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公司新聞
球鐵鑄件的凝固特性跟生產工藝對大斷面組織性能的影響
2025-03-21IP屬地 河北164
球墨鑄件的防腐直接關系到管道的長期的使用性和性,因此是衡量管網技術及運行狀況的一個重要指標。因鑄鐵中存在石墨,球墨鑄件中的石墨以球狀形式存在,并不影響基體材料的力學和機械性能,但據10個典型城市
我國城鎮供水管網靜漏失率達到12~13%,遠遠超過了要求城市漏失率控制在6%以下的標準,所以管道防腐一直是我們當前一個熱門的課題。
球墨鑄件的注意事項
1.加入孕育劑進行孕育處理
2.球墨鑄件流動性較差,收縮較大,因此需要較高的澆注溫度及較大的澆注系統尺寸,合理應用冒口,冷鐵,采用順序凝固原則
3.進行熱處理
4.嚴格要求化學成分,對原鐵液要求的碳硅含量比灰鑄鐵高,降低球墨鑄件中錳,磷,硫的含量
5.鐵液出爐溫度比灰鑄鐵高,以補償球化,孕育處理時鐵液溫度的損失
6.進行球化處理,即往鐵液中添加球化劑
球鐵鑄件的凝固特性跟生產工藝對大斷面組織性能的影響
(一)、球墨鑄件的凝固特性
自誕生以來,憑借較高的強韌性和較低的生產成本,球墨鑄件在較多方面取代了傳統的灰鑄鐵及鑄鋼件,并被廣泛地應用到諸如:車輛、農用機械、土木建筑、大型機床、核燃料儲運和發電設備等相關領域。
球鐵的快速發展即體現在生產與應用方面,同時也體現在針對球墨鑄件的基礎研究方面。針對球墨鑄件的球化機理、球墨鑄件的合金化、球化處理、孕育處理、熱處理、磁場處理以及半固態處理等方面進行了大量的研究,取得了重大成果,并且逐漸催生了奧氏體球鐵、貝氏體球鐵、溫淬火球鐵等新型的球墨鑄件。
球墨鑄件的生產技術在誕生初期就已被引入我國并得到快速的推廣應用。工業生產中的球墨鑄件,其碳當量常處在共晶點或過共晶成分范圍,一次結晶主要發生在共晶轉變階段,由于球鐵凝固時以離異共晶方式為主,導致其整體凝固過程表現出以下特性。 當初生石墨從鐵液中析出時,其周圍的鐵液處于貧碳狀態,此后逐漸形成環繞石墨球的貧碳區,進一步形成石墨外圍的奧氏體殼。此時由于C及Fe原子需要通過奧氏體外殼分別向石墨球表面和外部鐵液熔體中擴散,導致石墨的生長速度嚴重降低,加之C原子的擴散速度明顯慢于Fe原子的速度,這會減緩結晶潛熱的釋放速度,使得球鐵的熱導率低于灰鑄鐵,較終促使球墨鑄件的凝固時間明顯長于灰鑄鐵。同時,由于緩慢的結晶潛熱釋放,使球鐵液中過冷度不斷累積,整個凝固過程是在比灰鑄鐵大的過冷度下進行的,這也就導致其所跨越的溫度范圍寬于灰鑄鐵。

(二)、生產工藝對大斷面球墨鑄鐵組織性能的影響
大斷面球墨鑄鐵的生產應用和研究已有幾十年的歷史,其生產工藝已經得到了較長時間的發展和穩定。但是為繼續改變大斷面球墨鑄鐵的組織和性能,關于其生產和處理工藝的研究仍在不斷進行。
熔煉工藝和冷卻工藝是影響大斷面球墨鑄鐵組織性能的主要因素,通過嚴格控制原材料的化學成分,采用強制冷卻方式加快球墨鑄鐵件冷卻速度是改變大斷面球墨鑄鐵組織性能的措施,也受到了企業的認可和應用。加快冷卻速度的常規辦法是加外冷鐵、強制冷卻、冷鐵與強制冷卻配合使用,這些方法在工業生產中已經得到了一定程度的應用。采用微型內冷鐵改變球墨鑄鐵的組織和性能是的方法之一。上世紀90年代,通過懸浮澆注的方式加入內冷鐵的思路受到了國內一些學者的重視。合肥工業大學的陳啟善等人通過實驗研究表明加入10%的相同成分的白口球鐵丸(粒度為5-7mm)能夠的大斷面球鐵球化衰退,改變球墨鑄鐵石墨形態得到類似中小型球墨鑄鐵的組織和性能。低碳鐵絲和球鐵屑對大斷面球鐵組織和性能的影響,結果表明懸浮澆注可以明顯提高大斷面球鐵的冷卻速度,改變石墨形態。球鐵屑由于其良好的變質作用能夠得到球墨數。
孕育處理對于大斷面球墨鑄鐵的質量有也有重要的關系,對于孕育處理工藝的研究主要在新型孕育劑的研制、和新型孕育工藝的試驗方面。通過加入Ba, Ca等微量元素的孕育劑在增強孕育效果方面有較好作用。在孕育工藝方面,一般認為采用型內孕育、澆口杯孕育、絲孕育以及隨流孕育對于提高孕育效果,防止大斷面球墨鑄鐵球墨畸變有較好的作用,同時,也有研究表明采用型內孕育和后孕育處理促進碎塊狀石墨的形成。在孕育劑量方面,一般認為,多級大劑量孕育有利于提高普通球墨鑄鐵的品質,多級大劑量孕育不僅不能碎塊狀石墨,反而助長了碎塊狀石墨的產生。孕育方式及孕育劑量對于大斷面球墨鑄鐵組織性能的影響還有待于進一步的研究。

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