孕育处理对厚大断面球铁组织和性能的影响

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1、孕育处理对厚大断面球铁组织和性能的影响郑燕华，张坤，宋贤发（日月重工股份有限公司，浙江宁波315113）摘要：为研究孕育处理对铸件组织和性能的影响情况，采用不同孕育处理方式制备厚大断面球墨铸铁试样。结果表明，多次孕育处理有助于改善厚大断面球墨铸铁的石墨形态、提高铸件力学性能。关键词：球墨铸铁；厚大断面；孕育处理中图分类号：TG255文献标识号：B文章编号：1003－8345（2013）01－0029－04DOI：10.3969/j.issn.1003-8345.2013.01.003InfluenceofInoculationTreatmentonStru

2、ctureandPropertiesofHeavySectionNodularIronCastingsZHENGYan-hua，ZHANGKun，SONGXian-fa（RiyueHeavyIndustryCo.,Ltd.，Ningbo315113，China）Abstract：Someheavysectionnodularirontestblockswerepreparedbyusingdifferentinoculationprocessestoinvestigatetheinfluenceofinoculationtreatmentonthestru

3、ctureandpropertiesofcastings.Theresultshowedthatthemultipleinoculationswerehelpfultoimprovethegraphitemorphologyandincreasepropertiesoftheheavysectionnodularironcastings.Keywords：nodulariron；heavysection；inoculationtreatment风力发电设备中的轮毂、底座、变速箱体、行星架等厚大断面部件，都是采用球墨铸铁件制造的，近年来，风力发电行业的快速发

4、展推动了厚大断面球墨铸铁件生产技术的进步，其新的应用领域正在不断出现。由于凝固时间长、冷却速度慢，厚大断面球墨铸铁件石墨形核时实际过冷度较小，即使采用高长效孕育剂，也很难保证在凝固过程中始终都有合适的形核率，尤其是在铸件的心部。这种情况会造成厚大断面球墨铸铁件石墨球数少、球径大的问题，也容易产生石墨球畸变、球化衰退、元素偏析等缺陷[1]。故与普通球墨铸铁件相比，厚大断面球墨铸铁件的生产难度较高。而对于风力发电设备用球墨铸铁件，由于工作环境恶劣（发电机组是在强烈阵风、湍流风、瞬时冲击载荷大及低温等恶劣环境条件下工作）和维修成本高昂，不仅对铸件的质量要求更高，

5、而且还要求高韧性及高的低温冲击功，其生产难度更甚于一般要求的厚大件。因而，生产中对其原材料选择、球化处理及孕育处理工艺都有严格的规定。笔者试验研究了孕育处理方式的选择对厚大断面球墨铸铁石墨形态的影响情况。1试验条件及方法浇注250mm×250mm×250mm的立方体试样（铸造工艺如图1所示），采用树脂砂造型，砂收稿日期：2012-11-25修定日期：2013-01-23基金项目：宁波市重大（重点）科技攻关项目（2010B10014）作者简介：郑燕华（1986.10-），男，汉族，浙江江山人，毕业于湘潭大学金属材料工程学院，目前主要从事公司新材料、新项目的研

6、发工作。2013/1现代铸铁29NodularIron球墨铸铁型自然冷却，不采取任何激冷措施，试样上部位放4个φ100mm的压边冒口，压边大小为20mm，φ20mm出气5支×2。为了提高铁液的纯净度和充型时铁液的平稳性以防止二次渣形成，采用了开放式浇注系统（同时在横浇道放置100×100mm过滤网），各截面面积为：F直=φ50；250mm×250mm×30mm片样；从片样的两侧各取一块，然后从浇口面上平面开始往下取6片进行切片分析。试验内容和结果试验内容（1）采用常规孕育工艺，先在球化包底部放22.1置0.3%的孕育剂，待球化处理完成后再放0.4%的孕育剂

7、进行搅拌孕育，扒渣后，按工艺要求的温度进行浇注，试样标识为A。（2）在第（1）项的基础上，再增加一个随流孕育处理步骤，孕育剂加入量为0.1%，试样标识B。为排除试验的偶然性，浇注了5组试样。2.2试验结果表1为两组试验所得到的金相组织组成情况和力学性能数据。由图3~7可见，B类试样的抗拉强度明显优于A类，伸长率和低温冲击功也F横=253550；F内=250×6～250×10；F直∶F横∶F内=1∶1.5（∶3～5）。采用冲天炉+电炉双联熔炼工艺，冲入法进行球化处理；出铁温度控制在1460～1480℃，浇注温度在1310～1325℃。选同一包铁液用不同孕育方

8、法进行处理；浇注完毕对试样进行整体超声波检测，然后如图2所示从试样