余热淬火低合金马氏体球墨铸铁磨球生产应用

本文采用覆砂金属型铸造工艺,水玻璃水溶液淬火介质试制了一种贝氏体复相球墨铸铁材质。经热处理后磨球可获得针状贝氏体+少许马氏体+残余奥氏体组织,该复相组织心表硬度值相差不超过2.0hrc,硬度值在55~58hrc之间,冲击韧性可达21~23j/cm2,是一种理想的磨球用耐磨材料。

球墨铸铁淬火工艺规范 热处理规范金相组织备注 回火索氏体+少量铁素体及球状石墨淬火 以前最好先经正火当铸件中存在过量 自由渗碳体时，在淬火前必须进行高温 石墨化退火，以免析出二次网状渗碳 体，这种方式叫“二阶段淬火”。考虑 到回火脆性，应尽量避免250~300℃范围 内淬火 石墨 石墨 表面层为细针状马氏体+少量残留奥氏体 及球状石墨，过渡层为小岛状马氏体+细 小铁素体，内部与原始组织相同 对铁素体基体的球铁，必须先进行正火， 使珠光体量≥70%，有时为了消除淬火应 力而在380~410℃温度范围内回火处理 提高强度、硬度和耐磨性，减少淬火变 形及裂纹。它是发挥球铁材料最大潜力 的热处理方法 下贝氏体+少量马氏体+少量残留奥氏体+ 球状石墨 铸态组织需无游离渗碳 石墨化退火。等温淬火 获得良好的强度和韧性下贝氏体+碎片状铁素体 铸态组织需无游离渗碳

等温淬火球墨铸铁与一般球墨铸铁不同，在韧性相同时，等温淬火球墨铸铁强度要高出一般球墨铸铁1～2倍。等温淬火球墨铸铁与钢不同，比钢更轻、更强、更耐磨，许多场合可代替铸钢、锻钢、有色金属等。其特点：（1）强度高，adi曲轴rel比锻件高40％；（2）轻量化，adi曲轴比锻件轻10％；（3）耐磨性好，adi抗磨料磨损比钢好，分别是一般结构钢、调质钢和钢轨的3、2．3和1．7倍；（4）疲劳强度高，adi经抛光等冷变形硬化，能达到调质钢的疲劳强度；（5）断裂韧度高、缺口敏感性小，adi的断裂韧度相当于中温回火的中碳合金结构钢；与一般材料相反，adi的缺口敏感性随强度的提高而下降，如adi的rm由900mpa提高至1350mpa，缺口敏感性反而由0．25下降至0．12；（6）低温强度好、低温断裂韧度高（由于ar碳量高，ms低于－80℃，低温组织稳定）；（7）弹性模数低、抗震性好、噪音低，adi的弹性模数比钢约小20％、抗震性比钢好40％；在同样应力下可承受的振动负荷比钢要高20％，与钢相比，噪音降低5db；（8）adi生产工艺简单、节能、节材、成本低。

经等温淬火处理的球墨铸铁在国际上称为（austemperedductileiron），简称adi。等温淬火球墨铸铁是一种由球墨铸铁通过等温淬火，得到以奥铁体（ausferrite）为主要基体，具有强度高、韧性好的铸造合金，等温淬火球墨铸铁也称奥铁体球墨铸铁，也有人称为奥氏体一贝氏体球墨铸铁（奥一贝球铁）。其热处理过程：将球墨铸铁加热到a。以上，保持一定时间，然后以避免产生珠光体的冷速快冷至一定温度（高于ms），并保温一定时间，使球墨铸铁得到针状铁素体和富碳奥氏体组成的奥铁体，允许少量其他组织（如马氏体、碳化物）存在，但以不影响所要求的力学性能为准则。其属于一种力学性能范围宽广的高级铸铁，具有高强度、高韧性和较好的塑性等特点。目前大致有三类，见表1。

试制了一种高耐磨性贝氏体球墨铸铁,在空冷条件下获得贝氏体—马氏体复相组织和残余奥氏体组组织,该组织具有良好的强韧性配合和高耐磨性,与中锰球铁、高铬铸铁磨球比较,耐磨性和耗球率都有明显改善。该材料磨球综合性能好,生产工艺简单,制造成本低廉,具有推广价值。

采用一种新的端淬方法,研究了球墨铸铁的淬透性能。试验结果表明,该方法可有效地测定合金球铁的淬透性;合金成分不同其淬透性也不同;从淬火端其组织变化依次为马氏体和贝氏体(加铁素体)、贝氏体(加铁素体)、贝氏体和珠光体(加铁素体)、珠光体(加铁素体)。

对锰铜合金化贝氏体低碳球铁进行了研究。测定了贝氏体低碳球铁件在几种不同锰、铜含量下的力学性能,并对金相组织进行了分析。试验结果表明:w(c)为2.0%的贝氏体低碳球铁在w(si)为3.0%,加入w(mn)至0.8%、加入w(cu)至1.0%时,辅以合适的等温淬火工艺,能得到较高的力学性能。

文章分析了球磨机和磨球的技术要求,提出采用球墨铸铁材质能够满足磨球使用要求,并通过试验研究确定了热处理工艺对磨球组织、性能的变化规律。试验结果表明,φ100mm磨球选用珠光体球墨铸铁材质,获得磨球金相组织为球状石墨加回火马氏体和少量碳化物,球表面硬度hrc50～55,表面与心部的硬度差为hrc1～3,完全满足使用要求。

介绍了等温淬火球墨铸铁引锭杆铸造生产工艺特点及其铸态组织要求,详细分析了主要合金元素的作用,运用正交试验法对等温淬火球墨铸铁(adi)引锭杆的热处理工艺进行了优化试验,并对该引锭杆的淬透性进行了检测。试验结果表明,最大壁厚为140mm的adi引锭杆需要进行必要的合金化,合金元素的加入量为:ωmo=0.2～0.3％,ωni=0.4～0.5％,ωcu=0.5～0.8％;该adi引锭杆的优化热处理工艺为:在900℃奥氏体化保温90min,再进行360℃等温淬火,等温“时间窗口”为90～120min;在该成分与热处理工艺条件下,引锭杆可以淬透,能够获得以针状铁素体9残余奥氏体为基体的组织,其力学性能达到qt900-8。

以铜和锰为合金成份的等温淬火球墨铸铁

针对输送含颗粒的"固液两相介质"的过流部件的应用现状,为适应市场要求,开发耐磨合金球墨铸铁新材质,通过合理设计化学成分、球化孕育处理,以及热处理工艺,获得了强度、硬度、韧性比较理想的耐磨材料。解决了铝工业用泵在中等磨损和腐蚀工况下寿命短的问题。

球墨铸铁

稳定、高质量的球墨铸铁件是生产等温淬火球墨铸铁(adi)件的基础。利用铁型覆砂铸造在球铁件生产中的优势,稳定生产高质量的球铁件是可行的。列举了部分adi曲轴、齿轮、斜楔等球铁坯件采用铁型覆砂铸造,取得了较好效果。

洛阳工学院在数年从事耐磨材料研究的基础上,吸取国际上有关金属材料腐蚀磨损的最新理论,研制出一种含铜球墨铸铁磨球,并已在一些铸钢厂使用。该磨球经熔炼、铸造和热处理后,使用性能指标达到:冲击韧性9～14j/cm~2,硬度hrc53～56,落球冲击次数>25000次,磨耗302～403g/t铁矿,碎球率为1‰左右。

介绍了球墨铸铁中奥氏体枝晶的形成、分类及影响因素,指出奥氏体枝晶排列方向的控制对进一步挖掘球铁力学性能潜力的意义;同时阐述了溶质元素、凝固速度等因素对球铁偏析的影响规律。

我们公司的电机车从一九八三年十月投产至今已三年多,大多数机车、翻斗车的主轴瓦已磨损到了极限或已接近极限。以前一直靠外购,公司的机修厂从未搞过球墨铸铁瓦体的浇注,虽经几次试验,但都未成功。所以由于轴瓦的缺乏经常影响到机车运输生产的正常进行。面对这种情况,我们成立了浇注轴瓦的攻关小组,并在电机车车间开始

近年来国内外球墨铸铁的生产量都在逐年增长,球墨铸铁的许多优良性已被人们所认识。从最近国外球铁发展趋势来看,进一步提高球铁强度是加速球铁发展,提高球铁

球墨铸铁介绍

4.4.1铸铁管、球墨铸铁管及管件的外观质量应符合下列规定： 4.4.1.1管及管件表面不得有裂纹，管及管件不得有妨碍使用的凹凸不平的缺陷； 4.4.1.2采用橡胶圈柔性接口的铸铁、球墨铸铁管，承口的内工作面和插口的外工作面应光 滑、轮廓清晰，不得有影响接口密封性的缺陷； 4.4.1.3铸铁管、球墨铸铁管及管件的尺寸公差应符合现行国家产品标准的规定。 4.4.2管及管件下沟前，应清除承口内部的油污、飞刺、铸砂及凹凸不平的铸瘤；柔性接口 铸铁管及管件承口的内工作面、插口的外工作面应修整光滑，不得有沟槽、凸脊缺陷；有裂 纹的管及管件不得使用。 4.4.3沿直线安装管道时，宜选用管径公差组合最小的管节组对连接，接口的环向间隙应均 匀，承插口间的纵向间隙不应小于3mm。 4.4.4管道沿曲线安装时，接口的允许转角，不得大于表4.4.4的规定。 表4.4.4

厚大断面球铁铸件以其性能和成本上的优势,在核电、风电等行业具有广阔的应用前 景。但迄今为止,厚大断面球铁铸件中形成碎块状石墨仍是目前国内外铸造领域研究 与生产的难题。本文采用模拟实验与生产性验证相结合的方法,研究了厚大断面球铁 中石墨析出行为及碎块状石墨的形成机理,分析了微量元素的作用机制。采用等温切 面方法物理模拟了百吨级核乏燃料球铁储运容器铸件的凝固过程,设计了强制冷却 系统,并对模拟试块的微观组织及力学性能进行了综合分析与评价。利用自行设计 的液淬保温炉,模拟了厚大断面球铁的凝固过程,研究了石墨的析出规律,并分析了其 影响因素。结果表明,当保温时间小于240min时,石墨呈球状析出。保温时间达到 240min后,熔体中析出了碎块状石墨。继续延长保温时间,在碎块状石墨共晶团周围 有蠕虫状和片状石墨形成。实验中发现碎块状石墨从铁液中直接析出。利用高分辨

球墨铸铁缩孔、缩松问题探讨（3.对“均衡凝固技术”几个基本问题的讨论） 3.对“均衡凝固技术”几个基本问题的讨论 本文开头就提到，目前球铁件缩孔、缩松研究的焦点问题是：如何正确认识石墨 化膨胀？如何利用石墨化膨胀进行补缩？以及如何处理外部补缩和自补缩的关 系？对这几个焦点问题，近年来在国内流行的“均衡凝固技术”[28]提出了一 些看法，引起了各种不同的评论。可能是由于实践经历和看问题角度的差别，笔 者的认识和看法可能与之有所不同，谨在这里对其中几个基本问题进行讨论，希 望通过不同观点的交流有助于加深对球铁缩孔、缩松问题的认识，特别希望有助 于正确认识和利用石墨化膨胀进行补缩。 3.1球铁件是否可能实现“均衡凝固”？有利还是有弊？ 3.1.1收缩－膨胀叠加图存在的问题 均衡凝固技术[28]给“均衡凝固”所作的定义是：“铸铁铁水冷却时要产生体积 收缩，凝固时析

空气锤的锤杆一般是用中碳钢锻造制成,由于工艺水平的限制,内孔都加工成图2或图3的形状,有的虽按图1形状加工,但在向球面过渡处不可避免被刀尖划出一圈深沟,由于应力集中导致锤杆过早断裂。我厂750kg、400kg、150kg、65kg几台空气锤在60、70年代总共换了10根锤杆,有的只使用半年或一年。这不仅经济损失很大,还影响生产。