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。     

基于石墨畸变机理的大断面球墨铸铁断口形貌及组织结构分析

以大断面球铁铸件为研究对象,研究了石墨的畸变机理。分析了电炉熔炼大断面球铁试样的化学成分和显微组织结构。结果表明,基体上白色异性相为氧化物夹杂,该氧化物夹杂可能会引起晶间断裂,降低大断面球铁铸件的力学性能。     

大断面QT600-3球铁件的生产技术

为了稳定生产QT600-3大断面球铁件,通过生产工艺调整,合理控制化学成分,在电炉熔炼时采用优质晶体增碳剂增加铁液成核,混合稀土球化剂进行球化处理,长效复合孕育剂在包内、浮硅及随流多次孕育等措施,获得了金相组织、力学性能、产品品质均符合要求的大断面QT600-3球铁件。     

Y和Sb对厚大断面球墨铸铁石墨形态的影响

通过采用重稀土钇基稀土镁球化剂处理铁液,浇注厚大断面球铁试块,研究了重稀土Y和微量Sb对厚大断面球铁的石墨形态的影响,分析了石墨结晶的核心,并探讨了石墨畸变的原因。试验结果表明,重稀土Y在铁液中形成高熔点氧化物,残存时间长,作为石墨核心,有利于提高抗衰退性能;Sb具有细化石墨球、增加石墨球数、提高石墨圆整度的作用;在厚大断面球铁中,晶界上Ti的偏析和球化元素Mg或稀土等氧化形成的氧化夹杂,破坏了奥氏体壳的稳定性,造成石墨畸变。     

大型灰铁及球铁件生产中的主要问题讨论

详细介绍了生产大型灰铁和球铁件的技术流程,提出生产大型灰铁件必须重视浇注方法、冒口和冷铁的设计,强调要将各种工艺参数输入电脑,反复模拟试浇并修正;认为大型球铁件特有的问题是:球墨数量少、球墨直径大、球墨畸变、石墨漂浮、化学成分偏析、晶间碳化物和碎块状石墨,指出解决的途径有:强化冷却加速凝固和改进铁液熔炼与处理工艺等。     

大断面球铁活塞的生产

简述了ф760 mm大断面活塞的生产过程,解决单件大活塞生产中的砂箱、起吊高度、防止漏箱、材质等方面的问题。通过合理地设计造型、熔炼、浇注等工艺,结合一些大断面球铁件的生产经验,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适当添加微量元素等方面控制措施,解决厚大断面球铁件易出现石墨球粗大、石墨球数少、开花状石墨、蠕虫状石墨等问题。应用这些措施,生产出了各项性能指标都合格的大活塞。     

高强度厚大断面球墨铸铁件的熔炼工艺

为生产高强度厚大断面球墨铸铁件,对熔炼原材料、铁液化学成分和球化孕育处理技术进行了分析,确定了球铁熔炼工艺的主要控制要素,采用高温正火热处理工艺保证材料均匀一致的基体组织。试制阶梯试块的力学性能和显微组织均符合技术要求,从而保证高强度厚大断面球墨铸铁件的正常生产。     

大断面球墨铸铁件的质量控制措施

大断面球铁件易出现石墨球粗大，石墨球数量减少，石墨漂浮，石墨球畸变，开花状石墨、碎块状石墨等缺陷，所以大断面球铁件的制造技术一直是铸造界公认的一个难题。结合国内外大断面球铁件的生产现状，总结出了一系列在生产过程中通常采取的质量控制措施，例如加快冷却速度、严格控制化学成分，适当添加微量合金元素、合适的球化处理和孕育处理等。应用这些措施，可以得到内外质量优良的大断面球墨铸铁件。     

微量元素偏析对厚大断面球铁石墨形态的影响

分析了厚大断面球铁件石墨畸变的形成原因及影响因素,浇注了400mm×400mm×450mm的试块研究微量元素偏析对石墨形态的影响。结果表明：开花状石墨的中心部存在Mg、Al、La、Ca、S等元素的富集,这些元素的富集破坏了石墨生长的稳定性;而晶界上V、Ti的偏析和球化元素Mg或RE等氧化形成的氧化夹杂,破坏了奥氏体壳的稳定性,造成石墨畸变;在铁液中添加微量Sb,凝固过程中Sb偏析于石墨—奥氏体界面上,可有效抑制或减缓C向石墨球扩散,限制石墨球生长,抑制石墨球畸变。     

大断面铸态球墨铸铁支撑架的工艺实践

大断面铸态球墨铸铁支撑架铸件,大部分壁厚237 mm,要求厚大部位100％超声波探伤检测.根据铸件的结构及技术要求制定了合理的浇注和熔炼工艺,通过对原材料及化学成分的严格控制,并选择合适的添加元素,成功生产了支撑架铸件.检测附铸试块的化学成分及力学性能完全满足技术要求,为厚大球铁件的质量稳定控制提供了很好的生产经验.     

钇基重稀土对大断面球铁件本体性能的影响

介绍了QT400-18高炉冷却壁铸件的性能要求,并对使用轻稀土球化剂导致铸件力学性能验收不达标的原因进行分析。采用钇基重稀土球化剂进行试验,结果显示铸件本体力学性能和金相组织都达到要求。指出钇基重稀土有加入量范围宽的特点,在原料不稳定的情况下,重稀土的抗干扰性、抗石墨畸变性、抗衰退性能较为明显,能保证铸件心部的球化等级及力学性能。     

大断面球墨铸铁的熔炼质量控制

根据大断面球墨铸铁件的特点，针对其熔炼生产中出现石墨漂浮、碎块状石墨、球化衰退等一系列问题，提出了改善和消除大断面球墨铸铁缺陷的有效和常用解决办法。分析认为：通过原材料选择、化学成分确定、球化孕育处理工艺等熔炼过程的质量控制，可以稳定生产出高品质的大型及特大型球墨铸铁件。     

稀土镁球墨铸铁的起源及其早期发展--纪念稀土镁球墨铸铁投产40周年

上世纪60年代初，为了充分开发和应用我国丰富的稀土资源，包钢、锡柴、上海内研所和一机部系统的一些生产和科研单位曾各自或协同进行稀土球墨铸铁试验研究。结果发现稀土的球化作用较弱，稀土球铁的球化率不如镁球铁，但夹渣、缩松明显少于镁球铁。这种结果引起了用稀土和镁进行球化处理的设想，导致了稀土镁球铁的诞生，解决了当时国内球铁生产由于原材料和技术两方面原因引起的质量问题，对我国球墨铸铁的发展起了重要作用。研究表明，与镁球铁曲轴相比，稀土镁球铁曲轴的夹渣、缩松缺陷大幅度减少，疲劳性能和耐磨性能也明显提高，因而很快在全国范围内推广。在这之后，锡柴又试验成功稀土镁硅铁合金球化剂冲入球化处理法，取代比较不安全而且温降较大的压力包处理法，并将稀土镁球铁用于柴油机连杆、大断面曲轴以及重量达20t的16V300型气缸体，此外，1965年还研制成功等温淬火稀土镁球铁凸轮轴并投入大批量生产。稀土能中和微量元素及铁液中某些气体的反球化作用，而稀土使球墨畸变的作用也需要微量元素中和。稀土镁球铁发生石墨漂浮的临界碳当量是4．55％，与镁球铁基本相同。稀土在球铁中的应用要注意用量恰当，才能达到“扬长避短”，充分发挥其有利作用和免除其不利影响。     

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.     

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。     

Sb对厚大断面球墨铸铁组织和性能的影响

研究了Sb对厚大断面球墨铸铁组织和力学性能的影响,详细阐述了该试验采用的炉料、化学成分、球化处理、孕育处理以及热处理等试验方法。试验结果表明:(1)合理的RE加入量可以中和Sb的反球化作用,改善石墨形态,增加石墨球数量;(2)Sb强烈细化珠光体,但是含量太高会导致碳化物的生成;(3)采用940℃(3 h)+460℃(4 h)的热处理工艺,合金含量为w(Cu)1.0%、w(Sn)0.15%和w(Sb)0.025%时,70 mm厚的附铸试块性能可以达到QT800-2的要求。     

稀土对曲轴金相组织和力学性能的影响

在用球铁生产曲轴的过程中，采用冲天炉保温炉双联熔炼，严格控制原铁液含硫量≤0.020％t同时在铁液中加入不同量的Cu—Mg型球化剂，进行球化孕育处理后，从本体取样研究残留稀土对曲轴金相组织和力学性能的影响。结果表明：随着残留稀土的增加，曲轴的球化级别逐渐变差、抗拉强度和延伸率也逐渐降低。     

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。