从一种高硅普通球墨铸铁的诞生得到的启发

从一种高硅普通球墨铸铁的诞生得到的启发

  • 2014年07月09日 09:21
  • 来源:中国铁合金网

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  • 关键字:铸造
[导读]最近,一件不大不小在铸铁材质领域里引起一定轰动的事,欧洲铸造界传开,即德国与奥地利两国的铸造所就拟定球墨铸铁牌号开展的合作研究。

中国铁合金网讯:最近,一件不大不小在铸铁材质领域里引起一定轰动的事,欧洲铸造界传开,即德国与奥地利两国的铸造所就拟定球墨铸铁牌号开展的合作研究。被称为“Cornet项目”为期两年,课题领导单位是德国铸造研究所,属于国家促进研究计划项目(AiF-Nr41 EN, SIRON),经近两年努力,取得了明显成果。接二连三的在两国杂志上发表试验成果。现已把研究结果用予欧洲球铁的牌号标准中,同时被推荐到国际有关机构,最近已同意批准为国际新球铁牌号(见表1)。按一般概念,普通球墨铸铁的基体组织种类与数量(指珠光体、铁素体等)必须与相关的牌号相对应。在欧洲的球铁牌号(EN 1563)中,只要调整基本组织中的铁素/珠光体数量比例,就可获得不同的球铁牌号,例如,牌号为GJS-700-2和GJS-800-2的球墨铸铁的组织主要是珠光体组成,而GJS400-15的基体100%是铁素体,牌号为GJS-500-7、GJS-60-3的球铁,球光体量在40~70%之间,只要化学成分数值正确,上述这种对应关系在普通球铁牌号中均能得到反应。它的工艺性能就要跟随变化,珠光体的数量和它在铸件中的分布,主要取决于材料的化学成分(特别是Si、Mn、Cu、Sn),以及石墨数量(由壁厚和孕育所决定)和冷却速度(取决于壁厚与打箱时间)。但是,由于壁厚差较大的球铁件,这种关系就难以严格保持,珠光体量的变动会超出原来区间,硬度波动范围也会扩大。

众所周知,球铁中的Si是铁素体促成元素,同时也是使珠光体减小的元素。通过向固溶体的固溶强化,使铸铁材料的硬度、强度得到提高。借助于提高含Si量从2.2至2.8%到大于3.5%。这时,基体组织实际已全部成为铁素体(只含少量珠光体)。他们发现尽管此时的铁素体受到高Si的固溶强化,从而减少了它的变形能力,但是,在拉力试验时,没观察到这部分珠光体对延伸率的减少作用。说明在GJS-500/600两个牌号中同时仍具有高的延长率,即所谓添加Si后对降低球铁延伸率的“零作用”。这一特性的发现对材料使用者而言,具有这样的优点,意味着硬度分布值较集中,硬度呈均匀分布,并不分散,有利于改善加工性。也利于保持良好的尺寸公差,容易满足在壁厚差别大的球铁件中的硬度公差要求。

新制定的欧洲标准牌号、牌号中的数值反映出与石墨球的形状关系十分密切,他们在实际中发现,当Si量超过4.3%时韧性会急剧下降,准确的关系围观组织中的石墨形状和浇注工艺中所用的参数,都是研究过程中所使用的。除了正常的测定材料性能之外,还研究了新标准中的项目,例如浇注工艺性夹渣的成份,充型性、补缩性,对此,还使用了自己特殊的工艺试验方法。

编者阅读之后有感而发,球铁中的Si元素对组织与性能的影响规律,对从事铸铁工作者来说,都十分清楚。对Si含量的使用范围也一目了然。但是长久以来,存在于我们思想中始终受一个界线的束缚,即含Si量不能超过3.2%,尤其对于受动载荷作用的零件,更为慎重。因为如此,很少有人对大于此值的含Si量作系统深入的试验,故一直认为大于3.2%含Si量为禁区,不能越雷池一步,也就无法发展与创新,号召同仁们,要勇于开拓、创新,添补我国和世界的技术空白,缩短我们与先进国家的差距,共同为铸造事业贡献力量。

  • [责任编辑:Mike.zhang]

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