風電配件用球墨鑄鐵的研制.pdf

1、風電配件用球墨鑄鐵是隨著風力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一類低溫高韌性球墨鑄鐵，是球墨鑄鐵近期發(fā)展的新方向之一。由于普通球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性較低，在寒冷的環(huán)境中易發(fā)生脆性斷裂，無法滿足風電配件的性能要求，不適合用以生產(chǎn)風電配件。因此在生產(chǎn)風電球鐵配件時，必須選用具有較高生產(chǎn)技術(shù)含量的低溫高韌性球墨鑄鐵，以此來保證風電配件的使用安全。
　　 本課題主要圍繞球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性展開，研究了球墨鑄鐵的生產(chǎn)工藝、力學性能和金相組織之間的關(guān)

2、系。通過對實驗試樣進行化學成分檢測、力學性能測試、金相組織觀察和斷口掃描分析，確定出了生產(chǎn)風電配件用球墨鑄鐵的最佳化學成分和生產(chǎn)工藝，提出了提高球墨鑄鐵低溫沖擊韌性的有效途徑，對風電配件用球墨鑄鐵的生產(chǎn)具有一定的指導意義。
　　 通過研究發(fā)現(xiàn)，在化學成分上硅、銅、鉍對球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性有顯著影響。在生產(chǎn)工藝上選用高效球化劑、復合孕育劑和高低溫兩階段石墨化退火，都是提高球墨鑄鐵低溫沖擊韌性的有效途徑。球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性與金

3、相組織有著密切聯(lián)系。石墨球的球化級別和大小級別越高，石墨球越圓整和細小，低溫沖擊韌性就越高。而隨著基體組織中珠光體量的增多，低溫沖擊韌性降低。為了保證球鐵的低溫沖擊韌性，基體組織中的珠光體量最多不可超過25％。
　　 對球墨鑄鐵的沖擊斷口進行掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，宏觀形貌均有脆性斷裂的特征，但微觀形貌卻存在明顯差異。當?shù)蜏貨_擊韌性較低時，斷口的微觀形貌以解理斷口為主要特征。當?shù)蜏貨_擊韌性較高時，則以準解理斷口為主要特征。在沖擊斷裂過

4、程中，石墨球與基體發(fā)生分離，兩者之間出現(xiàn)縫隙。當石墨球存在尖角時，易造成應力集中而促使裂紋擴展，使基體發(fā)生斷裂。
　　 課題通過前后兩期共十次現(xiàn)場實驗，最終確定了生產(chǎn)風電配件用球墨鑄鐵的最佳化學成分為：wc=3.7-3.8％，wSii=1.9-2.0％，wMn<0.2％，wP<0.04％，wS<0.02％，WMg殘=0.03-0.05％，wRe殘=0.01-0.02％，wBi=0.006％。實驗通過加入0.006％的鉍，提高了石