鑄態(tài)高強度高韌塑性球墨鑄鐵的工藝研究.pdf

1、球墨鑄鐵作為重要的金屬結(jié)構(gòu)材料具有優(yōu)良的機械性能，一定程度上可與鋼媲美，且比鋼成本低廉，因此在軌道交通制造、船舶重工、風(fēng)電裝備等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。由于上述領(lǐng)域的各類設(shè)備大部分工作環(huán)境惡劣，有些需要在寒冷或者腐蝕嚴(yán)重的條件下經(jīng)受頻繁的外力沖擊，這就對球墨鑄鐵的韌性和強度同時提出了更高的要求。以牌號QT400-18為代表的高強度高韌性球墨鑄鐵因其在強度和韌性平衡方面的優(yōu)越性，成為眾多船用柴油機的機體和缸蓋等關(guān)鍵鑄件的材質(zhì)選擇，在實際生產(chǎn)中，

2、大部分企業(yè)都依靠Si或者合金元素的固溶強化+高溫石墨化退火實現(xiàn)球墨鑄鐵鑄件兼具強度和韌性。
　　本研究在P6型柴油機機體的生產(chǎn)過程中實施，采用兩臺5t中頻感應(yīng)電爐聯(lián)合熔化，選用本溪高純生鐵和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼為主要爐料，通過夾層覆蓋沖入法球化處理和多次孕育方式結(jié)合多次孕育技術(shù)，得到了鑄態(tài)組織為鐵素體+少量珠光體+球狀石墨+極少量硬化相的QT400-18高強度高韌性球墨鑄鐵機體。在此基礎(chǔ)上分別試驗了三種不同位置的附鑄試塊的力學(xué)性能和金相

3、組織，通過對比分析，發(fā)現(xiàn)在鑄件端面平臺處的位置（鑄型的下表面）冷卻條件與鑄件一致，且內(nèi)部組織致密，無疏松和夾渣缺陷，各項性能指標(biāo)穩(wěn)定。繼而采用該試塊位置，又分別研究了不同硅含量（Si1.8％，2.0％，2.2％，2.6％）和不同銅含量(Cu0.05％，0.10％，0.16％，0.25％)對附鑄試塊性能和組織的影響。試驗表明，當(dāng)硅含量為1.8％時其鐵素體含量最低，強度和硬度最低，而23℃時沖擊值最高;當(dāng)銅含量為0.25％時其珠光體含量最高