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碳當量對合成鑄鐵力學性能的影響

2020-7-6  閱讀(842)

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許多鑄造企業開始采用合成鑄鐵的方法(即廢鋼增碳技術)來降低成本,使用合成鑄鐵方法熔煉的鐵液有害元素含量低,純凈度高,夾雜物少,大量廢鋼的加入降低了原鐵液Si含量,使增大孕育劑提高孕育效果成為了可能,而且孕育后的鐵液白口傾向小,石墨形態大部為A型,石墨長度也更短,對基體的割裂作用小,抗拉強度比普通灰鑄鐵高10-30MPa。

  高強度鑄鐵一般采用高碳當量(3.8%-4.2%)、低合金化(Cu:0.3%-1.0%)方法生產。該方法可使灰鑄鐵具有良好鑄造性能,獲得高的抗拉強度,但大量合金的加入增加了熔煉成本。適當降低碳當量使石墨數量相對減少,減輕石墨對強度的削弱作用,少加或者不加入合金就可獲得高強度灰鑄鐵,節約了大量熔煉成本,但容易出現白口組織,造成加工性能惡化。研究了低碳當量、高硅碳比條件下可以獲得高強度的方法,但是使用的主要原料為生鐵。采用低碳當量(3.45%-3.85%)批量化生產合成鑄鐵,但是仍加入少量Cu(0.8%-1.0%);合成鑄鐵方法生產的鐵液純凈,石墨形態良好,不易產生夾雜物和過冷石墨,具有良好鑄造性能,為低碳當量高強度鑄鐵的研究提供了新的可能。

試驗采用呋喃樹脂砂鑄造工藝,在中頻爐感應電爐進行熔煉。主要選用普通碳素廢鋼,一般不用合金鋼,廢鋼應無油無銹,成分明確。選用少量Q12生鐵和灰鐵回爐料,生鐵中微量有害元素(As、Sn、Sb、Pb等)應越低越好。采用普通孕育劑,粒度范圍為5-10mm。選擇高溫石墨化增碳劑,應符合YB/T4403-2014《石墨化增碳劑》標準,粒度范圍為1-8mm。

在試驗下,得出結論,隨著碳當量降低,抗拉強度升高。當碳當量為3.54%時,抗拉強度能達到375MPa。硬度隨碳當量升高而降低,但總體變化幅度不大,機加工性能良好。

合成鑄鐵的石墨形態均勻且呈無方向性分布,全部為A型石墨,石墨長度為3-4級,珠光體數量為98%,無碳化物,磷共晶。碳當量越低,石墨形態越細小,對基體的割裂作用降低,抗拉強度隨之提高。

NJ-QP880全譜直讀光譜儀,該儀器光學系統采用帕型-龍格裝置,高真空,分辨率高、靈敏度高等特點;由于機刻光柵可以產生較高級次的光譜,所以選線更具靈活性,從而避免光譜干擾;儀器結構設計合理,電子系統高度集成化電路,故障率低;分析速度快、重復性好、穩定性好;可用于多種基體分析: Fe、Co、Cu、Ni、Al、Pb、Mg、Zn、Sn等;分析速度快捷,30秒內測完所有通道的元素成分。針對不同的分析材料,通過設置預燃時間及標線,使儀器用較短的時間達到好的分析效果。

                 

                       南京諾金高速分析儀器廠

                            2020年7月6日

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