球墨鑄鐵件的缺陷和金相檢驗2012年.ppt

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1、讓我們共同學習、共同提升2012年10月6日培訓內容球墨鑄鐵件的生產(chǎn)典型缺陷和金相檢驗主講人：王艷珍為什么要化驗？化驗分析是冶金工業(yè)的必要組成部分，它對指導生產(chǎn)及調整配料具有重要意義。例如在原料購進和熔煉過程中，提供正確數(shù)據(jù)，可以保證產(chǎn)品質量和產(chǎn)量，節(jié)約材料，更快促進鑄造生產(chǎn)的發(fā)展和鑄造技術水平的提高，并給鑄造技術工作者提供工作上的方便。鑄造學上的產(chǎn)品分類鑄鋼、灰鑄鐵、球磨鑄鐵、可鍛鑄鐵、耐磨鑄鐵、抗磨鑄鐵、冷硬鑄鐵、耐蝕鑄鐵、耐熱鑄鐵九大類，而現(xiàn)在鑄造車間生產(chǎn)以球磨鑄鐵為主，所有產(chǎn)品都含有碳、硅、錳、磷、硫五

2、大元素，但是標準不同，機械性能也不同，化學成分直接影響著機械性能。什么是球磨鑄鐵？球墨鑄鐵是指鐵液在凝固過程中碳以球型石墨析出的鑄鐵。與灰鑄鐵相比，其金相組織的最大不同是石墨形狀的改變，避免了灰鑄鐵中尖銳石墨的存在，使得石墨對金屬基體的切口作用大為減少，基本消除了片狀石墨引起的應力集中現(xiàn)象，使得金屬基體的強度利用率達到70－90％，從而使金屬基體的性能得到很大程度的發(fā)揮。球墨鑄鐵的特性球墨鑄鐵可以像鋼一樣，通過熱處理和合金等措施來進一步提高其使用性能。比如，處理過的球墨鑄鐵可以取得很好的韌性，延伸率高達24％；

3、抗拉強度可以高達1400MPa，基本接近鋼材，與鋼材相比，球墨鑄鐵還有很多優(yōu)點。比如鑄造性能好，成本相對較低。由于球墨鑄鐵產(chǎn)量的不斷增加，性能不斷開發(fā)，現(xiàn)已成功取代了鍛鋼和鑄鋼，成為前景廣闊的金屬結構材料。球墨鑄鐵的金相與力學性能金相組織與力學性能的關系力學性能與金屬的金相組織密切相關，什么樣的金相結構決定了什么樣的力學性能。球墨鑄鐵也不例外，只有石墨球化，才能發(fā)揮金屬基體的作用，使鑄鐵的力學性能大幅度提高。也只有石墨球化，進一步改變基體的性能才更有意義。因此，對球墨鑄鐵的金相研究，是我們了解球墨鑄鐵，使用球墨

4、鑄鐵的前提條件。球狀石墨的形成球狀石墨的形成經(jīng)歷了形核與生長兩個階段。其中的形核是石墨的首要過程，鐵液在熔煉及隨后的球化、孕育處理中產(chǎn)生大量的非金屬夾雜物，初生的夾雜物非常小，在隨后澆鑄、充型、凝固過程相互碰撞、聚合變大，上浮或下沉，成為石墨析出的核心。球狀石墨核心形成以后，碳原子開始在核心基底上堆砌，石墨最終生成的形狀決定受工藝條件影響的生長方式。所以，石墨生長過程的控制是獲得球狀石墨的關鍵。球墨鑄鐵孕育的目的球墨鑄鐵的孕育是指向鐵水中加入一定數(shù)量的球化劑和孕育劑，通過球化及孕育處理使鐵水在凝固時碳以球狀石墨

5、的形式形核和生長。凝固后鑄鐵的組織中得到球狀石墨的鑄鐵。一般在澆注之前，在鐵液中加入少量球化劑（通常為鎂、稀土鎂合金或含鈰的稀土合金）和孕育劑（通常為硅鐵），使鐵水凝固后形成球狀石墨。球化處理和孕育處理是生產(chǎn)球墨鑄鐵的重要環(huán)節(jié)。球墨鑄鐵進行孕育處理的目的是為消除球墨鑄鐵的白口化傾向、消除過冷石墨、促進石墨化、細化共晶團及減少晶間偏析等。球墨鑄鐵的孕育球化處理是球鐵生產(chǎn)的基礎，孕育處理是球鐵生產(chǎn)的關鍵，孕育效果決定了石墨球的直徑、石墨球數(shù)和石墨球的圓整度。為了保證孕育效果，孕育處理采用多級孕育處理。孕育處理越接近

6、澆注，孕育效果越好。從孕育到澆注需要一定的時間，該時間越長，孕育衰退就越嚴重。球化衰退防止：球化衰退的原因一方面和Mg、RE元素由鐵液中逃逸減少有關，另一方面也和孕育作用不斷衰退有關，為了防止球化衰退，采取以下措施：A、鐵液中應保持有足夠的球化元素含量；B、降低原鐵液的含硫量，并防止鐵液氧化；C、縮短鐵液經(jīng)球化處理后的停留時間；D、鐵液經(jīng)球化處理并扒渣后，為防止Mg、RE元素逃逸，可用覆蓋劑將鐵液表面覆蓋嚴，隔絕空氣以減少元素的逃逸。球化分級球化分級球化級別說明球化率（％）1級石墨呈球狀，少量團絮，允許極少量團

7、絮狀≥952級石墨大部分呈球狀，余為團狀和極少量團絮狀90－953級石墨大部分呈團狀，余為團絮狀，允許有極少量蠕蟲狀80－904級石墨呈大部分絮狀或團狀，余為球狀、少量蠕蟲狀70－805級石墨呈分散分布的蠕蟲狀、片狀及球狀、團狀、團絮狀60－706級石墨呈聚集分布的蠕蟲狀、片狀及球狀、團狀、團絮狀小于60%石墨大小球墨鑄鐵石墨球的大小對力學性能的影響很大，減小石墨球徑，增加石墨球在單位面積的個數(shù)可以明顯地提高球墨鑄鐵的強度、塑性和韌性。石墨球徑的減小，使單位面積上球墨鑄鐵數(shù)量增多，可使抗疲勞強度提高，因此，細化

8、石墨也是提高抗疲勞強度的一個要求。珠光體的粗細球墨鑄鐵的化驗成分選擇適當?shù)幕瘜W成分是保證球墨鑄鐵獲得良好的金相組織和高性能的基本條件，化學成分的選擇既要利于石墨的球化和獲得滿意的基體，以期獲得滿意的性能，又要使球墨鑄鐵具有良好的鑄造性能。球墨鑄鐵的成分一般是指五個元素：碳、硅、錳、磷、硫化學成分——碳碳是球墨鑄鐵的基本元素，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球狀后石墨對機械性能的影響已減小到