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《灰铸铁球墨铸铁及其熔炼》是中国铸造协会新世纪铸造专业系列教材之一,介绍了灰铸铁和球墨铸铁的组织、性能、应用及其熔炼技术,着重论述了近几年灰铸铁、球墨铸铁及其熔炼的发展应用的新成果,文中还突出介绍了蠕墨铸铁的最新发展。全书分铸铁的凝固结晶和灰铸铁、球墨铸铁、铸铁熔炼三篇,共十七章。 作为铸造工程师认证培训用书,本书可作为普通高等学校和大专院校铸造专业课程教材,还可供机械工程专业技术人员参考。
第一篇 铸铁的凝固结晶和灰铸铁
第一章 铸铁的凝固结晶及组织形成
第一节 铁-碳双重相图
第二节 铸铁的一次结晶过程
第三节 铸铁的固态相变
思考题
第二章 灰铸铁的组织及性能
第一节 灰铸铁的金相组织及其对性能的影响
第二节 灰铸铁的性能
第三节 对灰铸铁组织和性能的影响因素
第三章 灰铸铁件的生产
第二篇 球墨铸铁
第四章 概述
第五章 球墨铸铁的凝固
第六章 球墨铸铁的化学成分
第七章 球化处理和孕育处理
第八章 铸造缺陷及防止
第九章 球墨铸铁热处理
第十章 铸态球墨铸铁
第十一章 厚大断面球墨铸铁
第十二章 等温淬火球墨铸铁
第十三章 球墨铸铁的性能
第十四章 球墨铸铁的生产应用
第十五章 蠕墨铸铁
第三篇 铸铁熔炼
第十六章 冲天炉熔炼
第十七章 感应炉熔炼
参考文献2100433B
作 者: 吴德海,等 编
出 版 社: 中国水利水电出版社
ISBN: 9787508436067
出版时间: 2006-03-01
版 次: 1
页 数: 354
装 帧: 平装
开 本: 16开
所属分类: 图书>科技>一般工业技术
一般来说管道安装含了管件安装,只补充主材,不计安装费;如果是需要单独套,可以参考工业管道册的管件安装
灰铸铁 [组织]:灰铸铁碳量较高(为2.7%~4.0%),可看成是碳钢的基体加片状石墨。按基体组织的不同灰铸铁分为三类:铁素体基体灰铸铁;铁素体一珠光体基体灰铸铁;珠光体基体灰铸铁。 [力学性能]...
球墨铸铁的用途: 1:压力管道和配件 球墨铸铁用作管道开始时,铁管道和配件大多数由主要工业国家生产,它们的制造、设计和使用既符合国家标准,也符合国际标准和实施规程(I502531)。就运送...
球墨铸铁与灰铸铁的区别
球墨铸铁与灰铸铁的区别 1. 球墨铸铁的制造成本虽然比灰铸铁高,但却有比灰铸铁高得多的强度和 韧性,并成 为可以与铸钢相比的铸件选用材料。 2. 球墨铸铁的抗拉强度比灰铸铁、铸钢都高,如采用适当的热处理,可达 到锻造碳钢的水平。并且同一成分的球墨铸铁只要采用不同的热处理工 艺,其抗拉强度可在很宽的范围内变化( 400-1500MPa)。 3. 在相同的抗拉强度条件下,球墨铸铁的屈服强度比钢高,这是球墨铸铁 可作为结构材料的一个很宝贵的性能,也是日益广泛地被选用作为机电 产品的重要零件的原因之一。 4. 球墨铸铁的伸长率虽不及铸钢,但比灰铸铁好,并且可满足大多数机电 产品零件在工作时的一般要求,因为大多数机电产品零件在工作时只允 许有极小的塑性变形(按屈服强度 0.2 来要求,伸长率应小于 0.2%)。 5. 球墨铸铁的弹性模量比灰铸铁高,这表明它的刚性比灰铸铁大,但稍低 于铸钢。 6. 球
灰铸铁与球墨铸铁对比
灰铸铁 球墨铸铁 成分 石墨形状 片状或曲 片状 大部分或全部呈 球状 按基体组 织分类 铁素体灰铸铁,铁素体+珠光体灰铸铁,珠光体灰铸铁 铁素体球墨铸铁,铁素体+珠光体球墨铸铁, 珠光体球墨铸铁 性能 虽然铸铁的机械性能不如 钢,但由于 石墨的存在,却赋予铸铁许多为钢所不及的特殊性能: ① 石墨造成 脆性切削 ,铸铁的切削加工性能优异。 ② 铸铁的铸造性能良好,铸件凝固时形成石墨产生的膨胀,减少铸件体积的收缩,降低铸件中的内应力。 ③ 石墨有良好的润滑作用,并能 储存润滑油 ,使铸件有很好的耐磨性能。 ④ 石墨对振动的传递起削弱作用,使铸铁有很好的 抗振性能 。 ⑤ 大量石墨的割裂作用,使铸铁对缺口不敏感。 灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都低于碳素铸钢,特别是 塑性、韧性 几乎为 零。铁素体基体灰铸铁强度低;而由于石墨片割裂金属基体, 致使伸长率和冲击韧性均很低。 珠光体具有高的强度、 硬
球墨铸铁件的综合性能接近于钢,具有高强度的塑韧性,由于其优异的性能,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件中,球墨铸铁发展仅次于灰铸铁,在国内外发展非常快,产量已经超过铸钢和可锻铸铁。球墨铸铁以其优良的性能,有时在使用中可以代替非常昂贵的铸钢和锻钢,所以在机械制造工业中也得到广泛应用。在一些受力比较复杂,要求比较高的零件中,也得到了成功的应用。在“以铁代钢”的概念下,球墨铸铁得到了迅速的发展。由于球墨铸铁铸造技术生产出的产品具有高强度、高韧性和低价格等优点符合汽车生产的要求,因此,球墨铸铁铸造技术在汽车生产中也得到了广泛的应用。
球墨铸铁件常常会出现一些气、夹砂、疏松或是球化不良等缺陷,所以炉前检验是球墨铸铁生产过程中不可缺少的,直接关系到球墨铸铁件的质量。只有及时准确地去判断铁液的球化情况,才能及时地采取措施控制球墨铸铁质量,避免因炉前误判造成的铸件报废,以至于浪费工时。球墨铸铁件在生产中各种条件变化很大,所述一般来说很多检验的方法都具有一定的局限性,所以尽量在炉前直接观察球化情况可较多地避免许多因素的干扰。
球墨铸铁件的检验包括外观检验、磁粉检验以及超声波检验。在外观检验中特别要注意表面气孔与砂眼的区别。表面气孔一般来说内壁光滑,比较规则;而表面砂眼则是比较不规则,内部含有比较多的灰尘或者其砂等非金属家杂物。超声波探伤可以发现气孔、白点等缺陷,还可以发现夹砂、加渣、裂纹等其他缺陷,是球墨铸铁件的最重要的检测方法之一。
我公司是国有大型企业,每年生产众多品种灰铸铁件,以往采用冲天炉作为熔炼设备,生产的灰铸铁件质量一直非常稳定。
为进一步落实国家关于节能减排、优化环境的要求,实现企业高效益、更好的发展前景,采用了高效、低电耗的中频感应电炉取代冲天炉作为熔炼设备生产灰铸铁件。
电炉投产后,一段时间内生产过程中陆续出现以下几个问题:
(1)冶金牵引车盖板等铸件出现了裂纹缺陷。
(2)铸球模具出现白口。
(3)铁液车后压盖白口严重,有的出现缩松缺陷。
铸件质量问题产生后,公司有关技术人员分析认为,采用电炉冶炼后,所用的熔炼原材料基本没有变化,并且对入厂的原材料进行抽样检验,发现质量指标都在规定的范围内。因此,由原材料造成的质量问题基本排除。
通过对产生缺陷的铸件进行金相检验,发现产生裂纹缺陷的铸件均为E型石墨,产生白口缺陷的铸件石墨形态以D型为主,化学成分分析这些灰铸铁件铁液的wS平均在0.028%左右。据文献资料指出,铁液低硫时共晶团数量少,即成核度很小,随着含硫量的增加,共晶团数急剧增加,当wS达到0.05%左右时,共晶团数增加趋向减缓。实践证明,当感应电炉铁液wS在0.05%以下时,常规孕育效果极不明显,当wS≤0.03%时,铸件白口倾向增大。主要原因是由于硫及硫化物含量低,晶核数量减少,形核能力低,白口增大,A型石墨减少,D型、E型石墨增加。由于E型石墨的方向性较强,机械强度小,冲击韧度小,铸件易产生裂纹缺陷。含硫量低的主要原因是铁液高温保温时间长。在使用冲天炉熔炼过程中,焦炭含硫高,铁液和焦炭直接接触,出现铁液增硫,而电炉熔炼过程中,由于原材料生铁、废钢含硫量低,不存在增硫,反而熔炼过程中与其他元素化合成硫化物形成熔渣上浮于铁液表面,与渣子一起被扒除,铁液中的硫含量减少。电炉熔炼铁液由于本身的熔炼特点,高温保温时间较长,作为形核晶粒,硫的化合物在保温期间大量熔融,从而导致硫化物晶核减少,石墨成核能力降低,并且随着铁液保温时间的不断延长,过冷度继续增大,白口深度增加。
为克服因含硫量低,石墨形核能力低的现象,我公司在电炉熔炼时使用了增硫剂,使铁液wS由0.028%增加到0.06%~0.08%,形核能力增加,此时铸件金相组织中全部为A型石墨或以A型石墨为主。
为避免E型石墨的出现,经研究并借鉴文献资料,引进使用了硅钡长效孕育剂替代传统孕育剂75SiFe,增加了二氧化硅质点,给A型石墨的形成提供了必要的条件,同时由于硅铁中钡的加入,延长了有效孕育时间,抑制了E型石墨的产生。
对于白口缺陷严重的铸件,加大了孕育剂使用量,且出铁液前,在包内加入2%的干净无锈原生铁块,有效增加石墨质点,消除了白口缺陷。
另外,在灰铸铁件生产过程中,发现电炉铁液与冲天炉铁液在特性上存在着差异,电炉熔炼与冲天炉相比有优良特性,如温度、成分易于控制,铁液纯净度高;但也有不良特性,如白口倾向大,收缩倾向较大。因此在我公司生产灰铸铁件时,除要求做到炉料要纯净,要清除生铁、废钢表面的铁锈,还要求碳当量略高于冲天炉熔炼的铁液,且熔炼操作要快熔快出,减少铁液在炉中的保温时间,尤其是高温保温时间外,认为铁液的处理也至关重要,生产过程中主要做到控制铁液wS为0.06%~0.08%,如铁液wS≤0.03%时,要加增硫剂并使用长效孕育剂,生产薄壁灰铸铁件白口倾向很大时,除加入孕育剂外,再另加2%原生铁快,以增加石墨质点,消除铸件白口缺陷。在生产过程中实施上述工艺技术后,冶金牵引车盖板等铸件裂纹缺陷、铸铁球模具、铁液车后压盖白口缺陷基本得到消除,金相组织中石墨形态以A型为主,珠光体含量在90%以上。由于成分的稳定和石墨形态的改善,铸件缩松倾向也得到改善,力学性能得到了提高。
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按照金属安排中的石墨状况,一般把铸铁分为灰铸铁和球墨铸铁,灰铸铁安排里的石墨是以片状存在的,球磨铸铁安排里的石墨是以球状存在的。
锡铸浅谈组织上的差别导致他们的性能也有很大差异:
灰铸铁的抗拉强度、塑性和耐性都低于碳素铸钢,特别是塑性、耐性简直为零,脆性大、消振功能好。首要是用来出产一些强度要求不高、首要承受压应力的各种箱体、底座等。珠光体具有高的轻度、硬度和耐磨性,故珠光体基体灰铸铁的轻度、硬度和耐磨性均优于铁素体基体灰铸铁,而塑性、耐性相差无几,所以珠光体基体灰铸铁获得了广泛的运用,在实践出产中,获得百分之百珠光体基体安排的灰铸铁是比较困难的,所以一般灰铸铁铸态的基体安排都是珠光体+铁素体安排。
球墨铸铁:与灰口铸铁比较球墨铸铁具有较高的康往来不断哪国度和问去疲劳极限,也具有适当杰出的塑性及耐性。球形石墨对基体的分裂效果降到较低,应力会集效果较小,故其强度很高,可以和中碳钢相媲美,可以充分发挥基体的功能,具体䘺的塑性和杰出的耐性,常用来制造一些强耐性要求高且形状杂乱的工件。别的,球墨铸铁的钢性也比灰铸铁好,但球墨铸铁的消振才能比灰铸铁低很多。