

利用自行研制的喷粉装置，首先探讨了厚大断面RE-Mg球铁喷粉脱硫净化的效果，然后研究了稀土镁球化剂在喷粉处理时的净化及球化效果，进而对喷粉脱硫、球化、孕育综合处理工艺进行了试验研究。结果表明：喷粉处理时活性CaO的脱硫率与CaC2的脱硫率相近，使得CaO取代CaC2成为可能，喷粉处理具有突出的净化作用，在脱硫的同时，使氧含量显著降低，同时使硫趋于均匀分布；喷粉球化是一种有效的新球化方法，可获得低硫、低氧、石墨圆整而细小的铸态铁素体球墨铸铁；综合喷粉球化工艺可将脱硫剂、球化剂、孕育剂同时喷入铁液，完成脱硫、球化、孕育过程，获得的球铁在强度较高的同时，使伸长率和冲击值也增大。     

高硅合金耐热铸铁生产球墨铸铁模具的研制

对铸铁模具使用工况进行了分析,采用了高硅合金耐热铸铁为生产球墨铸铁模具的材质,并介绍了高硅合金耐热球墨铸铁模具的消失模铸造工艺、冶炼工艺、热处理工艺以及该材质模具的实际使用效果。实际生产表明：高硅合金耐热球墨铸铁具有优越的综合耐热疲劳性能,大大提高了模具寿命。     

Effects of forced cooling on mechanical properties and fracture behavior of heavy section ductile iron

To develop materials suitable for spent-nuclear-fuel containers, the effect of forced cooling on mechanical properties and fracture toughness of heavy section ductile iron was investigated. Two cubic castings with different cooling processes were prepared: casting A was prepared in a totally sand mold, and casting B was prepared in a sand mold with two chilling blocks placed on the left and right sides of the mold. Three positions in each casting with different solidification cooling rates were chosen. In-situ SEM tensile experiment was used to observe the dynamic tensile process. Fracture analysis was conducted to study the influence of vermicular and slightly irregular spheroidal graphite on the fracture behavior of heavy section ductile iron. Results show that the tensile strength, elongation, impact toughness and fracture toughness at different positions of the two castings all decrease with decreasing cooling rate. With the increase of solidification time, the fracture mechanism of conventional casting A changes from ductile fracture to brittle fracture, and that of casting B with forced cooling changes from ductile fracture to a mixture of ductile-brittle fracture.     

大断面球铁件电炉熔炼工艺及石墨畸变机理研究

探讨了大断面QT600-3球铁件电炉熔炼生产工艺的技术要点,检测了试生产条件下球铁单铸试块与本体试块的化学成分、金相组织与力学性能,基于石墨结晶核心和石墨形态的分析,探讨了石墨畸变机理。生产试验结果表明:炉外增Si预处理增加铁液成核,轻、重稀土混合使用作为球化剂,侧重后期孕育,适当降低浇注温度,合理使用Cu元素,是电炉熔炼工艺生产大断面球铁件的重要环节;采用电炉熔炼工艺生产大断面球铁件,球化等级与化学成分稳定控制有关,抗拉强度、伸长率等力学性能与化学成分、基体组织有关;Y在铁液中形成高熔点Y2O3作为石墨析出的核心,可获得良好石墨形态;大断面球铁件中,Ti、Cu元素的偏析和球化元素Mg或稀土(Y、La、Ce)的氧化,破坏了奥氏体壳的稳定性,是造成石墨畸变的主要原因。     

厚大断面球墨铸铁件凝固装置的研制

自行研制了能够模拟厚大铸件冷却环境的小型凝固装置，通过控制不同的环境温度和冷却速度，来获取厚大断面球墨铸铁件凝固过程温度场的分布和变化规律。与空冷凝固时间相比，延长了300％的冷却凝固时间，验证了这一装置在实验中的有效性。