RQSi中硅耐熱球墨鑄鐵生產(chǎn)實(shí)踐

RQTSi5中硅耐熱球墨鑄鐵生產(chǎn)實(shí)踐在工業(yè)生產(chǎn)中有些鑄件常在高溫下工作,如各種爐子的配件、石油化工、冶金設(shè)備等等附件，由于它們受到高溫的作用，容易發(fā)生破壞，為提高其壽命，要求鑄鐵在高溫下具有抵抗破壞的性能。長期以來較為重要的耐熱零件是采用高合金鋼制造，生產(chǎn)難度大，且成本也高，而用廉價(jià)的普通灰鑄鐵代替合金鋼雖成本低，但耐熱效果又不如合金鋼好，于是就出現(xiàn)了具有抗氧化、抗生長性能的耐熱鑄鐵。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB9437-88〈〈耐熱鑄鐵件〉〉中有鉻系、硅系和鋁系三種類型的耐熱鑄鐵和耐熱球球鐵，它們都具有不同的耐熱效果和不同的用途。國內(nèi)雖有少量生產(chǎn)但生產(chǎn)的廠家不多，因此這類耐熱鑄鐵常常用普通灰鑄鐵代替，效果差，壽命低，不能滿足需求，因而耐熱鑄鐵有一定的市場。我廠是專業(yè)鑄造廠，只生產(chǎn)普通灰鑄鐵，有一些客戶需要耐熱鑄鐵，我廠又不能滿足，只能到別處去做或改為普通灰鑄鐵代替，這和專業(yè)鑄造廠的稱呼不相稱。為適應(yīng)改革開放新的形勢(shì)，擴(kuò)大我廠產(chǎn)品的品種，提高經(jīng)濟(jì)效益，工廠提出開發(fā)中硅耐熱球鐵的任務(wù)，經(jīng)研究決定在本廠退火爐門、爐框以及熔鋁坩堝等鑄件上進(jìn)行中硅耐熱球鐵試生產(chǎn)，現(xiàn)小結(jié)如下：鑄鐵的高溫破壞鑄鐵在高溫時(shí)比較容易破壞的原因是氧化與生長兩者之故。鑄鐵的氧化在高溫下鑄鐵氧化開始是在鑄鐵表面很快產(chǎn)生一層氧化膜，這層膜在570℃以上從外向內(nèi)形成Fe2O3以及Fe3O4及FeO三層，這三層厚度之比約為1：10：100，可以看出氧化層中主要是大量的FeO,若和Fe2O3及Fe3O4比較起來FeO的結(jié)晶不完整，比重小，故很容易為鐵原子或氧原子所穿透，因而氧化加劇了。如果在鑄鐵中加入一些鋁、硅和鉻等元素，能在鑄鐵表面產(chǎn)生一層致密的具有優(yōu)良保護(hù)性的Ai2O3、SiO2和Cr2O3氧化膜，這層膜起到了保護(hù)作用使氧不易透過，減輕了進(jìn)一步的氧化，提高了鑄鐵的抗氧化能力。鑄鐵的生長鑄鐵的生長是隨高溫及時(shí)間的增加，鑄鐵的體積有了不可逆轉(zhuǎn)的增長，體積膨脹，然而當(dāng)溫度重新降下來時(shí)，體積不能復(fù)原，發(fā)生比重下降，強(qiáng)度下降，變形龜裂等現(xiàn)象，使鑄件破壞。其原因是加熱時(shí)氧通過鑄件上的微孔、裂紋及石墨片深入到鑄鐵的內(nèi)部，氧化了鐵、硅、錳等元素，該氧化物的比重小于鐵，因此體積發(fā)生了不可逆的增長，即內(nèi)部氧化是生長的重要原因。中硅球鐵之所以具有好的耐熱性能，正是由于它含硅量高，在高溫下鑄件表面形成較堅(jiān)實(shí)的SiO2膜，隔絕了氧進(jìn)一步的氧化，也正由于石墨成為球狀，石墨之間相互不連續(xù)，孤立存在，氧不可能通過球裝石墨深入到內(nèi)部氧化，因此抗生長性也很好，從下表1中可知中硅球鐵在900℃時(shí)的生長量和氧化增重量都比中硅鑄鐵及普通灰口鑄鐵小，因而耐熱效果好。表1普通灰口鑄鐵、中硅鑄鐵和中硅球墨鑄鐵的耐熱性能非鑄鐵它種類逝在災(zāi)90匠0鑒℃時(shí)種的生片長(貓%)璃在大90床0都℃時(shí)東氧化爬增重承(克跪/米目2艱·小駝時(shí))限普通六灰口踐鑄鐵地4窯．念5叢18木~2榴0會(huì)中硅相鑄鐵碰0獨(dú)．擦21爺~0管。違84疤3.甩6~垮8.稍7勁中硅愉球墨演鑄鐵礙不長捏大蓋<0促.2中硅耐熱球鐵化學(xué)成分的確定硅量的選定在球鐵中，硅達(dá)到一定含量時(shí)能提高材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度和硬度，但明顯地降低塑性和韌性，硅對(duì)球鐵機(jī)械性能的影響見圖1.當(dāng)硅含量達(dá)5%時(shí)，抗拉強(qiáng)度達(dá)最高值，硬度也很高，但延伸率和沖擊韌性卻很低，脆性很大。由此看出硅對(duì)中硅球鐵脆性的影響是非常敏感的。在沖天爐熔煉過程中，嚴(yán)格控制含硅量是非常重要的。有關(guān)資料介紹，當(dāng)硅含量達(dá)4.0%以上可使球鐵的抗氧化、生長性能顯著改善。增加含硅量，除了改變抗氧化，還能改善抗硫的腐蝕能力。當(dāng)球鐵含硅量為4.42%時(shí)，工作溫度為850℃，加熱150小時(shí)的平均氧化速度不超過0.5克/米2·小時(shí)，其生長率不超過0.2%而含硅5~6%的耐熱鑄鐵在工作溫度900℃加熱150小時(shí)的平均氧化速度高達(dá)3.6~8.7克/米2·小時(shí)，生長率為0.21~0.84%，鑒于上述情況，我們將中硅球鐵的硅含量控制在4.7~5.3%，超過5.3%時(shí)材質(zhì)變得更易脆裂。錳量的確定錳是一種反石墨化元素，錳含量過高時(shí)不但降低中硅球鐵的耐熱性(易出現(xiàn)珠光體相，破壞了單相組織)，而且降低其性能(降低流動(dòng)性，加大形成縮孔傾向，使球鐵變得硬而脆),因此錳含量越低越好，錳最好在0.3%以下，在熔煉過程中一般不加錳。磷和硫諒眾所慚周知輪，對(duì)喊球鐵儀來說裙，磷時(shí)和硫恭是有臺(tái)害元紙素，每對(duì)耐岔熱球峽鐵來命說更戴是如附此，賢所以流，大改磷、索硫含頌量越獸低越班好。機(jī)中硅棒球鐵仿鐵水瘦的熔帆化和誦處理自鐵水住的熔釀煉與妄硅量葬的控汽制鉤我們畝采用出5t雹/蝴小時(shí)視,菜噴氧讓熔煉某酸性鴉沖天舟爐熔豪化鐵孕水完,莫在熔唐煉過螺程中鏟,同硅元顫素在叔鐵水際中的啊增減救情況色較為捎復(fù)雜適,垂如何型把硅旦穩(wěn)定右地控傅制在罪4.幟7~菠5.儉3%多范圍何內(nèi)就禽成為渠熔煉呈工作仍的技鳥術(shù)關(guān)羽鍵框,定我們排從以蜓下幾位方面蚊進(jìn)行破控制炊:狠1.若1頃嚴(yán)格爸爐料怒管理吵原材單料要磁經(jīng)過派嚴(yán)格免挑選永和認(rèn)慮真化郵驗(yàn)萄,喇必須監(jiān)保證愁金屬步爐料尼都要驅(qū)嚴(yán)格糧過秤偽.濕在熔鑼煉過欲程中副,貫硅元忍素的另燒損昂和硅熱合金緊的吸嫂收率艇是影拾響硅學(xué)元素涉增減雹的重冶要因萄素大,激為此掀必須趴穩(wěn)定昨沖天爸爐的跑熔化秤狀況最,篩使硅拌元素核的燒妨損率秧和吸石收率能不發(fā)若生忽臟高忽峰低的燭波動(dòng)播.冰出鐵鋼水量象的多遵少個(gè),躍不僅替影響吼球化杠化質(zhì)蔑量衡,鹿而且垂影響亂硅的里含量該,束因此丑要采晶取必臉要的踐措衰施慈,激以保免證出君鐵水辣量的貸穩(wěn)定更、正拋確。競鐵水殊的處漲理和主控制曉我廠欠使用拌的球肯化劑必是宜QR證Mg械8R洪E7揉球化琴劑，畏采用悉堤壩黃式澆祥包沖插入法嚼處理承中硅幻球鐵屢鐵水怎?？嫉顟]到閱原鐵芳水含隸硅量廢高，勁鐵水成溫度貪較高順（竟14陵50揪~1宗50羽0本℃）桶，把柏球化注劑量針適當(dāng)阿提高沉些，芽為提湊高球壁化劑繁的吸歌收率慎，緩糟解沸若騰作次用，玉確保襪球化老處理跡正常喘，故寺在球元化劑智上加亮蓋一誼層生監(jiān)鐵屑避，使隨反應(yīng)食緩慢婆進(jìn)行砍。秋在爐服前除妨用金轎相觀濱察外可，還憂用三腥角試謝片快黃速觀摩察，箭當(dāng)纏球化評(píng)及孕萌育處獄理正炊常時(shí)籮，三咸角試擦塊兩軍側(cè)及柏頂部景有明拐顯縮生凹，謊試塊班斷面瘋呈斃銀肆灰色趣，組捷織細(xì)拌密，蹦中些心縮蘭松。處結(jié)果節(jié)：璃化學(xué)紀(jì)成分叢（見筋表魯2青）遙實(shí)際鞏成分報(bào)和標(biāo)渡準(zhǔn)成數(shù)分對(duì)壇比表探表個(gè)2視種類且C嫩Si累Mn求P隊(duì)S辜Mg文Re暴GB乖94泛37態(tài)-8蠅8墳RQ返TS幼i防標(biāo)準(zhǔn)記成分雷2.垮4~晚3.年2靜>4愧.5綠~5進(jìn).5藍(lán)>0周.7刑>0扯.1航>0催.0等3餅93弓-1錢31沖爐敲RQ周TS碗i蹄實(shí)際柏成分帝2.索96可5.閣04沸0.邁56仆0.停05粗7悲0.銀01些45齡0.屋05層3攔0.督04劉8鈔從表孫2尋可知乒：寶93默-1脅31鍋爐的撈RQ眠Si康5霜實(shí)際毒成分贊全部扮達(dá)到撤GB追94決37行-8襪8千國家掌標(biāo)準(zhǔn)謎的規(guī)迎定，源其中貧Si峽含量襯達(dá)到哥標(biāo)準(zhǔn)閃中間蟲值，簡也同扣時(shí)符德合選注定之Si香含量攝4.重7~勞5.眼3%乞的范禿圍內(nèi)籠，其嶺性能只應(yīng)該認(rèn)是達(dá)潑到預(yù)失期要料求的放。巴機(jī)械診性能漸（見辰表匯3鑒）玉實(shí)際升機(jī)械三性能磚和標(biāo)稻準(zhǔn)機(jī)丘械性關(guān)能對(duì)劇比表管表誼3談種類愉抗拉顆強(qiáng)度葡б清b(刻N(yùn)/洞mm黑)追硬度并HB雕GB堤94趁37步-8接8辛R勝Q(mào)T攏Si燦5呀標(biāo)準(zhǔn)鋒機(jī)械哭性能帥≥秒37絲0跪22渴8~名30咸2圾93贏-1椅31瓜爐鴉R收QT燒Si索5板標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)機(jī)械心性能呢56擇5盈27縫2育從表燒3銹中可立知：境93到-1鍋31它爐的疼RQ拳TS喘i5堪實(shí)際欠機(jī)械誘性能微全部馳達(dá)到珍GB膜94絡(luò)37達(dá)-8努8綁家標(biāo)申準(zhǔn)的清規(guī)定懂，其胖鑄件歷本體辜硬度洗為神HB剛25匠0-前26織5晶也符扁合標(biāo)軟準(zhǔn)規(guī)玩定。另金相潮(奔見圖為2)褲從圖逐2紫可看別出：伏93細(xì)-1竭31碗爐致RQ球TS醒i5姐鑄態(tài)嫌鐵素須體含茄量在續(xù)85采%吵以上潤，球光化率跟2~而3界級(jí)，榆石墨喬大小券6千級(jí)，赴磷共雀晶等襯級(jí)硬站相況<0綢.5陰%.趙使用勵(lì)效果碰用醒RQ票TS驚i5賣鐵水反澆注輔了加疲熱爐宋門、愁爐框可及熔慎鋁坩吳鍋，挽經(jīng)使食用，渴在艇80篇0阻℃杯左右宏的空獲氣介衰質(zhì)中桂的耐展使用剛壽命翻比普朗通灰聲口鑄董鐵高睛1~熊2倍蔬，經(jīng)辰濟(jì)效病益顯呼著，玉但發(fā)貍現(xiàn)以殿下情造況：秘1．犁《有穩(wěn)色金灣屬鑄糠造手握冊(cè)》蔑規(guī)定旁熔化醬鋁合蘋金的陶鑄鐵兼坩鍋設(shè)采用賄RQ筒TS送i5三中硅伐耐熱雅球鐵音制造覆是一愉種較蛾合適爹的材澡料，串我們稈用這辮材料膛澆注喝成了挽坩鍋懂進(jìn)行做試用互，發(fā)支現(xiàn)在氣其外繳部與強(qiáng)空氣跌介質(zhì)律、火專焰接閥觸的雕表面姓，抗顯氧化允、抗假變形飯和抗基生長群的效百果很茶好，暮比普臘通灰的口鑄資鐵的宿耐熱碧效果描好得確多，庫但在演其內(nèi)行部與睛鋁液嬸接觸吊部分躍侵蝕暮非常鑼嚴(yán)重俊，如組圖3存所示乘，其啦侵蝕奇程度乖比H雖T2貍00渾普通容灰鐵午制造烘的坩魄鍋還厭要嚴(yán)陵重。柜分析矛其原陜因：撞眾所疊周知宮，硅寶與鋁凝在液瀉態(tài)時(shí)撫可相乖互溶腿解，柳溶解辦度極久大，船見圖婚4-蜘鋁-借硅二手元合鋤金狀廈態(tài)圖比。在員80抱0墾℃時(shí)補(bǔ)鋁液垃可溶家解3陰0%缸左右雞的硅巴。中若硅球街鐵的休硅含細(xì)量在陪5%鏈左右扛，是點(diǎn)HT賽20放0含旋硅量顧1.萍5%歷的三管倍多獻(xiàn)，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