铸铁钢管其实质就是球墨铸铁管,因球墨铸铁管有铁的本质、钢的性能,所以有此叫法。球墨铸铁管中石墨是以球状形态存在的,一般石墨的大小为6-7级。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改善,具有铁的本质、钢的性能。退火以后的球墨铸铁管,其金相组织为铁素体加少量珠光体,机械性能良好,所以又叫铸铁钢管。
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。
球铁铸件生产工艺及原料组分选择
一、球墨铸铁生产工艺
凝固过程体积变化和压力损失是铸件缩松缺陷产生的直接原因。由于球墨铸铁的凝固过程既有金属液态收缩又有石墨化膨胀,既有初生阶段体积变化又有共晶阶段体积变化,所以球墨铸铁缩松产生的机理研究更显复杂。虽然有学者对球墨铸铁凝固过程的体积变化作了大量研究,但由于试验条件和方法不同得出的结论不甚一致。提出的体积变化计算模型(动态膨胀收缩叠加法)综合考虑了球墨铸铁凝固过程中的各个阶段,可以比较准确得出体积变化。凝固过程压力损失目前还没有准确计算模型。
但是将压力项引入到铸件缩松预测判据中,且得到比Niyama判据更精确的缩松预测图形。这充分说明凝固过程压力损失是缩松产生的主要因素之一。球墨铸铁体积变化和压力损失由球铁铸件生产的工艺决定。影响缩松产生的主要工艺因素有化学成分、孕育程度、模数及铸型强度等。
残余镁量高时,球铁缩孔缩松倾向大的观点已经得到普遍认同。缩孔缩松缺陷的形成,主要与镁在组织中分布不均和较大白口倾向有关。镁主要富集于珠光体和碳化物中,而该区是成分偏析和共晶凝固的最后区域,也是缩孔缩松危发区,镁的偏析,尤其是镁夹杂的富集为缩孔缩松形成创造了条件。
二、球墨铸铁原料组分选择
和灰铸铁相比,球墨铸铁具有高强度、高伸长率、高冲击值的优点;和碳素钢及合金钢相比,球墨铸铁具有较好的铸造、加工性能。因此,球墨铸铁件在各领域得到广泛应用。近年来,很多场合需要使用低温下具有高强度、高冲击值的耐低温球墨铸铁件。随着风力发电装置的需求量不断增加,耐低温性能球铁的需求量也大幅度提高。与普通球墨铸件相比,耐低温球墨铸铁件的生产,在成分的选择和生产工艺上具有其独特的要求。
1、采用质量好的原材料
(1)采用高纯球生铁。Si低于0.8%,Mn低于0.2%,P、S均低于0.03%。其余微量元素(包括Ti、As、Cr、Cu、Sn、Al、Zn、Pb等)总和不大于0.03%。而且各项成分合格稳定。
(2)采用炭素结构钢的边角余料,配以适当的增碳手段,运用电炉熔炼。要求使用的材料种类单一,杂质含量低。材料表面无锈蚀,如果有条件,废钢在使用前要除锈、烘干,熔炼中不可以加入潮湿的废钢等材料,防止铁液中H、O等气体含量超标。加入的废钢要考虑微量元素和合金元素的含量,其优点在于:①易于获得合格成分铁液;②减少杂质元素的晶间偏析;③减少微量元素含量,干扰球化,防止生成碳化物;④提高塑性-韧性性能。
2、化学成分的选择
控制关键元素的含量。尤其是Si,Mn、P、S的含量,每一种都不能超标。
C含量一般控制在3.1%~3.5%。虽有出现缩松、裂纹倾向,但可以通过低温浇注、依靠凝固中的自膨胀以及良好的孕育给以解决。同时,较低的C含量可以减少与之匹配的球化剂的加入量(球状石墨的晶核存在较多的球化元素反应产物),从而降低产品中的RE含量,使产品的珠光体含量减少,脆性降低。
Si的含量一般控制在1.9%~2.5%。Si如果控制不当,将使塑性脆性转变温度显著提高,Si含量的控制是生产低温球铁的关键。超过2.5%时,Si的含量每增加0.1%,产品开始变脆温度提高10~15℃。如果主加原材料含Si量较低,在能够保证充分孕育情况下,适当降低Si的含量也是可行的。
P、S均属于杂质元素。它们以化合物的形式存在于晶界周围,使材料的强度值和冲击性能大为下降。S又与Mg发生化学反应,生成MgS熔点杂质。一方面使球化剂的加入量增加;另一方面,使球化效果减弱。实践证明,原铁液中二者的含量都控制在0.025%以下,产品的力学性能和球化效果均比较理想。
Mg和RE二者在产品中含量均不得超过0.03%,而且在保证良好的球化效果下越低越好。
泊头市艺兴铸造厂(http://www.btyxzz.com)主要产品有搅拌机配件、灰铁铸件、减速机壳、机械加工、龙门铣床加工等业务。
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