铸态低温高韧性球墨铸铁QT400-18L缸体的研究及应用

缸体为风电设备的关键部件,要求采用QT400-18L球铁制造,考虑到该部件工作环境的需求,同时要求QT400-18L需要-40℃的冲击韧度。分析了这种球铁的生产技术难度和影响因素,采用高纯生铁和先进的铸造工艺,成功研制出铸态低温高韧性球墨铸铁缸体,广泛用于许多风电企业,并获得用户的一致好评。     

新型球化、孕育方式对球墨铸铁缺陷的改善

以风电用QT400-18AL为研究对象,使用高镧球化剂、Ba13孕育剂、含Bi随流孕育剂等进行球化孕育处理,最终获得了力学性能优异、工艺适用性强的球墨铸铁材料。结果表明:采用该球化孕育方式得到的试样石墨球细小,且数量多,能充分利用石墨膨胀消除风电轮毂的缩松缩孔缺陷,且球墨铸铁试样的力学性能满足QT400-18AL的性能要求,即使模数达到5 cm时,力学性能依然优异。     

大型柴油机球铁缸体的生产

介绍了18V缸体生产中采用的劈模造型工艺.借助凝固摸拟技术优选工艺,制定了适合大型缸体的浇注系统及过滤系统,使铁液快速平稳地进入型腔,有效地解决了缸体内二次渣的问题.采用冲天炉一电炉双联熔炼,并采用多孔塞包脱S工艺对原铁液进行脱S处理,然后采用恰当的球化处理和孕育处理工艺,确保附铸试块和本体力学性能、金相组织等技术指标达到QT400-18材料牌号的要求.     

风电机组用球墨铸铁性能不达标原因分析

采用化学分析、力学性能和金相检验等方法,对QT400-18LT铸件力学性能及球化级别不合格的原因进行分析。结果表明:此批次风电用球铁的C元素含量略低,使得基体强度、硬度下降,石墨数量减少、圆整度不够,最终导致力学性能不达标。     

镍对QT400-18L低温冲击韧度的影响

铁路机车用曲轴箱体采用QT400-18L制造,出于安全考虑,对零件的低温性能提出了更高的要求。试验在QT400-18L中加入1．0％～1．8％的镍进行合金化并采用两阶段退火工艺进行热处理。分别测试试样在-20、-40、-60℃条件下的冲击韧度。结果表明,镍加入量从1．0％增加到1．8％,低温冲击韧度随镍加入量的增加而降低,微观组织由铁素体＋部分珠光体＋石墨球＋极少量碳化物组成。因此,Ni加入量必须〈1．0％。     

钇基重REMg球化剂在风电铸件中的应用

介绍了QT400-18AL的主箱体和QT450-10的3 MW行星架铸件的要求和铸造工艺,以及生产厚大球铁铸件必须重视的问题,试验结果显示:应用Y基重REMg球化剂生产大断面风电球铁铸件,具有较强的抗球化衰退能力,铸件的各项力学性能指标完全符合材料要求。分析Y基重REMg球化剂抗球化衰退的原因为:①重RE元素沸点高;②不会发生因返S现象而导致的球化衰退;③具有较强的抗石墨畸变能力;④充分利用了RE元素间和Mg、Ba、Ca之间互为补充的叠加作用及复合作用。     

低温铁素体球墨铸铁的生产与研究

介绍了低温铁素体球铁的发展概况,阐述了生产-40℃、-50℃低温球铁的生产要点,并对低温铁素体球铁的力学性能进行试验研究,研究表明:(1)温度降至-20℃时,韧-脆性转变速度不变或变化很小,但温度降至-40℃、-50℃、-60℃时,韧-脆性转变对应于温度的应变速率都会出现大幅度的提高;(2)FATT50与技术标准最低要求的冲击功12 J之间并不存在直接的关系;(3)将-40℃QT400-18AL、-50℃QT400-18AL低温铁素体球墨铸铁技术标准的冲击功定为12J,能使低温球铁的冲击性能可靠地控制在韧性断裂区域;(4)试验表明,-60℃QT400-18AL也能稳定生产。     

抗低温球墨铸铁风力发电铸件的研制

抗低温球墨铸铁风力发电铸件,其材质虽然也是 相当国标QT400-18的铁素体球墨铸铁,但因其工作 环境差,还特别要求-20℃的冲击韧度ak≥12 J/ c㎡.因此,与普通意义上的常温球铁QT400-18相比 较,其成分有很大不同.本文介绍研制的实践经验.     

中小制造企业转型升级,路在何方?——华德公司“QT400-18AL超低温韧性球墨铸铁研制项目”访谈录

笔者:据我所知,QT400-18AL并不是一个新牌号,在《球墨铸铁件》国家标准(GB/T1348-2008)中就包含有这个牌号,你们的QT400-18AL高速列车转向架球铁轴箱铸件在技术上有何不同或突破? 丁建中:国标GB/T1348-2008中的QT400-18AL牌号指标为:-20℃时30 mm附铸试块上的最小抗拉强度380 MPa、屈服强度240MPa、伸长率12％、平均冲击功不小于12J(单个试块9J). 高速列车用球铁转向架轴箱不但负荷大,而且受力极其复杂,是关系到列车运行安全的关键零部件,加上需要在高寒地带行驶,要求其材质必须具有良好的综合力学性能,即不仅抗拉强度、屈服强度和伸长率达到QT400-18AL的要求,而且在-40 ℃乃至-50℃时平均冲击吸收功要超过12J众所周知,球铁的抗拉强度与冲击韧性二者之间是矛盾的,彼此消长对立,而且随着温度的下降,这个矛盾更为突出.所以,这个产品的技术难度是不言而喻的.     

球墨铸铁QT400-18的石墨球化率对超声声速的影响

利用超声水浸C扫描检测方法检测球墨铸铁QT400-18铸件试样的声速,测量了铸件不同部位的硬度,并对该部位进行金相解剖,最后对金相照片进行图像处理,得到试样的石墨球化率。结果表明,该铸件的声速与球化率、硬度与球化率之间皆有较好的相关性。实际生产中可通过硬度测量法对球墨铸铁QT400-18的球化率进行抽检,也可采用超声声速测量法对其进行100%快速检验。     

基于MATLAB分析C、Si、Mn元素对风电球铁性能的影响

应用MATLAB数学软件对风电球铁QT400-18L铸件的生产数据进行统计拟合。利用拟合后的数据和曲线分析了C、Si、Mn元素对球铁件的抗拉强度、伸长率、屈服强度和冲击功的影响,确定三种元素对各力学性能影响的程度及较适合的含量。C元素对屈服强度影响最大,对冲击功影响最小;Si元素对屈服强度的影响最大,对伸长率的影响最小;Mn含量变化对屈服强度的影响最大,对抗拉强度影响次之,对球化率的影响最小。     

Si和热处理对-40℃低温球铁QT400-18L组织与性能的影响

研究了Si和热处理对QT400-18L力学性能和冲击功的影响。结果表明:随着Si含量的增加,铸态QT400-18L抗拉强度、屈服强度和布氏硬度提高,冲击功和伸长率降低,但是铸态达不到-40℃冲击功的技术要求。通过热处理,抗拉强度、屈服强度和布氏硬度降低,冲击功和伸长率有大幅提高,分别达到了14.3J和21.4%,从而达到了技术要求。最终确定Si的最优加入量为2.05%~2.15%。     

风电机用低温球墨铸铁疲劳性能和断裂韧度试验的研究

对一种强度相近而低温性能优于QT400-18球铁的新型低温球墨铸铁进行了疲劳性能测试和断裂韧度测试,得到了旋转弯曲条件下的S-N曲线及断裂韧度KI C。通过经验公式转换得到了拉压状态下的S-N曲线及P-S-N曲线。将试验结果与G-L规范的设计曲线和GB／T 1348中规定的球铁性能相比较表明,该新型低温球铁的疲劳性能和断裂韧度均达到了QT400-18球铁的水平。     

大批量稳定生产QT400-18铸态球铁工艺研究

介绍大批量生产大型拖车用球墨铸铁连接器的生产条件、铸造工艺、熔炼工艺。通过恰当选择化学成分、原材料，并采用适当的球化处理工艺，强化孕育，使铸件的铸态力学性能稳定达到QT400-18的要求。     

轨道交通用超低温球墨铸铁生产工艺

通过对低温(-20℃、-40℃、-50℃、-60℃)球墨铸铁生产工艺进行系统的分析,对各工序提出了具体的控制措施。通过合理的化学成分配比及原辅材料选择,精细化熔炼及球化孕育控制,热处理工艺制定,提高了低温球墨铸铁QT400-18AL(-60℃)的力学性能,满足了轨道交通、风电、核电、南北极开发等领域高端装备制造业的需求。     

超低温高韧性球墨铸铁QT400-18AL的研究及应用

转向架轴箱为CRH300型高速列车核心部件,要求采用QT400-18AL(-40℃)球铁制造。在分析了生产这种球铁的技术难度及影响因素后,采用高纯生铁及综合技术措施研制成功全铁素体球铁转向架轴箱,其缺口冲击值分别为:20.8 J(20℃)、19.4 J(0℃)、19.2 J(-20℃)、16.8 J(-40℃)、13.6 J(-50℃),并首次给出这种铸铁的韧性、塑性转变曲线。     

提高中速船用柴油机主轴承盖球化率的措施

简述了主轴承盖的铸件结构和技术要求,对两次生产QT400-15主轴承盖铸件球化率达不到技术要求的状况,进行了分析,最后通过采用预处理技术,改进球化、孕育处理工艺,使球化率稳定达到了 90％以上.     

球铁蝶阀体无冒口铸造

1 前言我厂生产的QT400-18双偏心蝶阀体,铸件单重从15kg到300kg不等。要求铸件机械加工后进行2.4M Pa水压试验,不得有渗漏现象。原生产工艺采用2个暗冒口和4块外冷铁。以消除缩孔缺陷(见图1)。但因球铁属糊状同时凝固,铸件断面较厚大时,     

铁素体晶粒尺寸及晶界夹杂物对球墨铸铁冲击断裂行为的影响

在低温下对不同晶粒尺寸的QT400-18L及QT350-22L球墨铸铁件进行Charpy缺口系列冲击实验。实验结果表明,晶粒大小及晶界分布对冲击性能有明显影响;粗大晶粒QT400-18L铁素体球墨铸铁的解理断裂单元尺寸比细小晶粒的解理断裂单元尺寸大,低温冲击作用下解理裂纹开始和扩展遇到粗大晶粒的概率也相应较高。晶界处夹杂物的存在导致韧窝断口处往往存在一些细微孔洞,这些孔洞排布紧密且全部分布在变形的最后区域即韧窝的边缘部位,这种由夹杂物引起的显微孔洞的连接导致了材料的最终断裂。     

厚大断面铸态高韧性球铁铁水的炉外处理

冷却壁(以下简称壁件)和炉蓖子(以下简称蓖子)是武钢新建并已投入生产的3200m~3大型现代化高炉用的两种重要铸件。其材质分别为QT 400-18和QT400-15;重量分别为2～8t和1.5t;壁厚分别为150mm和330mm。属典型的厚大断面高韧性球铁件。近年来,我们在生产中通过采用铁水炉外处理及其它有关工艺措施,使两种铸件均在铸态达到牌号要