高强度灰铸铁生产技术新进展

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1、高强度灰铸铁生产技术新进展侯起飞１，刘胜新２，孙玉福２，杨娟２，王刘利２（１．河南省中原内配股份有限公司，河南孟州４５４７５０；２．郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州４５０００２）摘要：从优化化学成分、提高铁液纯净度和成分均匀性，强化孕育效果等方面介绍了高强度灰铸铁生产技术的最新进展。通过资料总结认为：灰铸铁生产技术的主要发展方向是高ＣＥ、高强度、高Ｓｉ／Ｃ比、低应力和良好的加工性能；难点是获得高温、成分稳定、纯净度高的铁液和强化孕育。关键词：灰铸铁；高强度；ＣＥ；合金化中图分类号：ＴＧ２５ｌ文献标识码：ＢＲｅｃ

2、ｅｎｔＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆ文章编号：１００３—８３４５（２０１０）０１—００４９－０５ＨｉｇｈＳｔｒｅｎｇｔｈＧｒａｙＩｒｏｎＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅＨＯＵＱｉ－ｆｅｉｌ，ＬＩＵＳｈｅｎｇ－ｘｉｎ２，ＳＵＮＹｕ—ｆｕ２，ＹＡＮＧＪｕａｎ２，ＷＡＮＧｋｕ—．ｕ２（１．Ｈｅ’ｎ肌ＺｈｏｎｇｙｕａｎＥｎｇｉｎｅＦｉＲｉｎｇｓＳｔｏｃｋＣｏ．。Ｍｅｎｇｚｈｏｕ４５４７５０。Ｃｈｉｎａ；２．ＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏＵｅｇｅ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｍｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇ

3、ｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｇｒａｙｃａｓｔｉｒｏｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｒｏｎｍｅｌｔｐｕｒｉｔｙ，ｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ，ｅｔｃ．Ｂｙｓｕｍｍａｒｉｚｉｎｇｔｈｅｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｓｒｅｐｏｒｔｓ，ｉｔＷａｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈ

4、ａｔｍａｉｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｒａｙｃａｓｔｉｒｏｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｔｏａｄｏｐｔｈｉｓｈＣＥ，ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｈｉｓｈＳｉ／Ｃｒａｔｉｏ．ｒｅｄｕｃｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍａｃｈｉｎａｂｉｌｉｔｙ；ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｏｆｈｉｓｈｑｕａｌｉｔｙｇｒａｙｃａｓｔｉｒｏｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｓｈｏｗｔｏｏｂｔｍｎｈｉｉｓｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ－ｓｔａｂｌｅａｎｄｈｉｇｈ

5、ｐｕｒｉｔｙｉｒｏｎｍｅｌｔａｎｄｈｏｗｔｏｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒａｙｃａｓｔｉｒｏｎ；ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ；ＣＥ；ａｌｌｏｙｉｎｇ灰铸铁作为传统的金属材料在铸造生产中占有重要地位ｌ”。虽然近年来灰铸铁在世界铸铁１优化化学成分总产量中所占的比例有所下降，但是统计数据表１．１优化ＣＥ与ｗ（Ｓｉ）／ｗ（Ｃ）比值明灰铸铁在铸铁件中仍占有重要地位。２００６年世界铸铁总产量为９１３６．８万ｔ，其中灰铸铁件为４２５３．９万ｔ，我国灰铸铁件占世界灰铸铁件总量的３２．７％。

6、在节能降耗、汽车轻量化的形势下，灰铸铁材料仍能得到如此广泛的应用，与其良好的铸造成型性、减磨性、减震性和成本低廉等特点密不可分翻。汽车轻量化、大功率化的发展，对灰铸铁材料的薄壁高强度化要求越来越高１３ｔ。石墨的形态和分布是决定灰铸铁材料强度和切削性能的关键。为了使灰铸铁同时获得高强度、好的铸造性能与加工性能【４】，满足“薄壁高强”要求，国内外工作者进行了大量研究开发工作，其新进展主要表现在以下几个方面。高强度灰铸铁的组织中应有一定数量的奥氏体枝晶作骨架；有足够数量共晶团数目；石墨为Ａ型、中等尺寸的片状石墨；层片间距

7、较小的百分之百的珠光体。降低训（Ｃ）量、提高彬（Ｍｎ）量，白口倾向增加，硬度提高，但恶化铸件加工性能。在一定的ＣＥ范围内，提高ｗ（Ｓｉ）／ｗ（Ｃ）比值，可提高灰铸铁强度１５Ｊ。表１１４Ｊ为相同强度时，中、日机床铸件在ＣＥ和ｗ（Ｓｉ）／ｗ（Ｃ）比值方面的对比。表２１４１为中国一汽、二汽、德国ＭＡＮ和Ｍｏｔｏｒｔｅｘ公司气缸体、缸盖铸件在ＣＥ、ｗ（Ｓｉ）／ｗ（Ｃ）比值及合金元素方面对比。从表１可以看出，ＣＥ相当时，国内灰铁件的抗拉强度比日本的低１～２个牌号。相同牌号时，１３本灰铁件的ＣＥ和ｗ（Ｓｉ）励（ｃ）比值比国内的高

8、。由表２可以看出，德国灰铁件的ＣＥ收稿日期：２００９—０８—２４修定日期：２００９—０９—０９高于国内产品，合金元素的加入量比国内的少，作者简介：侯起飞（１９７２一），男，河南焦作人，工程师，长期从事铸铁生产技术及新品开发工作。ｗ（Ｓｉ）／ｗ（Ｃ）比值略低于国内产品。万方数据现代铸铁２０１０／１４９表１强度相同的中、日机床铸件ＣＥ和ｗ