球墨鑄鐵700-10生產(chǎn)技術(shù)工藝

1、球墨鑄鐵700-10 生產(chǎn)技術(shù)工藝關(guān)注我們請點這里 鑄造工業(yè)網(wǎng) 7月10日近年有關(guān)高強度、高伸長率球墨鑄鐵的研究與生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)受到相關(guān)研究機構(gòu)的關(guān)注。通過 采用合理的成分設(shè)計、鐵液凈化、多元素合金固溶強化、晶粒細化等一系列生產(chǎn)工藝措施，探討 了鑄態(tài)QT700-10工藝開發(fā)的可行性。隨著汽車工業(yè)的進步，商用車、重卡朝著重載、高速、低耗、低成本及良好的舒適性等方向 發(fā)展，汽車底盤支架、托臂梁等零部件對高強度、高伸長率材料的綜合性能要求也越來越高。就 材料的綜合性能和成本而言，高強度、高伸長率球墨鑄鐵備受青睞，目前國家標準中關(guān)于球墨鑄 鐵的要求，一般是低強度高伸長率或是高強度低伸長率，對于那些不僅要

2、求高強度、還要求高韌 性、高疲勞性能等的鑄件，傳統(tǒng)國標的球墨鑄鐵材料不能滿足性能要求。因此我公司與湖北汽車 工業(yè)學院聯(lián)合開展了高強度、高伸長率球墨鑄鐵研究工作，以滿足汽車零部件輕量化需求。1國內(nèi)外球墨鑄鐵發(fā)展現(xiàn)狀目前球墨鑄鐵的生產(chǎn)，都是根據(jù) GB/T 1348-2009球墨鑄鐵件標準，球墨鑄鐵的力學性能從QT350-22L至U QT900-2共14個牌號，生產(chǎn)工藝己非常成熟，隨著鑄造企業(yè)質(zhì)量控制水平的提高，絕大多數(shù)企業(yè)都能大批量穩(wěn)定地生產(chǎn)。然而，國內(nèi)對高強度、高伸長率球墨鑄鐵技術(shù)研究與應(yīng)用的報道并不多。通過對國外球墨鑄鐵技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)，SiboDur球墨鑄鐵是GF公司最新研發(fā)的鑄態(tài)高強度高韌性球

3、墨鑄鐵，對其化學成分及性能進行解讀，SiboDur 球墨鑄鐵形成了 SiboDur450-17、SiboDur550-12、SiboDur700-10、SiboDur800-5系列，力學性能指標在傳統(tǒng)球墨鑄鐵力學性指標中分布見圖1。忖ihfvh k忖ihfvh kSiboDur球墨鑄鐵以Si和B作為合金化元素，其綜合力學性能遠遠高于傳統(tǒng)珠光體-鐵素體球鐵，適合制造承受沖擊的鑄件，廣泛應(yīng)用國外汽車行業(yè)。2化學成分對球鐵性能的影響化學成分與金相組織SiboDur球墨鑄鐵是以Si和B作為合金化元素，實現(xiàn)鑄態(tài)球鐵高強度、高韌性綜合 力學性能，據(jù)此我們設(shè)計鑄態(tài)QT700-10的主要化學成分見表1。金相組

4、織：球化等級1-2級，石墨球大小6-7級，珠光體含量25%85%。上盤化下墻行TaWt I CMmiodof Iliec- -R c* 用_ r省工_;=j生1弟直一312f 3# Xfr -S J S 1.2 0步0毫 口右M斗JLS。禰? 0l09 奴|化學成分對力學性能的影響金屬材料的力學性能主要決定于其基體組織，要生產(chǎn)鑄態(tài)高強度、高伸長率球墨鑄 鐵，首先需要分析這種球鐵應(yīng)該具有的組織結(jié)構(gòu)特點，然后考慮技術(shù)方案和措施。球墨鑄鐵的金相組織可分為石墨和金屬基體，其力學性能主要決定于金屬基體， 但也受到石墨的影響，要同時獲得高強度和高伸長率，石墨和基體組織都應(yīng)有嚴格要求。90%以上石墨球化良好

5、，金屬基體性能才能得到充分發(fā)揮，因此，鑄態(tài)高強度、高伸長率球 90%以上細化石墨球?qū)Ω邚姸?、高伸長率球墨鑄鐵十分重要，一方面，細化石墨球能提高石 墨的圓整度和球化率；另一方面，細化石墨球能減小晶間偏析程度， 防止晶間析出脆性 相，保證材料的塑性和韌性。細化石墨球的技術(shù)措施是強化孕育，選用高效孕育劑，如 含Ba、Bi的孕育劑。球墨鑄鐵的基體可通過合金化和熱處理調(diào)控為多種組織，從而獲得不同的性能。為 使鑄態(tài)球墨鑄鐵在獲得高強度的同時獲得高伸長率，需要在不改變組織類別的條件下尋求強韌化方法。固溶強化、細晶強化可在鑄態(tài)條件下實現(xiàn)，而且細晶強化在提高強度的 同時還提高塑性。固溶強化、細晶強化通過合金化來

6、實現(xiàn)，Si、Cu、Ni是首選的合金化元素，它們都有固溶強化作用，都促進一次結(jié)晶石墨化，沒有晶間偏析。Cu、Ni促進形成珠光體，還有細化珠光體的作用，Si是促進鐵素體形成的元素?？刂破浜靠烧{(diào) 控基體組織中珠光體和鐵素體比例，獲得不同的強度和伸長率。根據(jù)上述分析，選擇基體組織為珠光體 +鐵素體混合基體，一定量的鐵素體保證伸 長率，增加固溶強化作用，彌補珠光體量減少對強度的影響。選擇 Cu、Si為主要合金 化元素，驗證Ni、B的作用。嚴格的生產(chǎn)過程控制生產(chǎn)高強度、高伸長率的球墨鑄鐵，最大的工藝難度在于要保證強度的同時必須有-定的鐵素體含量，尤其是石墨球化良好、球徑細小，基體組織充分固溶強化、晶粒細

7、 化，夾雜物少、晶間偏析小，這涉及到化學成分設(shè)計、低磷低欽生鐵原料、鐵液熔煉和 處理工藝、冷卻條件等因素，是實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)高強度、高伸長率的鑄態(tài)球墨鑄鐵工藝的 關(guān)鍵。3試驗數(shù)據(jù)與結(jié)果分析采用生鐵和碳素廢鋼配料，100 kg無芯中頻感應(yīng)爐熔煉，稀土鎂合金球化劑、沖入法球化處理，硅鐵孕育劑進行型內(nèi)孕育(00.1%)和隨流孕育(00.1%) , Si、Cu、Ni加入球化處理包中，B ( 0.0025% )在包內(nèi)或隨孕育劑加入，澆注標準(GB/T1348-2009) Y 型試棒，性能測試數(shù)據(jù)繪制出抗拉強度與伸長率的關(guān)系曲線見圖2。試制的球鐵力學性能指標遠高于國家標準牌號，從趨勢線上看到，抗拉強度達到700 MPa時，伸長率可達 10%。加B的Si-Cu合金化球鐵力學性能指標略低于不加B的球鐵。Si、Cu合金化的球墨鑄鐵中加Ni的力學性能與不含 Ni的比較(圖3),加Ni能獲得更高的強度，且鑲對伸長率影響小。另外，隨著試塊增厚，冷卻速度下降， 同等抗拉強度下伸長率略有下降。innii-就江西迎U I ；hit. ftinnii-就江西迎U I ；hit. ft4結(jié)論(1)在本試驗條件下，用 Si-Cu和Si-Cu-Ni合金化生產(chǎn)鑄態(tài)球墨鑄鐵，抗拉強度達到700 MPa時，伸長率可達10%,實際生