球墨铸铁生产难点与注意事项.docx

球墨铸铁是一种具有优良机械性能的灰口铸铁。一般在浇注之前，在铁液中加入少量球化剂（通常为镁、稀土镁合金或含铈的稀土合金）和孕育剂（通常为硅铁），使铁水凝固后形成球状石墨。此种铸铁的强度和韧性比其他铸铁高，有时可代替铸钢和可锻铸铁（），在机械制造工业中得到了广泛应用。球墨铸铁在国外是年用于工业生产的。一、球铁件生产难点一、球铁件生产难点此类铸件因断面厚大冷却缓慢，金属液体凝固时间长，铸件内部很容易产生缩松。生产铁素体球墨铸铁时，为了获得较高的抗拉强度、屈服强度和延伸率，以往均要进行铁素体化热处理，热处理温度是根据铸态组织中是否存在游离渗碳体或珠光体，而采用 900-950的高温热处理。但生产成本高，工艺复杂，生产周期长，给生产组织以及交货期带来非常大的困难，这就要求必须在铸态下获得铁素体基体。因此生产这种材料的难点主要有以下几方面：a铸件要进行指定区域的射线探伤，如何解决铸件的内部缩松；b如何保证在铸态下获得铁素体基体 90%以上；c如何使材料有足够的抗拉强度和屈服强度；d如何获得足够的延伸率（18%），在合金化处理后,获得规定的延伸率；c采用最优的合金化处理工艺。二、厚大断面铸态铁素体球墨铸铁件的质量控制技术二、厚大断面铸态铁素体球墨铸铁件的质量控制技术1 1化学成份的控制化学成份的控制1 1）C C、SiSi、CECE 的选择的选择由于球状石墨对基体的削弱作用很小，故球墨铸铁中石墨数量的多少，对力学性能的影响不显著，当含碳量在 3.2%3.8%范围内变化时，对力学性能无明显的影响。所以过程中确定碳硅含量时，主要考虑保证铸造性能，将碳当量选择在共晶成分左右。具有共晶成分的铁液的流动性能最好，形成集中缩孔的倾向大，铸件组织的致密度高。但碳当量过高时，容易产生石墨漂浮的同时，一定程度上对球化有影响，主要表现在要求的残余 Mg 量高。使铸铁中夹杂物的数量增多，降低铸铁性能。硅球墨铸铁中使铁素体增加的作用比灰铸铁大，所以硅含量的高低，直接影响球墨铸铁基体中的铁素体量。硅在球墨铸铁中对性能的影响很大，主要表现在硅对基体的固溶强化作用的同时，硅能细化石墨，提高石墨球的圆整度。所以球铁中的硅含量的提高，很大程度上提高强度指标，降低韧性。球墨铸铁经过球化处理过的铁液有较大的结晶过冷和形成白口倾向，硅能够减少这种倾向。但是硅量控制过高，大断面球铁中促使碎块状石墨的生成，降低铸件的力学性能。资料显示，球墨铸铁中硅以孕育的方式加入，一定程度上提高性能。根据上述分析，从改善铸造性能的角度出发，铁水的碳当量选在共晶点附近最好，此时铁水的流动性最好，集中缩孔倾向较大，易于补缩等。但碳当量过高会引起石墨漂浮，石墨漂浮层的厚度会随着碳当量的增加而加厚。应当指出，碳当量太高是产生石墨漂浮的主要原因，但不是唯一的原因，铸件大小、壁厚、浇注温度也是一些重要因素。碳当量、铸件壁厚和石墨漂浮三者的关系，显然铸件壁薄碳当量可以选择得高一些，不会出现石墨漂浮，相反厚大铸件的碳当量应当选得低些。总之碳当量上限以不出现石墨漂浮为原则，下限以不出现渗碳体，保证完全球化为准，在这样的前提下，应尽可能提高碳当量以便获得致密的铸件。2)2)锰（锰（MnMn）锰在球墨铸铁中起的作用与灰铸铁不同。灰铸铁中，锰除了强化铁素体和稳定珠光体外，还能减少硫的危害作用。球墨铸铁中，球化元素具有很强的脱硫能力，锰不再具有这种作用。由于锰具有严重的正偏析倾向，往往富集于共晶团晶界处，促使形成晶间碳化物，显著降低球墨铸铁的韧性。对厚大断面球铁来说，锰的偏析倾向更严重。同时锰含量的提高，基体中的珠光体含量提高，所以提高了强度指标的同时，降低韧性。对高韧性球墨铸铁中锰含量控制应更严格。因此，在原材料可能的情况下 Mn 越低越好。对与大型铸件锰的控制上限为 Mn0.3%。3 3）磷：）磷：磷在球墨铸铁中有严重的偏析倾向，易在晶界处形成磷共晶，严重降低球墨铸铁的韧性。磷还增大球墨铸铁的缩松倾向。当要求球墨铸铁有高的韧性时，应将磷控制在 0.06%以下。4 4）硫：）硫：球墨铸铁中的硫与球化元素有很强的化合能力，生成硫化物和硫氧化物，不仅消耗球化剂，造成球化不稳定，而且还使夹杂物数量增多，球化衰退速度加快。熔炼中硫涉入从增碳剂中，过程控制尽可能降低原材料中硫含量的同时，采取炉前脱硫措施。用 ReMg 合金处理后，一般硫的残留量 S0.02%时，必须采用脱硫处理。5 5）钼：）钼：Mo 提高了材料的高温强度和常温强度，由于的使用，容易形成一定量的珠光体和碳化物，降低韧性，对于有 Mo 合金化的球墨铸铁，材料规范要求 Mo 含量 0.30.7%控制。6 6）镁和稀土的含量）镁和稀土的含量镁是主要的球化元素，稀土具有脱硫，中和反球化元素，对 Mg 具有保护作用，提高铁水的抗衰退能力。但是稀土元素是碳化物形成元素，因此在