高铬铸铁铸造工艺

高铬铸铁铸造工艺
高铬铸铁铸造工艺

锤头咼铬铸铁铸造工艺高铬铸铁化学成分设计:(一般采用亚共晶高铬铸铁)

1、工艺上常常通过调整碳含量来达到改变碳化物数量。

2、不含其他合金元素的高铬铸铁,空淬能淬透的最大直径为20mm要提高淬透性,必须加入合金元素。

3、锰剧烈降低Ms,会使高铬铸铁在淬火后有较多的残留奥氏体,因此,一般控制在 1.0% 以下。

4、铜降低Ms会造成许多的残留奥氏体,因此,一般控制在 1.5%以下。

5、由于V价格高,通常只适用于不易热处理的铸件。

6硅提高Ms会减少残留奥氏体,同时降低淬透性,因此,一般应控制。

7、高铬铸铁感应炉熔炼温度1480E,已经足够,不必太高。

8、高铬铸铁浇注温度不希望太高,以免收缩过大和粘砂。浇注温度厚大件1350-1400 C,(一般件1380-1420C)。高的浇注温度加重冒口下的缩孔,而且会造成浓密的显微缩松,

同时使晶粒组织粗大。

9、高铬铸铁模型收缩率2%

10、高铬铸铁冒口尺寸按碳钢设计,浇注系统按灰铸铁设计。采用气割法切割浇冒口,容易产生热裂纹,故设计时采用易割冒口或者侧冒口,采用敲击法去除。

11、高铬铸铁寿命短的原因,不是金相不合格,而是,铸件内存在缩孔、气孔、夹杂等铸

造缺陷,因此必须足够重视铸造工艺

12、高铬铸铁容易开裂。在铸造工艺设计上注意不让铸件收缩受阻,以免造成开裂。

13、高铬铸铁铸件在铸型中应充分冷却,然后开箱。开箱过早,开箱温度过高,是铸件开裂的主要原因。

14、高铬铸铁采用金属型铸造时,浇注温度应保持在150C以上,以免铸件冷却太快开裂。

15、高铬铸铁采用高温空淬,中低温回火的热处理,获得高硬度的马氏体基体。

16、高铬铸铁在热处理前的铸态基体组织取决于铸态冷却速度的高低。冷却速度高时通常

为奥氏体基体:随冷却速度降低逐渐开始析出部分马氏体、珠光体和奥氏体的混合物。:冷却速度进一步降低,可能获得珠光体基体的组织。

17、高铬铸铁一般根据铬含量和零件壁厚选择最佳淬火温度。淬火温度越高,淬透性越高,

但淬火后形成残留奥氏体数量有可能越多。Cr15高铬铸铁的淬火温度940-970 C, Cr20高

铬铸铁的淬火温度960-1010 C。保温时间根据壁厚选择。一般2-4h,壁厚零件4-6h。

18空淬后的高铬铸铁存在较大的内应力,应尽快进行回火热处理。

19、对一些形状复杂、壁厚形成悬殊的高铬铸铁铸件应严格控制升温温度(W 50 C /h ),以免铸件开裂。有时采用阶梯式升温(在200C、400C、600C停留2-3h )更为安全,在700C 以上升温可以适当加速。但不超过150C /h。

20、保温时间应视铸件壁厚、装炉量、状态和升温速度等因素综合考虑,以免由于部分铸件或铸件的心部因保温时间不足而出现淬不透。

21、高铬铸铁出炉应进行脱氧处理。通常在炉中加0.5%锰铁进行预脱氧,在炉中加0.25%

硅铁进行初脱氧,在包中加0.05%铝进行终脱氧。

22、高铬铸铁在熔炼过程中温度控制在1450E,最后快速升温控制在1480 r脱氧出炉

白口铸铁

白口铸铁-正文 白口铸铁 白口铸铁(white cast iron) 碳以渗碳体形态存在的铸铁,其断面为灰白色。是一种良好抗磨材料,在磨料磨损条件下工作。白口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁,高合金白口铸铁。中国有国家标准(G.B8263—87)。 普通白口铸铁中国早在春秋时代就制成了抗磨性良好的白口铸铁,用作一些抗磨零件。这种铸铁具有高碳低硅的特点,有较高的硬度,但很脆,适用于制造冲击载荷小的零件,一般用在犁铧、磨片、导板等方面。生产中常采用热处理的方法来改善其性能,扩大它的应用范围。碳对于普通白口铸铁的耐磨性能起最重要的作用,含碳量愈高,则形成的渗碳体愈多,构成大量的莱氏体,因而硬度愈高,耐磨性也就愈好。但含碳量高,韧性则下降。应根据零件的具体工作条件,来选择渗碳体的数量和分布。通常普通白口铸铁的硬度与含碳量成直线关系,即HS=16.7C+13(HS—肖氏硬度;C—含碳量百分比)。 低合金白口铸铁在普通白口铸铁中添加少量合金元素,可以提高碳化物显微硬度,强化金属基体,从而可以提高耐磨性。含铬、钼、铜等元素的白口铸铁通常用冲天炉熔炼,大多在铸态下使用,因此成本较低。但这种白口铸铁金相组织中的碳化物仍为连续网状,因而脆性仍较大,适用于对耐磨性和韧性要求不太高的场合。加入硼0.15%~0.55%,硼主要进入碳化物中,也可以提高耐磨性。 中合金白口铸铁以铬为主要合金元素,加入铬量达9%时,组织中即出现(Cr,Fe)7C3。碳化物,它的硬度高达1300~1800HV。这种碳化物呈孤立杆状或板状形态,连续性差,所以韧性好、强度高。除铬外,中合金白口铸铁还有:(1)镍硬白口铸铁,国际镍公司的牌号有Ni—Hard1、2、3、4四种。含镍量多在3%~5%之间,含铬量可分为2%Cr和9%Cr两种。前一种碳化物为(Fe,Cr)3C,硬度为1100~1500HV,高于Fe3c的硬度900~1000HV。后一种大部分为(cr,Fe)7C3,硬度更高。Ni—Hard1、2、3三种均是含2%Cr这一类,其区别

白口铸铁的分类及高铬白口铸铁的应用

白口铸铁的分类及高铬白口铸铁的应用 白口铸铁是应用较早也是比较广泛的一类耐磨材料,中国早在春秋时代就制成了抗磨性良好的白口铸铁,用作一些抗磨零件。白口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁,高合金白口铸铁。普通白口铸铁是不添加合金元素的普通白口铸铁,工程上被应用于耐磨性要求不高的抗磨铸件。低合金白口铸铁脆性仍较大,适用于对耐磨性和韧性要求不太高的场合。中合金白口铸铁以铬为主要合金元素,加入铬量达9%时,这种碳化物呈孤立杆状或板状形态,连续性差,所以韧性好、强度高。目前用得最广泛的是高合金白口铸铁中含铬量为12%~20%的高铬白口铸铁,具有较高的硬度,良好的耐磨性和韧性,广泛应用于采矿、水泥、电力、筑路机械等方面。 随着高铬白口铸铁的应用日益广泛,各种新型刀具如硬质合金刀具,陶瓷刀具和立方氮化硼刀具等超硬刀具的应用也日趋广泛。但只有选择正确的刀具,才能更好的解决高铬白口铸铁难加工的问题。以前和华菱刀具工程师交谈时听说华菱立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁效果更明显。原因是华菱超硬立方氮化硼刀具BN-K1属于非金属粘合剂,是整体聚晶立方氮化硼刀具,其硬度高,具有良好的耐磨性和抗冲击性能,可有效提高加工效率。 华菱超硬是一家集超硬刀具设计,生产,技术服务于一体的中国民族企业,其刀具方案可全方位、高效的完成硬材料加工行业领域的各种零部件的车削、铣削等一系列加工。目前被广泛应用于高硬度材料,热处理后的高硬度工件,和其他难切削材料的零件领域。自创立以来,与多家机械零部件商家建立了长期合作伙伴关系。 以下是华菱立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁的实际加工案例。 一、高铬白口铸铁的特性 高铬白口铸铁是继普通白口铸铁、镍硬铸铁发展起来的第三代白口铸铁。目前高铬铸铁已经是世所公认的优良的耐磨材料,在采矿、水泥、电力、筑路机械、耐火材料等方面应用十分广泛。高铬白口铸铁作为耐磨铸件在不做任何热处理的情况下,硬度一般在HRC45以上,抗拉强度为650~850MPa。并且高铬白口铸铁时铸造成型的,尤其铸造出的大件切削量余大,并且表面会有夹砂,气孔等铸造缺陷。所以在加工高铬白口铸铁时,选择正确的刀具很重要。 二、加工高铬白口铸铁的刀具选择 高铬铸铁作为难切削材料之一,由于硬度高,硬质合金刀具磨损较快,很难正常加工,而陶瓷刀具由于脆性大的原因,一般只用于精加工中;之后华菱推出的专为高铬白口铸铁研发的整体聚晶立方氮化硼刀具BN-K1,其硬度比硬质合金高四倍,比陶瓷刀具高两倍,并且立方氮化硼刀具BN-K1属于非金属粘合剂,具有良好的耐磨性和抗冲击性能,可提高加工效率,降低加工成本。

灰铸铁的铸造工艺

灰铸铁的铸造工艺 铸造业就说“三好”即:好铁水、好型砂、好工艺。铸造工艺在铸件的制造上是和铁水、型砂并列的三大要素之一,若轻视它,绝对做不出好铸件。在砂型中用模型做出铸型,使铁水流入型腔而做出铸件,铸造工艺是研究决定其流入的路径、方法的技术。 铸型分为: 浇口:把铁水从铁水包注入铸型的入口。往往为使浇注量均匀,除去铁水中的夹杂物,设有集渣浇口杯。浇口杯下是直浇道。 横浇道:指铁水从直浇道向型腔流道的水平部分。 内浇口:指铁水从横浇道进入型腔的部位。铸造俗语叫“堰”,是工艺上的重要部分。 出气孔:是随着铁水的充型把型腔内部的空气向外排放的孔道,如果型砂的透气性合适,一般是没有必要的。 冒口:是把铁水中的夹杂物和铸型中的杂物向外排出口,但是由于铸件冷却收缩造成体积不足起补缩作用时叫补缩冒口,这种冒口粗大。铸造工艺的基本要点 铸造工艺是为了使浇注顺利进行,得到良好铸件的技术,平稳且快

是加山延太郎博士的名言,即浇注时间应尽量短,而且在型腔内部又不产生紊乱那样去浇注,其要点如下。 (1)关于铸型的上下:铸件的切削加工面尽量在下箱里,因下部产生缩孔少,材质致密。 (2)浇注方式:有从铸件的上部浇入的顶注式和从下部、中部浇注的底注式。顶注式铸型容易产生冲砂而不怎么使用。 (3)内浇口的位置:由于流入型腔内的铁水急速冷却成固体,如果在厚壁部分开内浇口铁水进不到薄壁部分,在大铸件时,内浇口若小了通过的铁水就快,内浇口附近要冲砂。要考虑内浇口的数量、形状而决定其位置。 (4)内浇口的种类: 主要为三角内浇口和梯形内浇口。三角内浇口容易做,梯形内浇口能防止渣子混入铸型。 (5)直浇口、横浇口、内浇口的断面积比。 按西德R·LEHMANN博士的意见,直浇口为A,横浇口为B,内浇口为C时,A ∶B ∶C=3.6 ∶4.0 ∶2.0。 虽然关于这个比例是否妥当,有各种不同意见,但说明一下这个比例的思路是:首先铁水通过3.6的入口而进入4.0这样大而长的横浇

典型铸铁件铸造工艺设计与实例

典型铸铁件铸造工艺设计与实例叙述铸造生产中典型铸铁件——气缸类铸件、圆筒形铸件、环形铸件、球墨铸铁曲轴、盖类铸件、箱体及壳体类铸件、阀体及管件、轮形铸件、锅形铸件及平板类铸件的铸造实践。内容涉及材质选用、铸造工艺过程的主要设计、常见主要铸造缺陷及对策等。 第1章气缸类铸件 1.1 低速柴油机气缸体 1.1.1 一般结构及铸造工艺性分析1.1.2 主要技术要求 1.1.3 铸造工艺过程的主要设计1.1.4 常见主要铸造缺陷及对策1.1.5 铸造缺陷的修复 1.2 中速柴油机气缸体 1.2.1 一般结构及铸造工艺性分析1.2.2 主要技术要求 1.2.3 铸造工艺过程的主要设计1.3 空气压缩机气缸体 1.3.1 主要技术要求 1.3.2 铸造工艺过程的主要设计第2章圆筒形铸件 2.1 气缸套 2.1.1 一般结构及铸造工艺性分析2.1.2 工作条件 2.1.3 主要技术要求 2.1.4 铸造工艺过程的主要设计2.1.5 常见主要铸造缺陷及对策2.1.6 大型气缸套的低压铸造2.1.7 气缸套的离心铸造 2.2 冷却水套 2.2.1 一般结构及铸造工艺性分析2.2.2 主要技术要求 2.2.3 铸造工艺过程的主要设计2.2.4 常见主要铸造缺陷及对策2.3 烘缸 2.3.1 结构特点 2.3.2 主要技术要求 2.3.3 铸造工艺过程的主要设计2.4 活塞 2.4.1 结构特点 2.4.2 主要技术要求 2.4.3 铸造工艺过程的主要设计2.4.4 砂衬金属型铸造 第3章环形铸件 3.1 活塞环3.1.1 概述 3.1.2 材质 3.1.3 铸造工艺过程的主要设计 3.2 L形环 3.2.1 L形环的单体铸造 3.2.2 L形环的筒形铸造 第4章球墨铸铁曲轴 4.1 主要结构特点 4.1.1 曲臂与轴颈的连接结构 4.1.2 组合式曲轴 4.2 主要技术要求 4.2.1 材质 4.2.2 铸造缺陷 4.2.3 质量检验 4.2.4 热处理 4.3 铸造工艺过程的主要设计 4.3.1 浇注位置 4.3.2 模样 4.3.3 型砂及造型 4.3.4 浇冒口系统 4.3.5 冷却速度 4.3.6 熔炼、球化处理及浇注 4.4 热处理 4.4.1 退火处理 4.4.2 正火、回火处理 4.4.3 调质(淬火与回火)处理 4.4.4 等温淬火 4.5 常见主要铸造缺陷及对策 4.5.1 球化不良及球化衰退 4.5.2 缩孔及缩松 4.5.3 夹渣 4.5.4 石墨漂浮 4.5.5 皮下气孔 4.6 大型球墨铸铁曲轴的低压铸造 第5章盖类铸件 5.1 柴油机气缸盖 5.1.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.1.2 主要技术要求 5.1.3 铸造工艺过程的主要设计 5.2 空气压缩机气缸盖 5.2.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.2.2 主要技术要求 5.2.3 铸造工艺过程的主要设计 5.3 其他形式气缸盖 5.3.1 一般结构 5.3.2 主要技术要求 5.3.3 铸造工艺过程的主要设计 第6章箱体及壳体类铸件 6.1 大型链轮箱体 6.2 增压器进气涡壳体 6.3 排气阀壳体 6.4 球墨铸铁机端壳体 6.5 球墨铸铁水泵壳体 6.6 球墨铸铁分配器壳体 第7章阀体及管件 7.1 灰铸铁大型阀体 7.2 灰铸铁大型阀盖 7.3 球墨铸铁阀体 7.4 管件 7.5 球墨铸铁螺纹管件 7.6 球墨铸铁管卡箍 7.6.1 主要技术要求 7.6.2 铸造工艺过程的主要设计 7.6.3 常见主要铸造缺陷及对策 第8章轮形铸件 8.1 飞轮 8.2 调频轮 8.3 中小型轮形铸件 8.4 球墨铸铁轮盘 第9章锅形铸件 9.1 大型碱锅 9.2 中小型锅形铸件 第10章平板类铸件 10.1 大型龙门铣床落地工作台 10.2 大型立式车床工作台 10.3 大型床身中段 10.4 大型底座 中国机械工业出版社精装16开定价:299元

高铬铸铁金相组织

通过试验研究,得到铸态高铬白口铸铁的金相组织主要为:铬奥氏体加M7C3共晶碳化物和铬屈氏体加M7C3共晶碳化物;采用稀土变质处理,可使晶粒细化,从而有效地提高机械性能和抗磨性能。 关键词:铸态高铬白口铸铁;稀土;抗磨性能 高铬铸铁是一种常用的抗磨铸铁。铬的大量加入,使碳化物变成具有更高硬度(1300~1800HV)的M7C3型碳化物,从而提高了抗磨性。在此同时,凝固过程中M7C3型碳化物形成了孤立分布的杆状组织,使得高铬白口铸铁的韧性有了一定程度的改善。目前国内外生产的高铬白口铸铁大多要经过高温淬火加回火处理工艺,以获得马氏体基体,然而这种基体作为水泥磨机磨球材料在高应力小能量的三体磨损中,其韧性仍显不足。并且生产周期长,工艺复杂,设备投资、能源消耗和劳动强度均较大。 本文通过试验对含碳量在亚共晶区,含铬15%左右的高铬白口铸铁进行了铸态金相组织分析及性能研究。试验结果表明:铸态高铬白口铸铁的主要金相组织是铬奥氏体加M7C3共晶碳化物和铬屈氏体加M7C3共晶碳化物。经过稀土变质处理后,可有效改善碳化物形态及分布,均匀组织,细化晶粒,明显提高韧性和强度,提高抗磨性。 一、试验方法及结果 试验用的合金材料在酸性中频无芯感应电炉内熔化,熔化温度在1530℃以上,浇注温度为1380~1450℃,砂型铸造。化学成分、机械性能和金相组织见表l。

机槭性能试验:冲击韧性在JB30A摆锤式冲击试验机上测定,试样尺寸10×lO×55mm,无缺口,不加工。 磨损性能试验在AMSLERAl35/138型动载磨损试验机上进行.试样尺寸Φ32×10mm.中心孔直径Φ6mm,磨料采用28/75目石英砂.试验前预磨lh,三体磨损加水平和垂直方向的冲击,冲击载荷为50~100kg.正式磨损时间20h。试验的失重值在自动电光分析天平上测定. 二、金相组织分析 1 含碳量对金相组织的影响 由表l可知lA、4A基体组织均为屈氏体加M7C3当成分中的含碳量增加时,共晶M7C3的数量增加,形态亦从短小片状向粗大片状发展。M7C3具有高的硬度和高的磨料磨损抗力,数量增加能提高抗磨性;但碳量超过共晶碳量,初生碳化物很粗,在磨料的冲击下会碎裂,从而增加了磨损时的失重。 2 混合稀土变质处理对金相组织的影响 图1 试样6B的金相组织200× 图2 试样10B的金相组织200× 图l、2分别为B组试验中碳铬含量相同.来经处理和经稀土变质处理的金相组织。基体组织主要为铬奥氏体加M7C3共晶碳化物。图示表明,稀土的加入对组织最直观的影响是细化晶粒改变碳化物形态

灰铸铁白口成因

引用引用灰铸铁、球墨铸铁渗碳体的成因与防止 引用 的 引用 的 化学元素Ti 球墨铸铁 张文和,丁俊,聂富荣 (铸峰特殊合金有限公司销售公司,南京210002) 摘要:灰铸铁、球墨铸铁铸件生产过程中,往往出现游离渗碳体。本文从铸铁的常规化学成分;反石墨化元素;O、N、H气体元素;共晶团数;冷却速度;铸铁的熔炼;炉料遗传性;共晶最后阶段凝固特点等方面,阐述铸铁渗碳体出现的原因,并提出相应的防止措施。

关键词:渗碳体;石墨化;白口倾向;共晶团;孕育 铸铁凝固时,铁液按稳定系结晶,碳原子以石墨状态析出,铸铁断口呈灰色,得到灰铸铁;铁液按介稳定系结晶,碳原子与铁原子结合成碳化铁,断口呈白色,得到白口铸铁;介于两者之间,得到麻口铸铁。 铸铁中碳原子聚合成石墨的过程,称石墨化。 灰铸铁共晶阶段冷却曲线如图1, TE1——稳定系共晶转变开始温度 TE——介稳定系共晶转变开始温度TE TEN——共晶生核开始温度 TEU——大量形核温度 TER——共晶回升温度最高值

TS——共晶转变终了温度 如果TEU>TE、TS>TE则得到全部灰口组织;如果TEN、TER则得到全部白口组织。若TEU>TE,Ts,则凝固后出现游离渗碳体;TS略低于TE时,会在最后凝固区域或共晶团间出现少量游离渗碳体。TER,TEU则出现莱氏体。铁液中生核能力强,则生核开始温度TEN高,基晶团数量增加,共晶阶段冷却曲线上移减少共晶转变过冷度,使TS>TE促进形成灰口组织。因此强化孕育增加生核能力,提高共晶团数量,必然减少白口倾向。 影响铸铁共晶阶段冷却曲线的因素有:①是化学元素(合金元素); ②冷却速度;③结晶核心;④生铁的遗传性。例如:石墨化过程在TE 一TE共晶区间进行,Cr、V、Ti缩小TE1一TE共晶区间,石墨尚未析出就下降到介稳定共晶转变温度TE以下,碳原子来不及扩散与聚合成石墨,铸铁凝固成白口或麻口。铸铁出现渗碳体显然会降低力学性能和 切削性能。 灰铸铁碳化物按其在大多数视场中的百分比,分6级评定,见 表1。

球墨铸铁铸造工艺(1)

球墨铸铁铸造工艺 1、金属炉料的要求 各种入炉金属炉料必须明确成份,除回炉铁和废钢由炉前配料人员根据炉料状况确定外,螺纹钢不准加入球铁中。其余炉料必须具备化学成份化验单方可使用,同时应保证炉料、合金干燥。 防止有密闭容器混入炉料中。 所有炉料应按配料单过称。 球墨铸铁化学成分

球墨铸铁单铸试样力学性能( GB/T1348-1988)

3. 熔炼过程化学成分和机械性能控制范围:熔炼过程化学成分控制范围 3.1.2 球墨铸铁熔炼过程化学成分控制范围

机械性能控制范围符合、标准 配料:加料按(2200kg)根据材质和回炉料情况选择下表其中一种配比。(注 意:如果是其他增碳剂,则增碳剂加入量增加10%) 加料顺序: 200kg 新生铁或回炉料-1/3 增碳剂-废钢-1/3 增碳剂-废钢-1/3 增碳剂- 新生铁- 回炉料。 增碳剂不准一次加入. 防止棚料. 6 冶炼要求加料顺序:新生铁-废钢加满炉-增碳剂-废钢-回炉料。 熔化完毕,温度升到1380℃左右清除铁水表面的渣,取原铁水化学成分

根据成分标准加合金或其他原料调整化学成分。成份不合格不准出铁水 测温,根据铸件工艺要求要求确定出铁温度, 出铁水前扒渣干净。 小铸件要用吨包分包出铁或球化 7 球墨铸铁的孕育和球化处理 孕育剂选用75SiFe, 加入方法为随流加入。 球化处理材料的技术要求参见下表(有特殊要求的球化剂按专项规定). 球铁处理方法 7.3.1 球化处理采取冲入法 7.3.2 将球化处理材料按球化剂-孕育剂(1/3 的硅铁粒)%增碳剂-聚渣剂- 铁板的顺序层状加入铁水包底的一边,每加入一种材料需扒平, 椿实。 7.3.3 铁水冲入位置应是放置合金等材料的另一边,防止铁水直接冲击合 金。先出2/3 铁水球化 7.3.4 球化反应结束后,再出余下的铁水1/3 。剩余2/3 Si75 孕育剂硅铁粒随在出剩余铁水均匀加入。孕育后必须搅拌铁水。

灰铸铁的热处理

灰铸铁的热处理 退火 1.去应力退火为了消除铸件的残余应力,稳定其几何尺寸,减少或消除切削加工后产生的畸变,需要对铸件进行去应力退火。 去应力退火温度的确定,必须考虑铸铁的化学成分。普通灰铸铁当温度起过550℃时,即可能发生部分渗碳体的石墨化和粒化,使强度和硬度降低。当含有合金元素时,渗碳体开始分解的温度可提高到650℃左右。 通常,普通灰铸铁去应力退火温度以550℃为宜,低合金灰铸铁为600℃,高合金灰铸铁是可提高到650℃,加热速度一般选用60~120℃/h.保温时间决定于加热温度、铸件的大小和结构复杂程度以及对消除应力程度的要求。铸件去应力退火的冷却速度必须缓慢,以免产生二次残余内应力,冷却速度一般控制在20~40℃/h,冷却到200~150℃以下,可出炉空冷。 一些灰铸铁件的去应力退火规范示于表1. 2.石墨化退火灰铸铁件进行石墨化退火是为了降低硬度,改善加工性能,提高铸铁的塑性和韧性。 若铸件中不存在共晶渗碳体或其数量不多时,可进行低温石墨化退火;当铸件中共晶渗碳体数量较多时,须进行高温石墨化退火。 (1)低温石墨化退火,铸铁低温退火时会出现共析渗碳体石墨化与粒化,从而使铸件硬度降低,塑性增加。 灰铸铁低温石墨化退火工艺是将铸件加热到稍低于Ac1下限温度,保温一段时间使共析渗碳体分解,然后随炉冷却。

(2)高温石墨化退火,高温石墨化退火工艺是将铸件加热至高于Ac1上限以上的温度,使铸铁中的自由渗碳体分解为奥氏体和石墨,保温一段时间后根据所要求的基体组织按不同的方式进行冷却。 正火 灰铸铁正火的目的是提高铸件的强度、硬度和耐磨性,或作为表面淬火的预备热处理,改善基体组织。一般的正火是将铸件加热到Ac上限+30~50℃,使原始组织转变为奥氏体,保温一段时间后出炉空冷。形状复杂的或较重要的铸件正火处理后需再进行消除内应力的退火。如铸铁原始组织中存在过量的自由渗碳体,则必须先加热到Ac1上限+50~100℃的温度,先进行高温石墨化以消除自由渗碳体在正火温度范围内,温度愈高,硬度也愈高。因此,要求正火后的铸铁具有较高硬度和耐磨性时,可选择加热温度的上限。 正火后冷却速度影响铁素体的析出量,从而对硬度产生影响。冷速愈大,析出的铁素体数量愈少,硬度愈高。因此可采用控制冷却速度的方法)(空冷、风冷、雾冷),达到调整铸铁硬度的目的。 淬火与回火 1.淬火铸铁淬火工艺是将铸件加热到Ac1上限+30~50℃的温度,一般取850~900℃,使组织转变成奥氏体,并在此温度下保温,以增加碳在奥氏体中的溶解度,然后进行淬火,通常采用油淬。 对于形状复杂或大型铸件应缓慢加热,必要时可在500~650℃预热,以避免不均匀加热而造成开裂。 随奥氏体化温度升高,淬火后的硬度越高,但过高的奥氏体化温度,不但增加铸铁变形和开裂的危险,并产生较多的残留奥氏体,使硬度下降。 灰铸铁的淬透性与石墨大小、形状、分布、化学成分以及奥氏体晶粒度有关。

中频炉灰铸铁HT250金属材料配比

中频炉配料的原则 和方案及其质量控制注意事项 (供技术部学习参考) 热炉每次加料前,要了解炉内所剩铁水多少,原则上所剩铁水不得超过1000㎏,否则,有可能造成炉子铁水过满,这一点很重要.若剩铁水太多,应调整炉料配料的总重量. 在铁水材质变更交替时,要把炉子倒空,特别是由灰铸铁转为生产球铁时要尽可能把铁水倒尽. 工艺员在配料之前,要根据产品品种和质量要求,设计好铁水的化学成分的控制范围. 工艺员每次下达配料工艺配方之前,要对炉料的各个来源和化学成分等要了解清楚.对于代用材料要按有关制度下达临时工艺. 一,灰铸铁(HT250)的配料的原则: 1,要将灰铸铁的回炉料全部用完,(含加工铁屑) 2,要把球铁配料用剩下的球铁回炉料和加工铁屑用完; 3,要用Cr钢来调整铁水的Cr,.基本上要做到灰铸铁铁水中少加和不加铬铁合金,要注意废钢的Cr的变化. 4,生铁要用Z18生铁(或Z22生铁)(含S稍高些为好),选用荷泽生产的Z18,Z22生铁.不选用Q12.Q10生铁.但要注意铁水P的变化. 5,增碳剂要用含S 0.5%的,不用含S 0.05%的.增碳剂.(增碳剂要用经过高温石墨化处理的增碳剂.)增碳剂一般加在炉子的中下部.用在调整铁水成分时,搅拌时间不要过长. 6,每次配料一般按6吨炉料配料,(若炉内铁水过多时,应将总配料量控制在5~5.5吨).加上炉内所剩铁水不应超过6.5吨铁水(在炉子运行的后期,炉膛尺寸大时,也可由炉工根据炉子的具体情况自行决定) 7,炉膛尺寸大时,炉子装铁水过多时,最简单的办法是加清洁的灰铸铁回炉铁来增加铁水量. 8,在同时需要调整成分C和Si时,而炉子也还需要增加铁水量时,也可用球铁废件来调整. 二,球铁QT450-10的配料原则: 1,以球铁生铁(Q12或Q!0)为主进行配料.少用废钢加增碳剂的生产工艺.若用增碳剂,增碳剂应为含S<0.05%,在使用废钢时,要用普通碳素钢,不得使用合金钢等.在铁素体球铁生产中,要求原材料应遵循一高(高C)三低(低S,P,低Mn,低合金)的原则. 2,在配料时,要把C往上限配料. 3,球铁配料时,要计算好Si量,(Si应严格控制在工艺的中限为好),用球铁回炉料来调整Si,不要用硅铁来调Si.(因75%Si-Fe的价格要贵.) 4,在球化后的铁水(包括球化不良)返回中频炉中后,要注意炉内铁水成分的变化(特别是Si) 5,炉膛尺寸大时,炉子装铁水过多时,不能用加球铁回炉铁来增加铁水量.而要按工艺配方来增加总的配料量. 三,中频炉灰铸铁HT250金属材料配比 灰铸铁HT250配料按:废钢15%,生铁50%,废铸件回炉料(含铁屑)35%,进行配比.以上比例只供工艺员配料时参考.具体配方由工艺员根据具体情况自行设计和调整配料方案

高铬铸铁的热处理

高铬铸铁的热处理 1. 退火 由于高铬制品其铸态硬度较高,为改善工件的机械加工性能,所有毛坯必须进行必要的软化退火处理。 具体工艺( 以壁厚不超过100mm且外形较复杂铸件为例) 如下。 首先将需处理工件在室温下装入热处理炉,然后随炉缓慢升温至400 ℃左右进行保温1 ~2h,随后将炉温升至600 ℃再进行保温1 ~2h,之后以不超过150 ℃/ h的温升速度,将炉温快速升至950 ℃后进行2 ~3h 的保温,而后停止加热,待炉温自然降至820 ℃左右,此后可控制电炉以10 ~15 ℃/ h 的温降速度将炉温降至700 ~720 ℃,并在此温度保温4 ~6h ( 工件越厚其保温时间应越长) 后停炉,工件可视情况随炉冷却或出炉置于静止的空气中冷却至室温( 以获得珠光体基体,满足性能要求,便于切削加工) 。 具体生产中,若所处理工件形状较为简单,也可采用较快速的退火工艺,即在温升至950 ℃并保温3h 后停炉,之后可随炉冷却至400 ℃左右,然后打开炉门,继续冷却至300 ℃以下,工件即可出炉空冷。 工件退火后可进行机械加工,由于高铬白口铸铁在淬火过程中尺寸变化比铸钢和灰铸铁小的多,一般无须矫正尺

寸,对于按工艺要求需磨削加工的工件所留磨削量也可很小。 2. 淬火 将机械加工后的工件室温装炉,以小于80 ℃/ h 的温升速度将炉温升至600 ℃( 若工件较厚或形状较复杂,可在温升至300 ℃、400 ℃、500 ℃、600 ℃时分别给予0. 5h 的保温) ,之后以不超过150 ℃/ h 的温升速度将炉温升至淬火温度950 ~980 ℃后进行保温,保温时间为2~4h ( 视工件厚薄不同保温时间有所差别,越厚保温时间越长) ,而后将工件快速出炉进行空冷,若遇环境气温较高,淬火时应辅以强风和水雾喷洒,以强化冷却,淬火工艺曲线如图2 所示。 3. 回火 为降低铸件残余应力和脆性,并保持其淬火得到的高硬度和耐磨性,同时也使马氏体得以回火,以及残余奥氏体有所减少,应对淬火后的工件再进行230 ~260 ℃的回火处理。具体工艺为: 将工件在室温状态下装炉,再升温至230 ~260 ℃,保温3 ~6h,之后出炉空冷。

灰铸铁件生产中的几点技术措施

灰铸铁件生产中的几点技术措施 如何改善铸件的内在与外观质量,提高铸件的技术含量,应对市场的竞争,是国内部分生产企业所面临的课题。铸件生产中的每个环节对质量都有着重要影响,不可忽视。现将本人在实际工作中总结的一些技术措施归纳如下,供借鉴。 一、砂芯和砂型的刚性 砂型浇注后,由于铁液的静压力或凝固而引起的膨胀力,常导致型壁移动和砂芯溃散,这就会使铸件产生内部缩孔和表面缩陷。因此为使铸件尺寸稳定,要最大限度地使铸型紧实。 为了节约造型材料,造芯时广泛采用了空心砂芯,它比实体芯轻,故热容量小,凝固速度慢,这会导致砂型扩张或砂芯溃散。此外,铁液可能通过芯头或砂芯上的裂纹而渗入其中空部分,这也会使铸件产生缺陷。为了提高空心砂芯的刚性,可用湿型砂或水玻璃砂充填;也可将壳芯作成两半,其内部设置加强筋,造芯后粘合可得到坚硬的砂芯。 二、正确选择浇注温度 1 浇注温度过低时可能形成的缺陷 (1)硫化锰气孔此种气孔位于铸件表皮以下且多在上面,常在加工后显露出来,气孔直径约2 ~6mm。有时孔中含有少量熔渣,金相研究表明,此缺陷是由MnS偏析与熔渣混合而成,原因是浇注温度低,同时铁液中含Mn和S量高。 为防止这种缺陷,用冲天炉化铁时可在多孔材料的浇包中用气流连续脱S,将S降至0.06%~0.08%。这样的含S量和适宜的含Mn量(0.5%~0.65%),可以显著改善铁液纯度,从而有效地防止这类缺陷。 (2)液体夹渣加工后铸件表皮之下会发现一个个单体的小孔,孔的直径一般为1~3mm。个别情况下只有1~2个小孔。金相研究表明,这些小孔与少量的液体夹渣一起出现,但该处未发现S的偏析。研究表明,这种缺陷与浇注温度有关,浇注温度高于1380℃时,铸件中未发现这种缺陷,故浇注温度应控制在1380—1420℃。值得一提的是改变浇注系统设计,未能消除此缺陷,故此种缺陷可以认为是由于浇注温度低以及铁液在微量还原气氛下浇注时形成的。 (3)砂芯气体引起的气孔气孔和多空性气孔常因砂芯排气不良而引起。因为造芯时砂芯多在芯盒中硬化,这就常使砂芯排气孔数量不够。为了形成排气孔,可在型芯硬化后补充钻孔。 试验表明,改善型芯通气系统,可使浇注温度有较大的调整余地。 浇注温度过低最常见的原因是浇注前,铁液在敞口的浇包中长时间运输和停留而散热。用带有绝热材料的浇包盖,可以显著地减少热损失。 2 浇注温度过高

我国铸铁铸造业当前发展状况及趋势

我国铸铁铸造业当前发展状况及趋势 20世纪80年代初,铸铁材料发展进入了顶峰期,随后,世界的铸铁产量便出现急剧递减,然而铸铁仍是当今金属材料中应用最为广泛的基础材料,在铸造合金材料中占有重要地位。 由于受能源、劳动力价格和环境因素的影响,西方工业发达国家的铸件产量将会逐渐减少,转而向发展中国家采购一般铸件,但同时又会向发展中国家出口高附加值、高技术含量的优质铸件。当前,世界经济全球化进程的加速为我国铸造业的发展提供了机遇,国际和国内市场对我国铸件的需求呈持续增长的趋势。与此同时,铸铁作为一种传统的金属材料,在其质量、性能和价格等方面正面临着严酷的挑战。抓紧我国铸铁铸造业的结构调整和技术改造;努力提高铸件质量档次,提高和理环境污染的水平,实现铸铁材料的高附加值化是应付未来更加激烈的市场竞争,满足用户多样化需求的主要对策。 一、我国铸铁的生产水平及差距 1.铸造工艺材料及辅料 我国铸造工艺材料如原砂、粘土、煤粉、粘结剂和涂料在品种、性能、质量等方面与工业先进国家之间的差距极大,以致我国的铸件尺寸精度和表面粗糙度比国外差一到两个等级,铸件表面缺陷造成的废品率比国外高几倍。铸造用工艺原料的标准化、系列化和商品化仍是一个亟待解决的问题。 2.铸造工艺过程及铸件质量的检测与控制 我国在铸造工艺过程和铸件质量的检测与控制方面与工业先进国家还存在比较大的差距,主要反映在以下方面:

①铸造工艺过程的检测。 ②铸造工艺过程的优化和控制。 ③铸件质量的检测。而上述检测和控制手段的完善是提升我国铸铁铸造生产水平的一个主要内容。 3.铸造工艺装备 对于铸造生产,国外广泛采用流水线大量生产;高压造型、射压造型、静压造型和气冲造型;造芯全部用壳芯和冷、热芯盒工艺。国内除汽车等行业中少数厂家采用半自动、自动化流水线大量生产外,多数厂家仍采用较落后的铸造工艺装备。 二、铸铁熔炼技术 1.冲天炉技术 冲天炉居铸铁熔炼设备之首,至今仍担负着80%以上铸铁件的熔炼任务。70年代以后,符合我国特点的炉型和熔炼技术已逐渐完善和成熟,形成了独具特色的多排小风口和两排大间距冲天炉系列。在操作技术上,从一度追求低焦耗到重视铁液质量,进而讲求提高技术、经济、劳动卫个和环境保护的综合指标,逐步开发应用了从炉料处理、修炉、烘炉到配加料、鼓风。炉况控制、铁液检验等全过程的操作技术。在较短的历程中,我们在冲天炉理论研究、炉子结构、修炉材料、送风系统、热能利用、强化底作燃烧、炉内气氛调整控制、铁液炉前检验、消烟除尘、非焦炭化铁、配料及熔炼过程计算机优化控制等诸多方自都取得了可喜的成绩。 冲火炉的发展是围绕着提高性能和生产率,降低消耗,改善操作,减少污染进行的。冲天炉性能主要体现在炭的燃烧、炉料的加热和冶金过程三方面。随着铸铁生产批量的扩大和对铸造生

HT250灰铸铁

灰铸铁性能分析 材料名称:灰铸铁 牌号:HT250 标准:GB 9439-88 ●特性及适用范围: 为珠光体类型的灰铸铁。其强度、耐磨性、耐热性均较好,减振性良好,铸造性能较优,需进行人工时效处理。可用于要求高强度和一定耐蚀能力的泵壳、容器、塔器、法兰、填料箱本体及压盖、碳化塔、硝化塔等;还可制作机床床身、立柱、气缸、齿轮以及需经表面淬火的零件 ●化学成份: 碳 C :~ 硅 Si:~ 锰 Mn:~ 硫 S :~ 磷 P :~ ●力学性能: 抗拉强度σb (MPa):250 硬度:(RH=1时)209HB 试样尺寸:试棒直径:30mm ●热处理规范及金相组织: 热处理规范:(由供方定,以下为某试样的热处理规范,供参考)铸态 金相组织:片状石墨+珠光体 生产HT200 HT250 灰铸铁,灰铸铁性能用途及。铸铁可分为 ①灰口铸铁。含碳量较高(%~%),碳主要以片状石墨形态存在,断口呈灰色,简称灰铁。熔点低(1145~1250℃),凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。用 于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。 ②白口铸铁。碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体形态存在,断口呈银白色。凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹。硬度高,脆性大,不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐 磨损的零部件。 ③可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁。其组织性能均匀, 耐磨损,有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。 ④球墨铸铁。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。比普通灰 口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。 ⑤蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得,析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸 铁相近,铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的零部件。 ⑥合金铸铁。普通铸铁加入适量合金元素(如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等)获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化,从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。 铸铁的分类 分类方法分类名称说明

高铬铸铁(上篇)

铮铮硬骨高铬铸铁(上篇)2009-8-5 17:20:49 高铬白口抗磨铸铁(以下简称高铬铸铁)是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料。它以比合金钢高得多的耐磨性,和比一般白口铸铁高得多的韧性、强度,同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能,加之生产便捷、成本适中,而被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一。 高铬铸铁属金属耐磨材料、抗磨铸铁类铬系抗磨铸铁的一个重要分支,是继普通白口铸铁、镍硬铸铁而发展起来的第三代白口铸铁。早在1917年就出现了第一个高铬铸铁专利。高铬铸铁一般泛指含Cr量在11-30%之间,含C量在2.0-3.6%之间的合金白口铸铁。我国抗磨白口铸铁国家标准(GB/T8623)规定了高铬白口铸铁的牌号、成分、硬度及热处理工艺和使用特性。其典型成分及工艺如下表: 表1高铬铸铁的牌号及化学成分(GB/T 8623) %

表2高铬铸铁的硬度(GB/T 8623)

表3 高铬铸铁件热处理规范(GB/T 8623)

美国高铬铸铁执行标准为ASTMA532M,英国为BS4844,德国为DIN1695,法国为NFA32401。俄罗斯在前苏联时期曾研制了12-15%Cr、3-5.5%Mn,壁厚达200mm 的球磨机衬板,现执行?OCT7769标准。特别值得一提的是在近一个世纪里,曾为抗磨白口铸铁做出了卓越贡献的美国克莱梅克斯(Climax)钼业公司。1928年该公司首先发明了镍硬铸铁,把抗磨铸铁科技推向了一个空前高度。1974年为纪念国际GIFA,在杜赛尔多夫展览会上展示了名为“神秘1号”和“神秘2号”。即经典的高铬抗磨铸铁153(Cr15Mo3)和1521(Cr15Mo2Cu),现如今克莱梅克斯公司执行高铬铸铁标准如下,栏主提示大家这是特别值得一看的。

灰铸铁的铸造工艺

灰铸铁的铸造工艺-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

灰铸铁的铸造工艺 铸造业就说“三好”即:好铁水、好型砂、好工艺。铸造工艺在铸件的制造上是和铁水、型砂并列的而做出铸件,铸造工艺是研究决定其流入的路径、方法的技术。 铸型分为: 浇口:把铁水从铁水包注入铸型的入口。往往为使浇注量均匀,除去铁水中的夹杂物,设有集渣浇 横浇道:指铁水从直浇道向型腔流道的水平部分。 内浇口:指铁水从横浇道进入型腔的部位。铸造俗语叫“堰”,是工艺上的重要部分。 出气孔:是随着铁水的充型把型腔内部的空气向外排放的孔道,如果型砂的透气性合适,一般是没 冒口:是把铁水中的夹杂物和铸型中的杂物向外排出口,但是由于铸件冷却收缩造成体积不足起补 铸造工艺的基本要点 铸造工艺是为了使浇注顺利进行,得到良好铸件的技术,平稳且快是加山延太郎博士的名言,即(1)关于铸型的上下:铸件的切削加工面尽量在下箱里,因下部产生缩孔少,材质致密。(2)浇注方式:有从铸件的上部浇入的顶注式和从下部、中部浇注的底注式。顶注式铸型容易(3)内浇口的位置:由于流入型腔内的铁水急速冷却成固体,如果在厚壁部分开内浇口铁水进浇口的数量、形状而决定其位置。 (4)内浇口的种类: 主要为三角内浇口和梯形内浇口。三角内浇口容易做,梯形内浇口能防止渣子混入铸型。(5)直浇口、横浇口、内浇口的断面积比。 按西德R·LEHMANN博士的意见,直浇口为A,横浇口为B,内浇口为C时,A ∶B ∶C=3.6 ∶4.0 ∶虽然关于这个比例是否妥当,有各种不同意见,但说明一下这个比例的思路是:首先铁水通过3间稍长,这期间比重轻的夹杂物可以上浮,就不能从内浇口进入铸件内部。这就是这种比例的要点 浇注系统的设计 浇注系统设计上的一个要点

灰铸铁中各元素作用

灰铸铁中各元素作用 1、碳、硅 碳、硅都是强烈地促进石墨化的元素,可用碳当量来说明他们对灰铸铁金相组织和力学性能的影响。提高碳当量促使石墨片变粗、数量增加,强度硬度下降。相反降低碳当量可减少石墨数量、细化石墨、增加初析奥氏体枝晶数量,从而提高灰铸铁的力学性能。 但是降低碳当量会导致铸造性能下降。 2、锰:锰本身是稳定碳化物、阻碍石墨化的元素,在灰铸铁中具有 稳定和细化珠光体作用,在 Mn=0.5%~1%范围内,增加锰量,有利于强度、硬度的提高。 3、磷:铸铁中含磷量超过0.02%,就有可能出现晶间磷共晶。磷在奥 氏体中的溶解度很小,铸铁凝固时,磷基本上都留在液体中。共晶凝固接近完成时,共晶团之间剩余的液相成分接近三元共晶成(Fe-2%、C-7%、P)。此液相约在955℃凝固。 铸铁凝固时,钼、铬、钨和钒都偏析于富磷的液相中,使磷共晶的量增多。铸铁中含磷量高时,除磷共晶本身的有害作用外,还会使金属基体中所含的合金元素减少,从而减弱合金元素的作用。 磷共晶液体在凝固长大的共晶团周围呈糊状,凝固收缩很难得到补给,铸件出现缩松的倾向较大。 4、硫:降低铁液流动性,增加铸件热裂倾向,是铸件中的有害元素。 很多人认为硫含量越低越好,实则不然,当硫含量≤0.05%时,此种铸铁对我们使用的普通孕育剂来说不起作用,原因是孕育衰

退的很快,常常在铸件中产生白口。 5、铜:铜是生产灰铸铁最常加入的合金元素,主要原因是由于铜熔 点低(1083℃),易熔解,合金化效果好,铜的石墨化能力约为硅的1/5,因此能降低铸铁的白口倾向,同时铜也能降低奥氏体转变的临界温度,因此铜能促进珠光体的形成,增加珠光体的含量,同时能细化珠光体和强化珠光体及其中的铁素体,因而增加铸铁的硬度及强度。但是并非铜量越高越好,铜的适宜加入量为0.2%~0.4%当大量地加铜时,同时又加入锡和铬的做法对切削性能是有害的,它会促使基体组织中产生大量的索氏体组织。 6、铬:铬的合金化效果是非常强烈的,主要是因为加铬使铁水白口 倾向增大,铸件易收缩,产生废品。所以,应对铬量加以控制。 一方面希望铁水中含有一定量的铬,以提高铸件的强度和硬度; 另一方面又将铬严格控制在下限,以防止铸件收缩而造成废品率增加。传统的经验认为,原铁水铬量超过0.35%时,将对铸件产生致命的影响。 7、钼:钼是典型的化合物形成元素,是很强的珠光体稳定元素,它 能细化石墨,在ωMo<0.8%时,钼能细化珠光体,同时能强化珠光体中的铁素体,从而能有效地提高铸铁的强度和硬度。

高铬耐磨铸铁

2)高铬耐磨铸铁 70年代西安交通大学等单位开始引入高铬白口铁作为衬板及其它零件材料,并在热处理及推广应用上做了不少工作;同期山东工业大学率先在高铬及锰、钨、钒系白口铁的碳化物团球化方面开展了卓有成效的研究,使白口铁韧性有了成倍的提高,并成功地将球化高铬白口铁用于生产衬板及其它零件,不仅用于国内,还有批量出口,为此于1988年获得国家发明二等奖。此后,合肥工业大学、北京钢院、沈阳铸造所等单位在这一领域也做了大量的研究和推广应用工作。高铬铸铁中含Cr高达12--28%。由于Cr的大量加人,其组织中碳化物由连续网状的M3C型转变为断续板条状的M7C3型,从而使得其对基体的破坏作用大为减小,材质韧性有所提高。但因高铬白口铁固有的韧性偏低 (ak=3--5J/cmZ)、耐蚀性差的缺点、成本偏高以及它在湿态下的磨损寿命并不高,致使其在国内应用还是有限。尽管如此,其在一般工矿条件下表现出的优良耐磨性仍使其得到广泛应用。 高铬铸铁是抗磨料磨损的王牌材料,该材料的初始硬度高,但是冲击韧度差不抗冲击,如果是单纯的磨料磨损,它的使用寿命是高锰钢的5-10倍。 化学成分: 机械性能: Cr>11%的高铬白口铸铁的共晶碳化物为六方晶系的M7C3,(CrFe)7C3硬度为HRM501200-1800,比一般白口铸铁的共晶碳化物Fe3C3(HRV50840-1100)高,同时凝固时(CrFe)7C3 是孤立相,而奥氏体是连续相,因而韧性较普通白口铸铁大有改善,因此是搞磨粒磨损和抗切削磨损的首选材料。国外应用较多,主要用于中低冲击负荷工况条件的衬板、锤头、磨球、渣浆泵过流部件等大中型磨损

件。国内外对高铬铸铁的磨损机制、断裂机制、断裂韧性(K1c值)、裂纹扩展机理进行了一系列的研究,结果表明高铬铸铁可通过调整碳化物的大小和形态、二次碳化物量及弥散度以及基体组织(马氏体、奥氏体、索氏体),从而调整性能、满足工作使用要求。近年来国内有关单位也开展了高铬铸铁衬板的研究,其耐磨性可达同工况下高锰钢的2倍以上。但这些材料的韧性仍嫌较低(10×10×55mm无缺口试样的冲击值≤7.3J/cm2)而且含钼、铜等合金元素,生产成本较高。因此这类高铬铸铁仍有待进一步改进和完善。 3)中碳合金钢 这类合金钢衬板组织类型有马氏体、马氏体一贝氏体、贝氏体等,热处理工艺上有水淬、油淬、空淬、等温淬火、分级淬火、亚临界处理等,且大多都是瞄准湿态工况下的磨机衬板。如贝氏体组织强韧性配合良好,自从Bain在上世纪20年代末发现这种组织以来,贝氏体组织的特殊性能日益受到重视,其研究应用工作得到广泛开展。上世纪70年代,贝氏体球墨铸铁的发明,被誉为“本世纪铸铁冶金领域重大发明”。贝氏体钢和贝氏体球墨铸铁目前正成为耐磨材料领域的研究热点。这类合金钢衬板从应用效果上看,寿命比锰钢衬板有一定幅度的提高。如合肥水泥研究院研制的高碳中铬钢、中碳多元合金钢衬板,在湿法水泥磨、铜矿、钥矿等方面的多家用户使用中取得了良好的效果;西安交通大学等单位研制的中铬钢,在湿法铁矿下的寿命预计可达4400小时;洛阳工学院40SIMnZCrM。Cu衬板在金矿湿式磨机上试用寿命为2一10个月;50siMnZcrMocu 衬板,在湿式碱性铝矿磨机上应用,按4个月时检查的情况推测寿命为一年。但是,中碳合金钢韧性与耐蚀性不够。 4)橡胶 橡胶衬板己经在湿磨机上得到应用,取得了良好的使用效果,特别是降低噪音方面。各种系列的材质都各有优缺点,在选用衬板材质时首先考虑到不同工况条件下材料表现出不同的耐磨性;同时保证衬板安全可靠使用的前提。橡胶内衬选用的是耐磨橡胶,厚度约为50~,比石质衬板薄(约1/3~1/4),同时因为橡胶比重较小,故其总重量只有石质衬板的1/6左右,且具有以下优点:(l)同型号球磨机内部有效工作空间增加10%一20%;(2)球磨机自重小,为石质衬板的500/0左右,工作电耗大大降低;(3)工作噪音低;(4)使用寿命长,更换容易。

灰铸铁的热处理

灰铸铁的热处理

灰铸铁的热处理 退火 1.去应力退火为了消除铸件的残余应力,稳定其几何尺寸,减少或消除切削加工后产生的畸变,需要对铸件进行去应力退火。 去应力退火温度的确定,必须考虑铸铁的化学成分。普通灰铸铁当温度起过550℃时,即可能发生部分渗碳体的石墨化和粒化,使强度和硬度降低。当含有合金元素时,渗碳体开始分解的温度可提高到650℃左右。 通常,普通灰铸铁去应力退火温度以550℃为宜,低合金灰铸铁为600℃,高合金灰铸铁是可提高到650℃,加热速度一般选用60~120℃/h.保温时间决定于加热温度、铸件的大小和结构复杂程度以及对消除应力程度的要求。铸件去应力退火的冷却速度必须缓慢,以免产生二次残余内应力,冷却速度一般控制在20~40℃/h,冷却到200~150℃以下,可出炉空冷。 一些灰铸铁件的去应力退火规范示于表1. 2.石墨化退火灰铸铁件进行石墨化退火是为了降低硬度,改善加工性能,提高铸铁的塑性和韧性。 若铸件中不存在共晶渗碳体或其数量不多时,可进行低温石墨化退火;当铸件中共晶渗碳体数量较多时,须进行高温石墨化退火。 (1)低温石墨化退火,铸铁低温退火时会出现共析渗碳体石墨化与粒化,从而使铸件硬度降低,塑性增加。 灰铸铁低温石墨化退火工艺是将铸件加热到稍低于Ac1下限温度,保温一段时间使共析渗碳体分解,然后随炉冷却。

(2)高温石墨化退火,高温石墨化退火工艺是将铸件加热至高于Ac1上限以上的温度,使铸铁中的自由渗碳体分解为奥氏体和石墨,保温一段时间后根据所要求的基体组织按不同的方式进行冷却。 正火 灰铸铁正火的目的是提高铸件的强度、硬度和耐磨性,或作为表面淬火的预备热处理,改善基体组织。一般的正火是将铸件加热到Ac上限+30~50℃,使原始组织转变为奥氏体,保温一段时间后出炉空冷。形状复杂的或较重要的铸件正火处理后需再进行消除内应力的退火。如铸铁原始组织中存在过量的自由渗碳体,则必须先加热到Ac1上限+50~100℃的温度,先进行高温石墨化以消除自由渗碳体在正火温度范围内,温度愈高,硬度也愈高。因此,要求正火后的铸铁具有较高硬度和耐磨性时,可选择加热温度的上限。 正火后冷却速度影响铁素体的析出量,从而对硬度产生影响。冷速愈大,析出的铁素体数量愈少,硬度愈高。因此可采用控制冷却速度的方法)(空冷、风冷、雾冷),达到调整铸铁硬度的目的。 淬火与回火 1.淬火铸铁淬火工艺是将铸件加热到Ac1上限+30~50℃的温度,一般取850~900℃,使组织转变成奥氏体,并在此温度下保温,以增加碳在奥氏体中的溶解度,然后进行淬火,通常采用油淬。 对于形状复杂或大型铸件应缓慢加热,必要时可在500~650℃预热,以避免不均匀加热而造成开裂。 随奥氏体化温度升高,淬火后的硬度越高,但过高的奥氏体化温度,不但增加铸铁变形和开裂的危险,并产生较多的残留奥氏体,使硬度下降。 灰铸铁的淬透性与石墨大小、形状、分布、化学成分以及奥氏体晶粒度有关。

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