球铁基体组织控制的试验研究

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1、2010中国铸造活动周论文集球铁基体组织控制的试验研究汤虎，陈萌，吴安，杨弋涛（上海大学材料科学与工程学院，上海200072）摘要：在生产中合理的调整球铁的化学成分，优化浇铸工艺，能够省略热处理工序而在铸态条件下直接得到高韧性的铁素体球墨铸铁。本文在实验条件下，结合凝固热分析法研究了C、Si含量以及冷却速度对球铁中石墨和基体组织的影响。实验结果表明，孕育Si量的适量增加能够缩短球铁凝固过程中共晶平台的宽度，这能够有限减少或避免石墨的畸变，在孕育Si量为1.38%时，能够得到66.8%的铁素体含量且

2、球化效果良好的铁素体球墨铸铁；在含碳量为4.37%、含Si量为3.27%的基础上进一步增碳对基体组织影响不大，但却会极大程度的造成石墨畸变。关键词：基体组织；冷却速度；共晶平台TheExperimentalInvestigationsonControllingMatrixStructureofDuctileIronTangHu,ChenMeng,WuAn,YANGYi-tao(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ShanghaiUniversity,Sha

3、nghai200072,China)Abstract:Highmalleableferriticductilecastironcanbeproducedascastconditionwithouttheheattreatmentworkingprocedurebyoptimizingchemicalcompositionandprocessinproduction.Inthispaper,theeffectofdifferentcarboncontent,silicacontentandcooli

4、ngvelocityongraphiteandmatrixstructureofductilecastironhadbestudiedwithusingthermalanalysisinlabcondition.TheexperimentalresultsshowedthatappropriateaccessionofSiinoculantsmadeeutectictimeshorteninsolidificationprocessingofductilecastiron,becauseofthe

5、appropriatesilicacontentgraphitedeformationcouldbereducedtoacertainextent.About66%ferritecouldbeachievedwhenSiinoculantscontentwas1.38%,andtheeffectofspheroidizingwasthebestinallexperiments.Increasingthecarboncontenthadnomoreinfluenceonmatrixstructure

6、whencarboncontentwas4.37%andsilicacontentwas3.27%,butthegraphiteformwentbadseriously.Keywords:matrixstructure;coolingvelocity;eutecticplatform1前言铸态铁素体球铁由于其良好的铸造性能、适当的切削加工性能、高的韧塑性、低的成本，已经在冶金、[1]机械等领域获得广泛应用，并且成为核工业领域制造核渣罐的理想材料。相对于通过热处理工艺获得的铁素体球铁而言，铸态铁素体

7、球铁既可省略热处理工序，又可达到良好的力学性能要求，这不仅具有重大的经济效益，而且从节能减排的角度看也能给我们的环境保护带来好处。据俄罗斯卡玛斯汽车厂统计，采3用铸态铁素体球墨铸铁，则每吨铸件可节约天然气200m。我国第二汽车厂统计表明，每年生产1万吨铸[2]态球墨铸铁件，则可节约电能760万KW.h。根据铸件市场情况调研分析，铁素体球铁在汽车、农机、阀‐ 1 ‐ 2010中国铸造活动周论文集门等行业应用十分广泛，占球铁需求量的80%以上，另外根据专家预测铸件市场的发展特点，正面临着向球铁、轻合金

8、铸件转移过程，因此铁素体球铁生产具有较大的市场潜力。为改善环境条件，提高生产效率，[3]扩大铸件市场，优质铸态铁素体球铁的开发与应用乃铸造界的一个当务之急。2试验方法试验采用容量为50㎏的工频炉熔炼铁水,出炉温度1450℃。将稀土镁球化剂（加入量控制为2wt%）置于浇包底部,球化剂上面盖上有孔隙的生铁片，用冲入法处理铁水。75Fe-Si孕育剂的加入量以终Si量为标准进行适当调整。试验时原铁水的主要化学成分控制在4.6wt%C和0.6wt%Si。试验中所用的树脂砂型内径为Φ100㎜,