通過合理選用化學成分,以及采用重生稀土專用球化劑,選用含Ba、Bi孕育劑多次孕育處理工藝,生產出了合格的QT400-15大型鼓風機球鐵鑄件。
一、   化學成分的選擇與控制
1.碳 C高能促進石墨化、改善球化、提高石墨球數,減小自口傾向;提高鐵水的流動性,減少鑄件的縮松缺陷,但是過高的碳在厚大斷面鑄件中極易產生石墨漂浮,因此有必要控制C在3.45-3.85%。
2.硅 Si是強烈促進石墨化元素,Si易于形成鐵素體、同時可減少滲碳體產生德爾元素,同時高Si可以保證延伸率,并且能夠固溶強化鐵素體,這也是目前 第二代 球鐵的研制方向。為此Si可以控制在2.3-3.0%。
3.錳 Mn降低奧氏體向珠光體轉變溫度,促進珠光體形成,但容易在共晶團邊界上產生偏析形成晶界碳化物而使基體組織脆化,不利于提高球鐵的韌性。選擇低Mn生鐵,保證鐵液的含Mn在0.4%以下。
4.磷 P屬于有害元素,控制其含量,越低越好。
5.硫 S屬于有害元素,但研究表明球鐵原鐵水S不易過低。為保證球化的良好,控制原鐵水S量為0.015%-0.025%。
6.鋇 Ba的硫化物生成自由能比MnS的低,更應成為石墨形核的有效核心,況且Ba具有很強的脫氧膠硫的能力,因而微量Ba能提高石墨數量。含Ba孕育劑能減小白口傾向,提高鑄件的延伸率。
7.鉍 Bi能促進石墨的成核,并使石墨球細化。在厚大斷面球鐵中加入少量的Bi可以防止和減少異形石墨的形成。微量的Bi能促進鐵素體的形成,有利于延伸率的提高。

二、熔煉設備及生產工藝

1.熔煉設備應達20T/h的中頻感應電爐兩臺,應達35T保溫爐一臺,40T鐵水包兩個,50T鐵水包一個,兩包澆注,現場同時球化,一次性處理鐵水77噸。鐵水出爐溫度1480-1520℃,澆注溫度控制在1320-1360℃。生鐵選用低雜質球生鐵,廢鋼選用低錳的沖壓邊角料,增碳劑在爐內隨廢鋼前期加入,采用硅鐵調整爐內原硅量。

2.球化劑的加入量主要與原鐵水的含硫量及溫度有關。球化劑的加入量隨原鐵水含硫量、溫度的增加而增加。實際生產大型球鐵為了獲得合適的球化溫度,采用倒包沖入法球化,減少球化處理過程Mg的氧化和燒損,球化劑的加入量為1.2%-1.5%,并選用抗衰退能力強的重稀土球化劑,其化學成分如下表

重稀土球化劑的化學成分(%)

Mg

RE

Ca

Ba

Si

Bi/Sb

其他

6-7

1.0-2.0

1.5-2.5

適量

43-45

適量

略

NJ-ZN208型電腦多元素分析儀析是一臺可檢測鋼鐵中所常規(guī)元素C、S、Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、Al、W、V、Nb、 Fe、 Re、Mg、Co、Sb等的化學成分分析儀器。檢測內存龐大,標準配置即具備158個元素通道空間,能有效的控制球鐵、鋼鐵中化學成分的含量。

南京諾金高速分析儀器廠

2017年10月27日

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