蠕墨铸铁的起源、发展及其熔炼工艺

介绍了蠕墨铸铁的起源、发展、性能指标及石墨形态.按照蠕化剂的发展过程阐述镁系和稀土系蠕化剂的化学成分和加入量.简要介绍蠕墨铸铁化学成分的选择,各种预处理、蠕化处理和热处理工艺,并列举了蠕墨铸铁的应用实例,认为蠕墨铸铁将有巨大的工程应用空间.     

蠕墨铸铁生产新工艺

介绍了一种新型的、可使得蠕墨铸铁生产控制范围更大且回炉料中i含钛的蠕墨铸铁生产工艺,同时还与两种常见的蠕墨铸铁生产方法-镁硅铁蠕化处理法和镁加钛处理法进行了对比.     

钒钛蠕墨铸铁的力学性能分析

以钒钛生铁为原材料经蠕化处理后得到钒钛蠕墨铸铁.测试了钒钛蠕墨铸铁的力学性能,评估了其石墨形态和基体组织,通过扫描电镜观察并分析了显微组织和断口形貌.结果表明:钒钛蠕墨铸铁金相组织中蠕化率和基体中的珠光体含量均较高,具有优良的常温力学性能,钒钛元素在蠕墨铸铁中以钒钛碳化物及固溶干渗碳体的形式存在,钒钛等合金元素对蠕墨铸铁力学性能的影响有有利的一面,也有不利的一面,钒钛蠕墨铸铁拉伸试样最终呈韧-脆混合断裂.     

喂线法生产蠕墨铸铁的工艺特点

介绍了喂线法生产高端蠕墨铸铁件的优点,通过蠕墨铸铁的生产工艺流程图对蠕化率的影响因素进行分析,并对感应电炉铁液配料的比例、电炉熔炼的温度和时间、原铁液化学成分、孕育处理及合金化处理等工艺进行了调整和控制。由于蠕化处理是生产蠕墨铸铁的关键环节,因此,采用喂线法工艺生产,使蠕化剂均匀、连续不断地加入到处理包的底部,使蠕化过程连续平稳,从而能够批量生产不同牌号的蠕墨铸铁,同时,辅以先进的热分析仪检测技术及超声波声速法检测技术,实现蠕墨铸铁件的批量稳定生产。     

蠕墨铸铁蠕化率自动超声波检测系统

蠕化率作为衡量蠕墨铸铁质量的主要参数,在生产中要求准确、快速地测量和控制。介绍了超声波声速与蠕墨铸铁蠕化率的关系。利用厚度无关声反射法（TIRP）测量蠕墨铸铁的声速,并借助VC6.0设计了软件系统。该系统实现了炉前蠕墨铸铁蠕化率的自动化检测和调整,大大降低了在生产蠕墨铸铁中对蠕化率的控制难度,缩短了检测和调整时间。     

获得稳定蠕墨铸铁的生产工艺研究

蠕墨铸铁由于具有良好的综合性能,特别是高的导热性和耐热疲劳性使其应用范围越来越广泛并受到特别关注。但在实际生产中,蠕墨铸铁窄的蠕化范围严重影响着蠕铁的生产和铸铁的质量。通过分析化学成分、铁水重量、蠕化剂加入量、蠕化处理温度、孕育剂含量以及浇注时间等因素对获得稳定蠕墨铸铁的影响,得出当铁水硫含量控制、蠕化处理过程、浇注时间控制等严格按照工艺生产时,其铸铁蠕化率可以稳定控制在60%~90%之间。     

石墨形态及金相组织对蠕墨铸铁力学性能的影响

试验浇铸了5种化学成分基本相同,但蠕化率及金相组织均不同的蠕墨铸铁试样,通过金相、拉伸及硬度等试验,对蠕墨铸铁的蠕化率、石墨形态、金相组织、抗拉强度及布氏硬度进行了测定。研究了蠕化率≥80%的情况下,蠕墨铸铁的蠕化率、石墨形态及金相组织对其抗拉强度和硬度等力学性能的综合影响及机理。结果表明,当蠕化率≥80%的情况下,蠕化率的变化并不能显著影响蠕墨铸铁抗拉强度和硬度等力学性能,降低石墨长宽比可以有效提升蠕墨铸铁抗拉强度和硬度;当蠕化率≥80%且石墨长宽比为5~9的情况下,珠光体体积分数对蠕墨铸铁抗拉强度和硬度等力学性能的影响最显著。珠光体体积分数越高,蠕墨铸铁的抗拉强度和硬度等力学性能越好。     

大型蠕墨铸铁气缸体材料工艺开发及应用

从蠕化处理设备、材料、工艺控制三个方面进行研究和试验验证,开发出适合批量生产大型蠕墨铸铁气缸体的蠕化处理工艺,结合生产实际及检测结果论证了工艺实施的可行性和有效性,并批量生产出蠕化率80%以上的大型蠕墨铸铁气缸体。     

关于蠕墨铸铁标准的几点看法

简要介绍了国内外有关蠕墨铸铁标准的情况。对蠕化率的评定、蠕墨铸铁牌号和蠕化率的规定提出了看法,与同行交流探讨。并建议尽快制订我国的蠕墨铸铁国家标准。     

钒钛蠕墨铸铁的特点及其应用前景

蠕虫状石墨是介于片状石墨和球状石墨之间的一种中间形态石墨,蠕墨铸铁拥有优异的综合性能。钒钛蠕墨铸铁是以含钒钛合金元素的钒钛生铁为原材料,经蠕化处理后获得的蠕墨铸铁。由于合金元素钒钛的作用,钒钛蠕墨铸铁拥有更加优异的综合性能。因此,利用我国丰富的钒钛生铁资源,开展钒钛蠕墨铸铁在钢锭模、玻璃模具以及汽车刹车鼓和列车制动盘等方面的应用研究很有必要。     

蠕墨铸铁的性能

研究中,采用了不同的处理方法来生产蠕墨铸铁,例如故意使球化处理不足、球化及反球化处理法等。现已发现,可以使用各种不同的处理材料来生产具有相同性能的蠕墨铸铁。根据石墨的长度与厚度的比值对蠕虫状石墨铸铁的显微组织进行了分类。蠕墨铸铁的性能(抗拉强度、硬度、冲击强度、断裂性能、切削性能、生长特性、耐磨性和收缩性能)介于灰铸铁与球铁之间。     

灰铸铁与蠕墨铸铁缸体缸盖铁液处理技术

综述了用作发动机缸体缸盖的低合金高强度灰铸铁和蠕墨铸铁的铁液处理技术.分析了合金灰铸铁的化学成分、金相组织和金属炉料对力学性能的影响,对熔炼温度和过热温度控制要点提出建议,并详细讨论了铁液过滤和各种孕育合金的优缺点;介绍用于蠕墨铸铁生产的亚球化和反球化蠕化处理方法,以及孕育方法、蠕化处理包的控制措施.     

蠕墨铸铁的性能特点和生产控制

介绍了蠕墨铸铁的起源和性能特点:其强度和韧性虽然略低于球墨铸铁,但比灰铸铁高;其导热性、减震性和铸造性能虽然比灰铸铁略差,但优于球墨铸铁。《蠕墨铸铁件》国家标准(GB/T 26655—2011)将蠕墨铸铁分为5个牌号,分别是RuT300、RuT350、RuT400、RuT450、RuT500。阐述了C、Si、Mn、S、P五大元素及合金元素的控制、蠕化剂加入量的确定、蠕化处理铁液量的控制、蠕化处理铁液温度的控制和蠕化处理方法。详细叙述了蠕墨铸铁在制动盘、气缸盖、气缸体、排气歧管上的应用,以及冲天炉条件下的“随流冲入法”蠕化处理工艺、冲天炉+保温感应电炉条件下的“引爆法”蠕化处理工艺、“Sinter Cast法”蠕化处理工艺的特点和生产控制方法。     

蠕墨铸铁的最新发展

综述了近几年来蠕墨铸铁在世界上的发展与应用,蠕墨铸铁的综合性能及先进铸造技术的发展,可使蠕墨铸铁汽缸体单位功率的重量小于铝合金缸体,而耐高温性能等远优于铝缸体,成为内燃机缸体的首选材料.比较了国内外蠕墨铸铁标准的差异,关键还在于国内对蠕墨铸铁件的蠕化率要求太低.在列述蠕墨铸铁生产技术时,认为用纯镁及喂线法进行蠕化是今后获得蠕墨铸铁的主要方法.     

蠕墨铸铁的磨损性能研究

研究了不同蠕化率条件下蠕墨铸铁在不同载荷下的耐磨性能。结果表明,随着蠕化率的增大,蠕墨铸铁的抗磨损性能降低。蠕化率为50%~60%时,随着载荷的增加,蠕墨铸铁磨损机制由磨粒磨损转变为磨粒磨损和黏着磨损的混合形式。蠕化率为80%~90%时,随着载荷的增加,蠕墨铸铁的磨损机制最终几乎全部转变为表面疲劳磨损。     

蠕化剂、炉料对蠕墨铸铁组织、力学性能和切削力的影响北大核心CSCD

以Z14生铁和高纯生铁为主要炉料熔炼两炉铁水,每一炉铁水分为两包进行浇铸,并分别采用蠕化剂FeSiZnRE15Mg3和FeSiRE6Mg6进行蠕化处理,制备得到了4种蠕墨铸铁。对比4种蠕墨铸铁的微观组织及切削力。研究表明:与FeSiZnRE15Mg3蠕化处理相比,FeSiRE6Mg6蠕化处理的两种炉料蠕墨铸铁均具有较高的蠕化率和较小的切削力;与以高纯生铁为主要炉料的蠕铁相比,以Z14生铁为主要炉料的蠕铁同样具有较高的蠕化率、较低的强度和较小的切削力;以高纯生铁为主要炉料的蠕铁其断面敏感性基本不受蠕化剂的影响,但强度受蠕化剂影响明显。     

硅对蠕墨铸铁热分析特征值及蠕化率的影响

试验设计了5种不同硅含量的蠕墨铸铁铁液,分析了硅含量对蠕墨铸铁凝固的热分析曲线特征值TEU、TER、△Tr和蠕墨铸铁蠕化率的影响。试验结果表明:(1)在本次试验的硅含量范围内,蠕墨铸铁热分析曲线的特征值TEU和TER先是随着硅的增加而上升,然后,变化不明显;(2)蠕墨铸铁共晶温度回升特征值△Tr随着硅含量的增加呈下降趋势;(3)随着硅含量的提高,蠕墨铸铁中蠕虫状石墨数量减少,球状石墨数量增多,蠕化率降低。     

关于蠕墨铸铁标准的几点看法

简要介绍了国内外有关蠕墨铸铁标准的情况。对蠕化率的评定，蠕墨铸铁牌号和蠕化率的规定提出了看法，并建议尽快制订我国的蠕默铸铁国家标准。标准要考虑今后蠕墨铸铁的主要发展方向和应用领域，汽车零件蠕化率应规定≥80%，但同时规定对其他零件允许蠕化率≥50%，或制造商与用户协商规定特殊的蠕化率要求。     

蠕化剂、炉料对蠕墨铸铁组织、力学性能和切削力的影响

以Z14生铁和高纯生铁为主要炉料熔炼两炉铁水,每一炉铁水分为两包进行浇铸,并分别采用蠕化剂FeSiZnRE15Mg3和FeSiRE6Mg6进行蠕化处理,制备得到了4种蠕墨铸铁。对比4种蠕墨铸铁的微观组织及切削力。研究表明:与FeSiZnRE15Mg3蠕化处理相比,FeSiRE6Mg6蠕化处理的两种炉料蠕墨铸铁均具有较高的蠕化率和较小的切削力;与以高纯生铁为主要炉料的蠕铁相比,以Z14生铁为主要炉料的蠕铁同样具有较高的蠕化率、较低的强度和较小的切削力;以高纯生铁为主要炉料的蠕铁其断面敏感性基本不受蠕化剂的影响,但强度受蠕化剂影响明显。     

蠕墨铸铁的断面敏感性

本文研究了蠕墨铸铁的断面敏感性。试验表明,蠕墨铸铁的断面敏感性不明显,而蠕化率、冷却速度是影响蠕墨铸铁断面敏感性的重要因素。