奥氏体球墨铸铁的微合金化

关于高镍奥氏体球墨铸铁充满度的验证1C

铸造技术2009年第9期 高镍奥氏体球墨铸铁饱和度和碳当量的验证 程武超赵新武党波涛靳宝 (西峡县内燃机进排气管有限责任公司河南西峡474500) 摘要用不同的饱和度和碳当量的铁液浇注不同厚度的高镍奥氏体球墨铸铁试块，从金相组织、力学性能上对高镍奥氏体球墨铸铁的饱和度和碳当量进行了验证。事实证明，饱和度A 超过4.9时，在不同的厚度上仍能得到球化率和力学性能合格的铸件。当碳当量取较高值时，降低了铁液的液相线温度，熔炼温度随之下降，反过来又减少了高温熔炼带来的不利影响。在不产生冷隔的前提下，为降低浇注温度创造了条件。较高的碳当量有利于凝固过程的石墨化膨胀所产生的自补缩效果，可以减少缩松和缩孔缺陷。 关键词饱和度球化率力学性能缩松和缩孔 中图分类号：TG143.5 文献标识码：A 文章编号：100-8365（2009）19-1097-05 V erification of Austenite nodular cast iron Saturation and Carbon Equivalent CHENG Wu –chao, ZHAO Xin-wu, DANG Bo-tao, JIN Bao (Xixia Intake & Exhaust Manifold Co., Ltd, Xixia 474500 China) Abstract: Austenite nodular cast iron test block with different thickness were cast from different saturation and CE，and the saturation and CE were verified by microstructure and mechanical properties. It proves that qualified castings with different thickness in nodularity and mechanical properties are still obtained when the saturation (A) value exceeds 4.9. Adopting high value of CE can low the liquidus temperature of molten iron, which makes the melting temperature decrease, and it conversely reduces detrimental affect for high temperature melting. Under the precondition that no cold shut occurs, it creates conditions to decrease pouring temperature. Higher CE is helpful to improve the self-feeding ability of graphitizing expansion during solidification process, and to reduces casting defects, such as shrinkage and blowhole. Keywords: Saturation; Nodularity; Mechanical properties; shrinkage and blowhole 高镍奥氏体球墨铸铁是耐高温、耐腐蚀、抗氧化性能较好的铸铁材料。目前已成为排气歧管的首选材料，但是受充满度的影响，不少生产厂家不敢越雷池一步。特别是初次生产这种材质的厂家，试制中一旦出现碎块状石墨，就误认为是充满度过高造成的。为了获得较好的基体组织，总是在充满度上做文章，结果适得其反。当把A压的过低的时候，CE随之下降，铁液的流动性下降，缩松、缩孔缺陷更加严重；产生了恶性循环。使这种材料的正确应用受到了影响。据资料介绍，高镍奥氏体球铁中的碳、硅、镍含量必须满足饱和度公式： A≥TC%＋0.2Si%＋0.06Ni% 式中A称为饱和度，当铁液中的碳、硅、镍大于某一极限值(饱和度A)时则石墨形态就呈碎块状分布；奥氏体枝晶发达，铁液流动性差，补缩困难，极易产生缩松、缩孔缺陷。有资料介绍A不能大于4.4⑴⑵。本文通过试验证明饱和度A≥4.4,甚至超过4.9时，在不同厚度的试块上仍能得到球化率和力学性能合格的铸件。在较高的碳当量下由于石墨化膨胀所产生的自补缩效果，减少了缩松和缩孔缺陷。现以高镍奥氏体球墨铸铁D5S的铸造工艺为例对上述观点进行阐述。 作者简介：程武超（河南西峡人），高级工程师，铸造工艺研究。

球墨铸铁管的选用

球墨铸铁管 使用18号以上的铸造铁水经添加球化剂后，经过离心球墨铸铁机高速离心铸造成的管材，称之为“球墨铸铁管”，简称为球管、球铁管和球墨铸管等。主要用于自来水的输送，是自来水管道理想的选择用料。安阳市永通铸管有限公司 在我国很多地区，球墨铸铁管在中、小口径的给管与管之间的联接，采用承式或法兰盘式接口方法；球墨铸铁，容许限制的转角必须有优胜的抗震性和密封性。 球墨铸铁管的主要成分有碳、硅、锰、硫、磷和镁等。 球墨铸铁管定义使用18号以上的铸造铁水经添加球化剂后，经过离心球墨铸铁机高速离心铸造成的管道，称球墨铸铁管，简称为球管、球铁管和球墨铸管等。 特点： 球墨铸铁管是铸铁管的一种。质量上要求铸铁管的球化等级控制为1-3级（球化率》80%），因而材料本身的机械性能得到了较好的改善，具有铁的本质、钢的性能。退火后的球墨铸铁管，其金相组织为铁素体加少量珠光体，机械性能良好，防腐性能优异、延展性能好，密封效果好，安装简易、主要用于市政、工矿企业给水、输气，输油等。 在铁素体和珠光体基体上分布有一定数量的球状石墨，根据公称口径及对延伸率的要求不同，基体组织中的铁素体和珠光体的比例有所不同，小口径的珠光体比例一般不大于20%，大口径的一般控制在25%左右。 优点 在中低压管网，球墨铸铁管具有运行安全可靠，破损率低，施工维修方便、快捷，防腐性能优异等。 缺点 在高压管网，一般不使用，抗压力低。由于管体相对笨重，安装时必须动用机械。打压测试后出现漏水，必须把所有管道全部挖出，把管道吊起至能放进卡箍的高度，安装上卡箍阻止漏水。 选用建议 1 对球墨铸铁管材的选择应根据敷设地具体情况，选择直管与配件的接口形式。 2 橡胶圈推荐选用三元乙丙橡胶圈等。 3 涂层的选择：根据使用时的内、外部条件选择适和的涂层。现有内涂层为环氧树脂、聚氨酯内外涂层、PE 膜涂层等球墨铸铁管新产品，选用时应详细了解其性能。

高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管及铸造方法

高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管及铸造方法 技术领域 本发明属于汽车排气歧管技术领域，具体涉及高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管及铸造方法。 背景技术 随着社会经济条件的发展，市场上不断涌现中、高档轿车，其马力和排放量对汽车零部件的工作条件要求越来越高，如传统排气歧管的工作温度超过900℃，特别在热、冷交变的工作条件下，排气歧管的强度和塑性差，容易造成变形和开裂，致使发动机工作压力不够，而影响轿车的速度，严重时造成发动机工作失灵，不能满足汽车工业的发展，因此对材料选择要求量体裁衣。 高镍奥氏体球墨铸铁因为有其良好的耐腐蚀、耐高温抗氧化性，生产操作中无辐射，无毒害等多种优点，在美国，德国，英国等西方发达国家已部分运用到汽车关键零部件生产。由于高镍奥氏体球墨铸铁铁液表面张力大，收缩倾向大，降温快，流动性差的特点，将其用于汽车排气歧管存在由于排气歧管壁薄，结构复杂，热节部位多，铸件最易出现缩孔，缩松，浇不足和冷隔缺陷。因此高镍奥氏体球墨铸铁在汽车排气歧管的铸造技术在国内外还 发明内容 为解决上述铸造技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种高镍奥氏体球墨铸铁汽车排气歧管及其铸造方法，用高镍奥氏体球墨铸铁铸造的汽车排气歧管具有良好的耐腐蚀性，耐热性，耐热冲击性和

热延展性的。 为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：利用高镍奥氏体球墨铸铁代替现有的铸铁铸造成的汽车排气歧管。 其铸造工艺步骤为制芯、造型、合型、熔炼铁液、浇注、开箱落砂和清理入库，其中： l、制芯：采用低氮高强度覆膜砂，覆膜砂的强度≥3．4Mpa，低发气≤14m／g：排气歧管的内砂芯为内流通砂芯，外腔砂芯在两管卡档处位置镶冷铁： 2、造型：覆膜砂芯组合成型后，采用大孔流量浇注系统工艺，利用侧冒口补缩，由潮模砂提供浇注时的静压头： 3、熔炼铁液：熔炼温度1600～1700℃；采用镁硅合金为球化剂进行球化处理，镁硅合金球化剂的加入量为O．9-1．29／6；用硅铁孕育剂在包内孕育一次，硅铁孕育剂的加入量为0．3-0．5％，用硅锶孕育剂在浇注瞬时再次孕育，硅锶孕育剂的加入量为0．13-0．16％：出炉温度为1650℃～1690℃。 4、浇注工艺 采用大流量、高温快浇的工艺，浇注首箱温度≤1560℃，浇注末箱温度≥1470℃。 采用上述技术方案的有益效果是：高镍奥氏体球墨铸铁具有良好的耐腐蚀性、耐高温性、抗氧化性、延展性、无辐射等特性，运用于制造汽车排气歧管上，可使排气歧管具有良好的耐腐蚀性，耐热性，耐热冲击性和热延展性，可以满足中、高档轿车其马力和排

球墨铸铁标准

标准 CXB01-2014 南乐县昌盛线路器材有限公司 线路器材球铁件 1.主题内容与适用范围 本标准规定了线路球铁件采用的国家标准和客商要求的美国标准，球铁牌号和技术条件。 本标准适用于砂型铸造的球墨铸铁件。 2.线路球墨铸铁件使用标准和牌号 GB1348-1988 单铸试块的力学性能。附表1 ANSI/ASTM A536-84 球墨铸铁件标准 附表2 球墨铸铁的拉伸性能（单铸试样）

GB1412-85 球墨铸铁用生铁附表3 GB9941-88 球化分级附表4 珠光体数量分级(GB9941-88) 附表5

热镀锌标准： ANSI/ASTMA-153CLASSA,锌层平均厚度不小于86um,最薄厚度不小于70um. 3.技术要求。 生产方法：线路球墨铸铁件采用国标生铁，中频感应电炉熔炼，出铁温度控制在1570℃~1610℃冲入法球化，二次孕育，湿砂型浇注或覆膜砂壳型浇注。开箱温度不超过550℃，砂轮机清除冒口残根，履带式抛丸清理机清理表面。热镀锌表面处理，其锌层平均厚度不小于86um.出口箱包装，汽车运输至北京帕尔普线路器材有限公司。 机械性能：本线路件以机械性能的抗拉强度和延伸率以及客商提供的图纸要求为验收依据，屈服点，硬度为参考，但必须在工艺控制上符合本标准的牌号规定。 化学成分：化学成分不作为验收依据，是工艺控制的重要指标，依据美国帕尔普公司的建议，推荐化学成分如下： 附表6 建议化学成分 球化级别和基体组织：本产品依据客商提供图纸的要求，球化级别为1-2级，最低不低于3级。符合GB9941-88的规定，石墨球数不小于100，符合GB9941-88的规定。其基体组织及硬度依据美国帕尔普线路器材有限公司建议推荐如下： 附表7 建议基体组织及硬度

铸铁管特点、规格、重量(T型、K型、S型、N1型)

球墨铸铁管特点 球墨铸铁管用球墨铸铁铸造的管道，称球墨铸铁管。球墨铸铁管一般直径大，管壁厚，质地脆，强度低，价格便宜，是经济的供水管材，正常使用寿命可达20～25年。 优点：在中低压管网，球墨铸铁管具有运行安全可靠，破损率低，施工维修方便、快捷，防腐性能优异等。 缺点：球墨铸铁管的连接受人为因素如操作水平、责任心等影响较大，施工方面不如PE管便捷。 球墨铸铁管供水用分为T型与K型 T型接口就是用胶圈用来连接的，安装方便。 K型接口是用法兰来连接的，除胶圈外，还需要螺母螺栓，安装稍微复杂。 T型接口的尺寸从DN40--1400 K型接口的尺寸从DN100-2600 T型接口铸铁管产品 离心球墨铸铁管是用离心铸造工艺生产的一种管材，材质为球墨铸铁。球墨铸铁管做为一种新型管材，其较好的性能表现在力学性能优良、节省金属；施工简便、综合工程造价经济，可靠性高，耐腐蚀性能，安全供水输气；用于供水管线、供水管网、输油管线管网、输气管线管网的领域，使用寿命长球墨铸铁是一种铁、碳、硅的合金，其中碳以球状游离态石墨存在。 离心球墨铸铁管的抗拉强度及耐压性能与钢管相当，相比灰铸铁管其延伸率大大提高，具有良好的韧型；离心球墨铸铁管在抗震能力上效果显著，使用年限也显著延长，长达50—70年. 另外，离心球墨铸铁管直线性好、表面光洁、尺寸准确、壁厚均匀、机械性能好、涂层粘附牢固，采用T型承插式柔性接口，胶圈密封，安装方便。（以下图片便是T型接口球墨管）

T型接口球铁管重量(K9级，标准有效长度6米)：

S型接口球铁管重量（K9，标准有效长度6米）

N1型接口球铁管重量（K9级，标准有效长度6米） 连续灰口铸铁管的公称口径为75～1200毫米，采用承插式或法兰盘式接口形式；按功能又可分为柔性接口和刚性接口两种。直管长度有4米、5米及6米;按壁厚不同分LA、A和B 三级。砂型离心灰口铸铁管的公称口径为200～1000毫米，有效长度有5米及6米；按壁厚

球墨铸铁(精)

球墨铸铁 在河南巩县铁生沟西汉中、晚期的冶铁遗址中出土的铁 ，经过金相检验，具有放射状的球状石墨，球化率相当于现代标准一级水平。而现代的球墨铸铁则是迟至1947年才在国外研制成功的。我国古代的铸铁，在一个相当长的时期里含硅量都偏低，也就是说，在约2000年前的西汉时期，我国铁器中的球状石墨，就已由低硅的生铁铸件经柔化退火的方法得到。这是我国古代铸铁技术的重大成就，也是世界冶金史上的奇迹。 球墨铸铁以其优良的性能，在使用中有时可以代替昂贵的铸钢和锻钢，在机械制造工业中得到广泛应用。国际冶金行业过去一直认为球墨铸铁是英国人于1947年发明的。西方某些学者甚至声称，没有现代科技手段，发明球墨铸铁是不可想象的。1981年，我国球铁专家采用现代科学手段，对出土的513件古汉魏铁器进行研究，通过大量的数据断定汉代我国就出现了球状石墨铸铁。有关论文在第18届世界科技史大会上宣读，轰动了国际铸造界和科技史界。国际冶金史专家于1987年对此进行验证后认为：古代中国已经摸索到了用铸铁柔化术制造球墨铸铁的规律，这对世界冶金史作重新分期划代具有重要意义。 1947年英国H． Morrogh发现，在过共晶灰口铸铁中附加铈，使其含量在0．02wt%以上时，石墨呈球状。1948年美国A． P． Ganganebin等人研究指出，在铸铁中添加镁，随后用硅铁孕育，当残余镁量大于0．04wt%时，得到球状石墨。从此以后，球墨铸铁开始了大规模工业生产。 球墨铸铁作为新型工程材料的发展速度是令人惊异的。1949年世界球墨铸铁产量只有5万吨，1960年为53．5万吨，1970年增长到500万吨，1980年为760万吨，1990年达到915万吨。2000年达到1500万吨。球墨铸铁的生产发展速度在工业发达国家特别快。世界球墨铸铁产量的75%是由美国、日本、德国、意大利、英国、法国六国生产的。 我国球墨铸铁生产起步很早，1950年就研制成功并投入生产，至今我国球墨铸铁年产量达230万吨，位于美国、日本之后，居世界第三位。适合我国国情的稀土镁球化剂的研制成功，铸态球墨铸铁以及奥氏体-贝氏体球墨铸铁等各个领域的生产技术和研究工作均达到了很高的技术水平。 （1）铸态珠光体球墨铸铁曲轴和铸态铁素体球墨铸铁汽车底盘零件分别在我国第二汽车厂、南京汽车厂和第一汽车厂相继投产。这标志着我国铸态球墨铸铁生产达到了较高水平。与之相适应的包外脱硫、双联法熔炼、瞬时孕育、孕育块技术以及音频检测和热分析快速分析等技术的采用，则标志着我国大量流水生产汽车铸件的技术水平与国际先进水平的差距正在缩小。 （2）试验研究了大断面（壁厚大于120mm）球墨铸铁的冶金因素以及相应的生产工艺措施。采用适量的钇基重稀土复合球化剂、强制冷却、顺序凝固、延后孕育，必要时添加微量锑、铋等可防止球墨铸铁件中心部位的石墨畸变和组织疏松等，现已成功地制作了38吨重的大型复杂结构件，17．5吨重的柴油机体、截面为805mm的球墨铸铁轧辊等。 （3）奥氏体-贝氏体球墨铸铁的研究与应用。20世纪70年代初，几乎同时中国、美国、芬兰3个国家宣布研究成功了具有高强度、高韧性的奥氏体-贝氏体球墨铸铁（国际上统称ADI），这种材质的抗拉强度达1000MPa，因此它广泛应用于齿轮以及各种结构件，与合金钢相比，奥-贝球墨铸铁具有显著的经济效益和社会效益。 （4）球墨铸铁管和水平连续铸造球墨铸铁型材。我国已相继建成几个球墨铸铁管厂，且近几年还将有几个球墨铸铁管厂建成。2000年，我国年产离心铸造球墨铸铁管达90万吨。此外，我国自行研制的水平连续铸造球墨铸铁型材生产线已通过国家鉴定，并已有多家企业投产。再加上我国引进的一条生产线，至2002年，我国年产球墨铸铁型材的能力达数万吨。 （5）系统地测定了稀土镁球墨铸铁的力学性能及其他性能，为设计人员提供了有关数据。测定了稀土镁球墨铸铁的比重、导热性、电磁性等物理性能，结合金相标准研究了石墨和基体组织对球墨铸铁性能的影响规律。系统地测定了铁素体球墨铸铁在常温、低温、静态和动态条件下的各种性能。此外，还研究了稀土镁球墨铸铁的应力应变性能、小能量多冲抗力和断裂韧性，并开始用于指导生产。结合球墨铸铁齿轮的应用，还系统地研究了球墨铸铁的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，以及球墨铸铁齿轮的点蚀、剥落机理等。 （6）稀土镁球墨铸铁。在高强度低合金球墨铸铁方面，除了对铜、钼研究较多外，还对镍、铌等进行了研究。在利用天然钒钛生铁制作钒钛合金球墨铸铁方面，国内一些单位进行了大量、系统的工作。中锰球墨铸铁虽然在性能上不够稳定，但多年来的系统研究与生产应用，取得了显著的经济效益。 在耐热球墨铸铁方面，除了中硅球墨铸铁以外，系统研究了Si+Al总量对稀土镁球墨铸铁抗生长能力的影响。我国研制的RQTAL5Si5耐热铸铁用作耐热炉条的使用寿命是灰铸铁的3倍，是普通耐热铸铁的2倍，并与日本Cr25Ni13Si2耐热钢的使用寿命相当。 高镍奥氏体球墨铸铁方面也取得了进展，它在石油开采机械、化工设备、工业用炉器件上均取得了成功的应用。 在耐酸球墨铸铁方面，我国生产的稀土高硅球墨铸铁比普通高硅铸铁的组织细小、均匀、致密，由此，抗蚀性能提高了10%~90%，并且其机械强度也有显著改善。

钢丝管与球墨铸铁管对比资料

钢丝网骨架聚乙烯复合管与球墨铸铁管---管道性能比选方案 东宏管业徐宁 钢丝网骨架聚乙烯复合管以下简称SRTP管，球墨铸铁管以下简称球墨管，根据两种管材的性能及优势，合理对管道进行选型设计。 一、管材生产介绍 1、球墨管： 管材是使用铸造铁水经添加球化剂后，经过离心球墨铸铁机高速离心铸造成的管道，其主要原料是生铁，添加一定的碳、硅、锰、硫、磷和镁等球化剂,进行内外防腐而成。 2、S RTP管： 管材以高强度钢丝左右螺旋缠绕成型的网状骨架为增强体，以高密度聚乙烯(HDPE)为基体，用高性能粘结树脂将钢丝骨架与内、外层高密度聚乙烯连接在一起，管材因高强度钢丝增强体被包覆在连续热塑性塑料之中，使管材克服了钢管和塑料管各自的缺点，而又保持了钢管和塑料管各自的优点。

二、直接成本对比 1、管材重量 球墨管为刚性管材，管材每米重量较重；SRTP管为塑料柔性管材，管材每米重量较轻，综上所述，球墨管每米重量是SRTP管材的2倍以上，在施工性能方面。因球磨管重量较重，增加了施工难度，综合比较，球墨管不如SRTP管具有优势。 2、管材直接成本 球墨管使用每吨原材料价格，是每吨聚乙烯原材料价格的一半以上，但管材平均每米重量重超出SRTP管2倍以上，经对管材使用原材料分析，球墨铸铁管成本价格较高。 3、管材运输

以管线实际使用10公里计算，分析两种管材的运输成本分析： 1)球墨管因管材自身重量较重，使用DN500mm球磨管材的总重量为1000吨，使 用DN600mm球磨管材的总重量为1318吨； 2)SRTP管材重量较轻，使用dn500mm的SRTP管材总重量为388吨，使用 dn630mm的SRTP管材总重量为637吨。 3)运输成本分析：球墨管比SRTP管总重高出1293吨，按每百公里每吨运费50元 计算，每百公里运费可节省6.5万元左右。 4、施工使用设备： 1)球墨管：管材自身重量较重，在施工现场进行二次倒运、铺管过程中需使用至少 1台大型机械设备，在施工过程中因管材连接方式、自身重量等问题，需使用大至少2台大型辅助机械设备施工。 2)SRTP管：管材重量最轻，在管材进行二次倒运、铺管过程中无需大型机械辅助， 当管材使用电熔连接方式时，最多使用1台普通机械设备；当管材连接使用双密封连接时，只需使用扳手等工具。

6高镍奥氏体球墨铸铁综述

高镍奥氏体球墨铸铁综述 赵新武张居卿 （西峡县内燃机进排气管有限责任公司河南西峡474500）摘要：本文对高镍奥氏体球墨铸铁的化学成分、金相组织、力学性能、热处理、使用要求及其工艺控制要点进行了综述。打破了传统的“充满度”理论，利用较高的“碳当量”，获得了理想的效果。 关键词：充满度碳当量热处理 高镍奥氏体球墨铸铁因其具备优异的抗热冲击性、抗热蠕变性、耐蚀性、高温抗氧化性以及低的热膨胀性和低温冲击韧性，在国内外被广泛用于制造海水泵、阀、增压器壳体、排气管、气门座等耐热、耐蚀的零部件产品。奥氏体球墨铸铁具有原子紧密堆积的面心立方晶格结构，在常温下具有稳定的奥氏体组织，具有比普通球墨铸铁和硅钼球墨铸铁都高的热化学稳定性。应用前景十分广阔。 此处所说的高镍奥氏体球墨铸铁是指含镍量大于12%，在铸态下获得奥氏体基体，石墨呈球状的铸铁。是球墨铸铁的特殊品种。 在“铸造技术标准手册”（2004年5月版）中把高镍奥氏体球墨铸铁列为耐蚀铸铁。 高镍奥氏体球墨铸铁在750℃左右仍有良好的抗氧化能力和令人满意的力学性能，特别重要的是，由于其基体组织为奥氏体，在临界温度附近没有相变，因而不易因骤冷骤热而产生变形或裂纹。 某些牌号的高镍奥氏体球墨铸铁在很低的温度下仍具有良好的伸长率和抗拉强度。例如QTANi23Mn4在-196℃抗拉强度≥620MPa，伸长率≥27%。 高镍奥氏体球墨铸铁有各种不同的牌号，本文侧重于QTANi35Si5Cr2的某些特点综述一些共性的东西，读者可依据不同的牌号、铸件和不同的工况条件作为参考。 1 化学成分 奥氏体铸铁牌号符合GB/T 5612的规定,依据GB/T56648分为12个牌号，分别见表1、表2。 表1 奥氏体铸铁化学成分（一般工程用牌号） 表2 奥氏体铸铁化学成分（特殊用途牌号）

可锻铸铁与球墨铸铁

湘西民族职业技术学院备课用纸 课题：可锻铸铁与球墨铸铁讲授节数2节 授课班级11-5高模具1 11-5高数控1 11-5高数控2 11-5高数控3 11-5高数控4 授课日期星期日/ 月星期日/ 月星期日/ 月星期日/ 月星期日/ 月教学目的要求：掌握可锻铸铁化学成分；了解可锻铸铁的性能及用途；掌握可锻铸铁的牌号表示方法；了解球墨铸铁的性能；了解球墨铸铁常用热处理工艺种类；掌握球墨铸铁的牌号表示方法。学会正确识别可锻铸铁与球墨铸铁；能正确选用球墨铸铁常用热处理方法。 教学重点：1、可锻铸铁化学成分； 2、可锻铸铁的性能及用途； 3、球墨铸铁的性能。 教学难点：1、可锻铸铁的牌号表示方法； 2、球墨铸铁常用热处理； 3、球墨铸铁的牌号。 作业布置：配套习题册一、5.6.7.8. 二、6.7.8.9.10. 三、4.5.6。 教具：三角板一只。 教学过程转下页课后小结：本次课重点在于学习可锻铸铁及球墨铸铁的组织、性能及牌号，难点在于可锻铸铁及球墨铸铁的热处理工艺。通过学习本节内容，再联系前面第六章学习过的钢的热处理工艺加于比较，看看铸铁的热处理于钢的热处理工艺有何异同。注意一点可锻铸铁是不可以锻造的哦，而球墨铸铁的性能是所有几种铸铁中力学性能最好的。

可锻铸铁，由一定化学成分的铁液浇注成白口坯件，再经退火而成的铸铁，有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。可锻铸铁白口铸铁通过石墨化退火处理得到的一种高强韧铸铁。有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。它与灰口铸铁相比，可锻铸铁有较好的强度和塑性，特别是低温冲击性能较好，耐磨性和减振性优于普通碳素钢。这种铸铁因具有-定的塑性和韧性，所以俗称玛钢、马铁，又叫展性铸铁或韧性铸铁。 8.2.1 可锻铸铁化学成分 首先浇注成白口铸铁件,然后经可锻化退火(可锻化退火使渗碳体分解为团絮状石墨)而获得可锻铸铁件。可锻铸铁的化学成分是： wC=2.2%～2.8%，wSi=1.0%～1.8%，wMn=0.3%～0.8%，wS≤0.2%，wP≤0.1%。可锻铸铁的组织有二种类型： （1）铁素体(F)+团絮状石墨(G)； （2）珠光体(P)+团絮状石墨(G)。 8.2.2 可锻铸铁的性能及用途 1. 可锻铸铁的性能 白口铸铁的切削加工性能极差，但是经过高温回火后，有较高的强度和可塑性，可以切削加工。由于可锻铸铁中的石墨呈团絮状，对基体的割裂作用较小,因此它的力学性能比灰铸铁高，塑性和韧性好，但可锻铸铁并不能进行锻压加工。可锻铸铁的基体组织不同，其性能也不一样，其中黑心可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，而珠光体可锻铸铁具有较高的强度，硬度和耐磨性。 2. 可锻铸铁的用途 黑心可锻铸铁的强度、硬度低，塑性、韧性好，用于载荷不大、承受较高冲击、振动的零件。 珠光体基体可锻铸铁因具有高的强度、硬度，用于载荷较高、耐磨损并有一定韧性要求的重要零件。 8.2.3 可锻铸铁的牌号表示方法 1. 牌号表示方法 可锻铸铁的牌号是由“KTH”（“可铁黑”三字汉语拼音字首）或“KTZ”

球墨铸铁知识汇总介绍

球墨铸铁知识汇总介绍 1947年英国H. Morrogh发现，在过共晶灰口铸铁中附加铈，使其含量在0.02wt%以上时，石墨呈球状。1948年美国A. P. Ganganebin等人研究指出，在铸铁中添加镁，随后用硅铁孕育，当残余镁量大于0.04wt%时，得到球状石墨。从此以后，球墨铸铁管开始了大规模工业生产。 球墨铸铁管https://www.wendangku.net/doc/8318626645.html,作为新型工程材料的发展速度是令人惊异的。1949年世界球墨铸铁产量只有5万吨，1960年为53.5万吨，1970年增长到500万吨，1980年为760万吨，1990年达到915万吨。2000年达到1500万吨。球墨铸铁的生产发展速度在工业发达国家特别快。世界球墨铸铁产量的75%是由美国、日本、德国、意大利、英国、法国六国生产的。 我国球墨铸铁生产起步很早，1950年就研制成功并投入生产，至今我国球墨铸铁年产量达230万吨，位于美国、日本之后，居世界第三位。适合我国国情的稀土镁球化剂的研制成功，铸态球墨铸铁以及奥氏体-贝氏体球墨铸铁等各个领域的生产技术和研究工作均达到了很高的技术水平。 (1)铸态珠光体球墨铸铁曲轴和铸态铁素体球墨铸铁汽车底盘零件分别在我国第二汽车厂、南京汽车厂和第一汽车厂相继投产。这标志着我国铸态球墨铸铁生产达到了较高水平。与之相适应的包外脱硫、双联法熔炼、瞬时孕育、孕育块技术以及音频检测和热分析快速分析等技术的采用，则标志着我国大量流水生产汽车铸件的技术水平与国际先进水平的差距正在缩小。 (2)试验研究了大断面(壁厚大于120mm)球墨铸铁的冶金因素以及相应的生产工艺措施。采用适量的钇基重稀土复合球化剂、强制冷却、顺序凝固、延后孕育，必要时添加微量锑、铋等可防止球墨铸铁件中心部位的石墨畸变和组织疏松等，现已成功地制作了38吨重的大型复杂结构件，17.5吨重的柴油机体、截面为805mm的球墨铸铁轧辊等。 (3)奥氏体-贝氏体球墨铸铁的研究与应用。20世纪70年代初，几乎同时中国、美国、芬兰3个国家宣布研究成功了具有高强度、高韧性的奥氏体-贝氏体球墨铸铁(国际上统称ADI)，这种材质的抗拉强度达1000MPa，因此它广泛应用于齿轮以及各种结构件，与合金钢相比，奥-贝球墨铸铁具有显著的经济效益和社会效益。 (4)球墨铸铁管和水平连续铸造球墨铸铁型材。我国已相继建成几个球墨铸铁管厂，且近几年还将有几个球墨铸铁管厂建成。2000年，我国年产离心铸造球墨铸铁管达90万吨。此外，我国自行研制的水平连续铸造球墨铸铁型材生产线已通过国家鉴定，并已有多家企业投产。再加上我国引进的一条生产线，至2002年，我国年产球墨铸铁型材的能力达数万吨。 (5)系统地测定了稀土镁球墨铸铁的力学性能及其他性能，为设计人员提供了有关数据。测定了稀土镁球墨铸铁的比重、导热性、电磁性等物理性能，结合金相标准研究了石墨和基体组织对球墨铸铁性能的影响规律。系统地测定了铁素体球墨铸铁在常温、低温、静态和动态条件下的各种性能。此外，还研究了稀土镁球墨铸铁的应力应变性能、小能量多冲抗力和断裂韧性，并开始用于指导生产。结合球墨铸铁齿轮的应用，还系统地研究了球墨铸铁的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，以及球墨铸铁齿轮的点蚀、剥落机理等。 (6)稀土镁球墨铸铁。在高强度低合金球墨铸铁方面，除了对铜、钼研究较多外，还对镍、铌等进行了研究。在利用天然钒钛生铁制作钒钛合金球墨铸铁方面，国内一些单位进行了大量、系统的工作。中锰球墨铸铁虽然在性能上不够稳定，但多年来的系统研究与生产应用，取得了显著的经济效益。 在耐热球墨铸铁方面，除了中硅球墨铸铁以外，系统研究了Si+Al总量对稀土镁球墨铸铁抗生长能力的影响。我国研制的RQTAL5Si5耐热铸铁用作耐热炉条的使用寿命是灰铸铁的3倍，是普通耐热铸铁的2倍，并与日本Cr25Ni13Si2耐热钢的使用寿命相当。 高镍奥氏体球墨铸铁方面也取得了进展，它在石油开采机械、化工设备、工业用炉器件上均取得了成功的应用。 在耐酸球墨铸铁方面，我国生产的稀土高硅球墨铸铁比普通高硅铸铁的组织细小、均匀、致密，由此，抗蚀性能提高了10%～90%，并且其机械强度也有显著改善。 (7)稀土在球墨铸铁中的作用。稀土能使石墨球化。自从H. Morrogh最先使用铈得到球墨铸铁以来，先后许多人研究了各种稀土元素的球化行为，发现铈是最有效的球化元素，其他元素也均具有程度不等的球

球墨铸铁

球墨铸铁 本词条介绍的是球墨铸铁（通过球化和孕育处理得到球状石墨），更多含义，请参阅“球墨铸铁（多义词）”。 球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，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。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。 目录 1简介 1.1 成分表 1.2 性能 2历史 2.1 国内 2.2 国外 3发展前途 4特性范围 5应用 5.1 汽车方面 5.2 冶金因素 5.3 奥氏体-贝氏体 1简介 铸铁是含碳量大于2.14%的铁碳合金，由工业生铁、废钢等钢铁及

球墨铸铁 其合金材料经过高温熔融和铸造成型而得到，除Fe外，还含C、Si、Mn、S、P等五 大元素及其它合金元素。 铸铁中的碳以石墨形态析出，若析出的石墨呈条片状时的铸铁叫灰口铸铁或灰铸铁、呈 蠕虫状时的铸铁叫蠕墨铸铁、呈团絮状时的铸铁叫白口铸铁或码铁、而呈球状时的铸铁就叫 球墨铸铁。 球状石墨对金属基体的割裂作用比其它形状石墨小，能使铸铁的强度达到基体组织强度 的70～90%，抗拉强度可达120kgf/mm2，并且具有良好的韧性。 球墨铸铁除铁外的化学成分通常为：含碳量3.0～4.0%，含硅量1.8～3.2%，含锰、磷、 硫总量不超过3.0%和适量的稀土、镁等球化元素。 成分表 市面上球墨铸铁光谱标准样品成分如下： 名称编号C Si Mn P S Cr GSB03-1813-20051 2.62 3.430.1820.5470.0043 2.93 2 2.06 2.680.3780.0560.019 2.01 3 2.92 2.150.8380.0750.010 1.52 4 3.22 1.13 1.250.2000.010 1.09 5 3.490.612 1.570.3710.0110.346 6 4.080.340 1.860.0320.0670.04编号Ni Mo V Mg Cu Alt

球墨铸铁

球墨铸铁 球墨铸铁是指铁液经球化处理后，使石墨大部或全部呈球状形态的铸铁。 与灰铸铁比较，球墨铸铁的力学性能有显著提高。因为它的石石墨呈球状，对基体的切割作用最小，可有效地利用基体强度的70％～80％灰铸铁—般只能利用基体强度的30％。球墨铸铁还可以通过合金化和热处理，进一步提高强韧性、耐磨性、耐热性和耐蚀性等各项性能。球墨铸铁自1947年问世以来，就获得铸造工作者的青睐，很快地投入了工业性生产。而且，各个时期都有代表性的产品或技术。20世纪50年代的代表产品是发动机的球墨铸铁曲轴，20世纪60年代是球墨铸铁铸管和铸态球墨铸铁，20世纪70年代是奥氏体-贝氏体球墨铸铁，20世纪80年代以来是厚大断面球墨铸铁和薄小断面轻量化、近终型球墨铸铁。 如今，球墨铸铁已在汽车、铸管、机床、矿山和核工业等领域获得广泛的应用。据统计，2000年世界的球墨铸铁产量已超过1500万吨o 球墨铸铁的牌号是按力学性能指标划分的，国标GB/T 1348－1988《球墨铸铁件》中单铸试块球墨铸铁牌号，见表1。 表1xx试块球墨铸铁牌号 牌号 QT400－18 QT400－15 QT450－10 QT500－7 QT600－3 QT700－2 QT800－2抗拉强度Rm

MPa 400 400 450 500 600 700 800断后伸长率A％18 15 107322布氏硬度 HBW 130～180 130～180 160～210 170～230 190～270 225～305 245～335主要金相组织 铁素体铁素体+珠光体+铁素体珠光体或回火组织贝氏体或回火组织QT900－～360

球墨铸铁化学成分

球墨铸铁化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷五大常见元素。对于一些对组织及性能有特殊要求的铸件，还包括少量的合金元素。同普通灰铸铁不同的是，为保证石墨球化，球墨铸铁中还须含有微量的残留球化元素。? 1、碳及碳当量的选择原则：? 碳是球墨铸铁的基本元素，碳高有助于石墨化。由于石墨呈球状后石墨对机械性能的影响已减小到最低程度，球墨铸铁的含碳量一般较高，在～%之间，碳当量在～%之间。铸件壁薄、球化元素残留量大或孕育不充分时取上限；反之，取下限。将碳当量选择在共晶点附近不仅可以改善铁液的流动性，对于球墨铸铁而言，碳当量的提高还会由于提高了铸铁凝固时的石墨化膨胀提高铁液的自补缩能力。但是，碳含量过高，会引起石墨漂浮。因此，球墨铸铁中碳当量的上限以不出现石墨漂浮为原则。? 2、硅的选择原则：? 硅是强石墨化元素。在球墨铸铁中，硅不仅可以有效地减小白口倾向，增加铁素体量，而且具有细化共晶团，提高石墨球圆整度的作用。但是，硅提高铸铁的韧脆性转变温度（图1），降低冲击韧性，因此硅含量不宜过高，尤其是当铸铁中锰和磷含量较高时，更需要严格控制硅的含量。球墨铸铁中终硅量一般在—%。选定碳当量后，一般采取高碳低硅强化孕育的原则。硅的下限以不出现自由渗碳体为原则。? 球墨铸铁中碳硅含量确定以后，可用图2进行检验。如果碳硅含量在图中的阴影区，则成分设计基本合适。如果高于最佳区域，则容易出现石墨漂浮现象。如果低于最佳区域，则容易出现缩松缺陷和自由碳化物。 3、锰的选择原则：? 由于球墨铸铁中硫的含量已经很低，不需要过多的锰来中和硫，球墨铸铁中锰的作用就主要表现在增加珠光体的稳定性，促进形成(Fe、Mn)3C。这些碳化物偏析于晶界，对球墨铸铁的韧性影响很大。锰也会提高铁素体球墨铸铁的韧脆性转变温度，锰含量每增加%，脆性转变温度提高10～12℃。因此，球墨铸铁中锰含量一般是愈低愈好，即使珠光体球墨铸铁，锰含量也不宜超过～%。只有以提高耐磨性为目的的中锰球铁和贝氏体球铁例外。? 4、磷的选择原则：? 磷是一种有害元素。它在铸铁中溶解度极低，当其含量小于%时，固溶于基体中，对力学性能几乎没有影响。当含量大于%时，磷极易偏析于共晶团边界，形成二元、三元或复合磷共晶，降低铸铁的韧性。磷提高铸铁的韧脆性转变温度，含磷量每增加%，韧脆性转变温度提高4～℃。因此，球墨铸铁中磷的含量愈低愈好，一般情况下应低于%。对于比较重要的铸件，磷含量应低于%。????球墨铸铁中碳硅含量确定以后，可用图2进行检验。如果碳硅含量在图中的阴影区，则成分设计基本合适。如果高于最佳区域，则容易出现石墨漂浮现象。如果低于最佳区域，则容易出现缩松缺陷和自由碳化物。? ?5、硫的选择原则：? 硫是一种反球化元素，它与镁、稀土等球化元素有很强的亲合力，硫的存在会大量消耗铁液中的球化元素，形成镁和稀土的硫化物，引起夹渣、气孔等铸造缺陷。球墨铸铁中硫的含量一般要求小于%。

QT500-7

1947年英国H. Morrogh发现，在过共晶灰口铸铁中附加铈，使其含量在0.02wt%以上时，石墨呈球状。1948年美国A. P. Ganganebin等人研究指出，在铸铁中添加镁，随后用硅铁孕育，当残余镁量大于0.04wt%时，得到球状石墨。从此以后，球墨铸铁开始了大规模工业生产。 球墨铸铁作为新型工程材料的发展速度是令人惊异的。1949年世界球墨铸铁产量只有5万吨，1960年为53.5万吨，1970年增长到500万吨，1980年为760万吨，1990年达到915万吨。2000年达到1500万吨。球墨铸铁的生产发展速度在工业发达国家特别快。世界球墨铸铁产量的75%是由美国、日本、德国、意大利、英国、法国六国生产的。 我国球墨铸铁生产起步很早，1950年就研制成功并投入生产，至今我国球墨铸铁年产量达230万吨，位于美国、日本之后，居世界第三位。适合我国国情的稀土镁球化剂的研制成功，铸态球墨铸铁以及奥氏体-贝氏体球墨铸铁等各个领域的生产技术和研究工作均达到了很高的技术水平。 （1）铸态珠光体球墨铸铁曲轴和铸态铁素体球墨铸铁汽车底盘零件分别在我国第二汽车厂、南京汽车厂和第一汽车厂相继投产。这标志着我国铸态球墨铸铁生产达到了较高水平。与之相适应的包外脱硫、

双联法熔炼、瞬时孕育、孕育块技术以及音频检测和热分析快速分析等技术的采用，则标志着我国大量流水生产汽车铸件的技术水平与国际先进水平的差距正在缩小。 （2）试验研究了大断面（壁厚大于120mm）球墨铸铁的冶金因素以及相应的生产工艺措施。采用适量的钇基重稀土复合球化剂、强制冷却、顺序凝固、延后孕育，必要时添加微量锑、铋等可防止球墨铸铁件中心部位的石墨畸变和组织疏松等，现已成功地制作了38吨重的大型复杂结构件，17.5吨重的柴油机体、截面为805mm的球墨铸铁轧辊等。 （3）奥氏体-贝氏体球墨铸铁的研究与应用。20世纪70年代初，几乎同时中国、美国、芬兰3个国家宣布研究成功了具有高强度、高韧性的奥氏体-贝氏体球墨铸铁（国际上统称ADI），这种材质的抗拉强度达1000MPa，因此它广泛应用于齿轮以及各种结构件，与合金钢相比，奥-贝球墨铸铁具有显著的经济效益和社会效益。 （4）球墨铸铁管和水平连续铸造球墨铸铁型材。我国已相继建成几个球墨铸铁管厂，且近几年还将有几个球墨铸铁管厂建成。2000年，我国年产离心铸造球墨铸铁管达90万吨。此外，我国自行研制的水平连续铸造球墨铸铁型材生产线已通过国家鉴定，并已有多家企业投产。再加上我国引进的一条生产线，至2002年，我国年产球墨铸铁

高碳当量高强灰铸铁组织性能的研究开题报告

开题报告 题目：高碳当量高强灰铸铁组织性 能的研究

2、强度低。同样的铁水化学成分生产出来的铸件，强度比国外低1~2牌号。 3、耐磨性差、寿命低。 4、断面敏感性大，加工性能差[1]。 其次，与国外的差距还有就是孕育技术落后。国外非常重视方法的研究，发展了各种品种。然而国内品种单一，缺乏质量要求等。 1.3灰铸铁的性能及特点 灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响，铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大，强度和硬度最低，故应用较少；珠光体基体灰铸铁的石墨片细小，有较高的强度和硬度，主要用来制造较重要铸件；铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大，性能不如珠光体灰铸铁。故工业上较多使用的是珠光体基体的灰铸铁。 良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性[2]。 特点： (1)可获得比铸钢更薄而复杂的铸件，铸件中残余内应力及翘曲变形较铸钢小。 (2)对冷却速度敏感性大，因此薄截面容易形成白口和裂纹，而厚截面又易形成琉松，故灰铸铁件当壁厚超过其临界值时，随着壁厚的增加其力学性能反而显著降低。 (3)表面光洁，因而加工余量比铸钢小，表面加工质量不高对疲劳极限不利影响小。 (4)消振性高，常用来做承受振动的机座。 (5)不允许用于长时间在250度温度下工作的零件。 (6)不同截面上性能较均匀。适于做要求高、而截面不一的较厚（大型）铸件。 (7)成本低廉[3-4]。 1.4灰铸铁的应用 灰铸铁得到广泛的应用，具有良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐磨性能、良好的切削加工性能、低的缺口敏感性。同时，与其他合金相比具有熔点低、充型性好、加工性好、生产设施和成型过程简单以及成本低廉的优越性。如何提高灰铸铁的碳当量和强度是我们研究的内容，加入不同的合金元素能提高灰铸铁的碳当量和强度，应用范围更广了，工件的性能得到很高的提升，所以高碳当量高强度合成灰铸铁成为比较有前景的与铸造有关的材料[5-7]。 1.5灰铸铁主要元素的影响 碳（C） 碳是铸铁的重要元素，它不仅决定石墨的数量和分布形态，而且对流动性、收缩

灰铸铁和球墨铸铁的区别及用途

铸铁与球墨铸铁的区别 灰铸铁组织里的石墨是以片状存在,球墨铸铁组织里的石墨是以球状存在的. 组织上的差别导致它们的性能也有巨大差异:灰铸铁强度\塑性低(片状石墨割裂基体,引起应力集中),脆性大,消振性能好.主要用来生产一些强度要求不高,主要承受压应力的各种箱体\底座等.球墨铸铁:球形石墨对基体的割裂作用降到最低,应力集中作用最小,故其强度很高, 可以和中碳钢蓖美,可以充分发挥基体的性能,且有一定的塑性和良好的韧性.常用来制作一些强韧性要求高且形状复杂(铸造性能比钢好,)的工件,比如内燃机曲轴\连杆等之类的零件.球墨铸铁一般还可以经 过热处理来进行强化,而灰铸铁一般不能经过热处理来提高强度(片状石墨的影响). 与铸铁相比，球墨铸铁在强度方面具有绝对的优势。球墨铸铁的抗拉强度是60k，而铸铁的抗拉强度只有31k。球墨铸铁的屈服强度是40k，而铸铁并没有显示出屈服强度，并且最终出现断裂。球墨铸铁的强度比远远优于铸铁。球墨铸铁在耐腐蚀性方面与铸铁相同。 球墨铸铁的强度和铸钢的强度是可比的。球墨铸铁具有更高的屈服强度，其屈服强度最低为40k，而铸钢的屈服强度只有36k。在大部分市政应用领域，如：水、盐水、蒸汽等，球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性都超过铸钢。由于球墨铸铁的球状石墨微观结构，在减弱振动能力方面，球墨铸铁优于铸钢，因此更加有利于降低应力。选择球墨铸铁的一个重要的原因在于球墨铸铁的优异性能。球墨铸铁的优异

性能使得这种材料更加受欢迎，铸造效率更高，也较少了球墨铸铁的机加工成本，有时，球墨铸铁被称为“两个世界里最好的”金属，意思是球墨铸铁具有铸钢的强度，也有铸铁优异的抗腐蚀性。 铸铁与球墨铸铁铸件的成本差价在3000-4000元之间。