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球化处理是球铁生产的重要环节之一,盖包法是针对冲入法存在的缺点进行改进而开发出来的一种球化处理方法。它的优点是减少镁光、粉尘等污染、提高镁的吸收率、能有效地提高球铁的综合性能等。 本试验根据江铃铸造厂的技术要求,采用盖包法球化处理工艺,分析论述了铸态铁素体硅钼球墨铸铁制备工艺中的技术重点及难点,选取化学成分、球化剂及孕育剂种类、孕育剂加入量、钼含量等参数进行试验研究,有针对性地调整及优化,寻求佳的制备工艺参数,以稳定地生产出高性能铸态铁素体硅钼球墨铸铁。 试验采用中频感应电炉熔炼铁液,铁液主要化学成分范围控制在3.3-3.5C%,2.7-2.9Si%;采用快速热电偶测温,控制铁液的出炉温度。出炉时铁水温度尽量控制在1500-1550℃之间;以1530℃为佳。铁液由电炉熔化后倒入经过烘干的球化包中及提包内进行球化及孕育处理。将处理好的铁液浇注Y块,同时进行随流孕育。浇注成型后的试样经过60分钟左右开型,在空气中冷却到室温。
铸铁中常见的C，Si、Mn、P、S中，C，Si是强烈促进石墨化的元素，S是强烈阻碍石墨化的元素。实际上各元素对铸铁的石墨化能力的影响极为复杂。其影响与各元素本身的含量以及是否与其它元素发生作用有关 ，如Ti、Zr、B、Ce、Mg等都阻碍石墨化，但若其含量极低(如B、Ce<0.01%，Ti<0.08%)时，它们又表现出有促进石墨化的作用。
铸铁型材差不多已在所有主要工业部门中得到应用，这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁现有许多牌号，提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。 如标准化组织ISO1083所规定的大多数球墨铸铁铸件，主要是以非合金态生产的。显然，这个范围包括抗拉强度大于800牛顿/毫米，延伸率为2%的度牌号。另一个极端是高塑性牌号，其延伸率大于17%，而相应的强度较低(低为370牛顿/毫米勺。强度和延伸率并不是设计者选择材料的根据，而其它决定性的重要性能还包括屈服强度、性模数、耐磨性和疲劳强度、硬度和冲击性能。另外，耐蚀性和抗氧化以及电磁性能对于设计者也许是关键的。为了满足这些特殊使用，研制了一组奥氏体球铁，通常叫傲Ni一Resis亡球铁。这些奥氏体球铁，主要用锌、铬和锰合金化，并且列入标准.
对几种具有不同石墨形态、不同基体组织的铸铁材料的高温拉伸性能进行了试验研究.通过大量的试验,得出以下结论:(1)HT280、RuT400、QT400-15的抗拉强度均随温度升高而下降,且变化趋势一致,拐点均在400℃左右,石墨形态和基体组织共同交互作用影响抗拉强度的下降幅度;(2)HT280、RuT400、QT400-15的性模量随温度升高降低,QT400-15材料的性模量随温度的升高而逐渐下降,在450℃以后显著降低,逐渐低于珠光体基体为主的蠕墨铸铁,但高于灰铸铁;(3)在基体组织相同的情况下,蠕虫状石墨的铸铁比片状石墨的灰铸铁具有更高的高温抗拉强度,且蠕墨铸铁随蠕化率的降低,高温力学性能升高.
随着铸铁水平连铸技术的不断推广，铸铁型材正在被越来越广泛的应用到工业行韭中 的各个领域。本文通过对连铸设备、控制系统的改进和相关工艺参数的优化，制备了几种 不同截面尺寸的小直径铸铁型材，并从小直径铸铁型材的凝固成型特点出发，分析研究了 其组织与性能之间的对应关系，得出了以下结论： (1)小直径铸铁型材的金相组织特点是：发达的初生奥氏体枝晶和枝晶闻分布的细小 的D型石墨。 度差仅为Hl≥±15。 (3)试验所得的小直径铸铁型材的抗拉强度均在320MPa以上，力学性能良好。 (4)从拉伸断嚣可以得出：奥氏体技晶在铸铁型誊孝的断裂过程中主要表现为阻止裂纹 扩展的作用，增加断裂所需的能量，提高铸铁型材的强度。 (5)对小直径铸铁型材的组织及断裂行为分析表明：发达的初尘奥氏体技晶呈框架结 构分布：枝晶间的D型石墨在高倍电镜下观察石墨的形状近似里蠕虫状或状。这是 小直径铸铁型材度的根本原因。
铸铁型材的化学成分一般由供方决定，且不要求作为验收依据。当需方有特殊要求时，由供需双方 商定。 4．2力学性能 4．2．1 灰铁型材的抗拉强度 同一牌号，不同直径或不同截面尺寸的灰铁型材的抗拉强度应符合表2的规定。 表2灰铁型材的小抗控强度 型材尺寸 牌号 ≤30 30<D《4040<D≤6060<D≤100100<D≤160160<D≤300 小抗拉强度MPa HIyI上 HT／Lz250 ” H影LZ 注：“型材尺寸”是指圆形截面型材的直径：对于矩形或异形截面型材而盲，是指与之截面积相当的圆形型材的 直径(简称为换算直径，以下同)：对于宽厚比大于5的板材，指型材厚度的2倍。 4．2．2球铁型材的抗拉强度和伸长率 同一牌号，不同直径或不同截面尺寸球铁型材的抗拉强度和伸长率应符合表3的规定。 表3球铁型材的小抗拉强度和伟长率 型材尺寸 30≤D≤120 120<D≤300 牌 号 抗拉强度 伸长率 抗拉强度 伸长率 MPa (％)
球墨铸铁件作为重要的工程材料,在当今的很多的铸件产量中有较大的比例并且生产技术也达到了一定的水平.但由于铸造过程中的复杂性使得球墨铸铁件的质量仍然存在着很多的问题.为了更好地控制其生产质量,本文根据生产实际及当前的关于球型石墨、晶体方面的形成、生长理论,结合先进的计算机技术,对金属凝固过程的观组织进行了计算机模拟仿真,也称为凝固过程观模拟,这个名称是相对于凝固过程宏观模拟而言的,具体是指在晶粒尺度上对金属凝固过程进行模拟仿真.本文根据热力学、凝固原理等理论,建立了凝固过程中热传递、溶质传递和石墨球、奥氏体的形核、生长进行模拟,以能量小原理为基础,考虑体积自由能和界面能的定量影响,建立了晶粒生长概率模型.根据所建立的模型,采用了Microsoft Visual C++ 6.0开发平台开发了相应的三维模拟计算程序和二维动态显示程序.针对观模拟计算量大的特点,本文采用了局部区域模拟法,并相应地解决了整体区域和局部区域之间的数据映射、局部区域的边界处理、局部区域模拟结果的放大显示等问题.该方法通过仅对关键的局部区域模拟而有效地节省了计算量.针对球墨铸铁(成分为:碳含量为3.7﹪、硅含量为3.3﹪、锰含量小于0.4﹪)在砂型中的凝固过程,进行了实验对比研究.使用编写的模拟仿真软件对实验过程中的观组织进行了模拟,并把模拟的计算结果与实验结果进行了对比,二二者基本吻合.
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