億錦天澤鋼鐵有限公司
云浮生鐵圓棒HT250可切割
隨著生鐵價(jià)格的提高鑄鐵型材生產(chǎn)成本不斷增加。為降低生產(chǎn)成本本課題在HT250材質(zhì)的基礎(chǔ)上采用氮、鈦、鈮對鐵液進(jìn)行合金化通過金相組織觀察、SEM分析、EDS分析、拉伸試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)研究了氮、鈦、鈮對灰鑄鐵組織及性能的影響規(guī)律。 試驗(yàn)結(jié)果表明含氮量為0.0055%～0.013%、含錳量為1.0%-1.36%時(shí)試樣的金相組織為A型石墨+細(xì)片狀珠光體+少量鐵素體。 對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實(shí)現(xiàn)的，通過實(shí)施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現(xiàn)象得到有效。但由于在率次實(shí)驗(yàn)過程中，剛開始生產(chǎn)鑄鐵型材時(shí)的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時(shí)間過長，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當(dāng)拉拔參數(shù)調(diào)整合適時(shí)，下凹及鼓肚現(xiàn)象基本消失。實(shí)施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強(qiáng)度指標(biāo)高于鑄鐵型材標(biāo)準(zhǔn)(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時(shí)，伸長率指標(biāo)均超過LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類似，反弧度法試樣的抗壓強(qiáng)度高于未實(shí)施反弧度法試樣的抗拉強(qiáng)度。 隨著含氮、錳量的增加：片狀石墨長度變短、寬度稍有增加彎曲程度加大石墨端部鈍化對基體的割裂作用減弱；細(xì)片狀珠光體含量略有增加珠光體層片間距減小；試樣的抗拉強(qiáng)度和硬度逐漸增大當(dāng)含氮量為0.012%、含錳量為1.24%時(shí)試樣的抗拉強(qiáng)度和硬度達(dá)到大值分別為395MPa和260HBW。當(dāng)鐵液中含氮量≥0.011%時(shí)鑄件表面下開始出現(xiàn)氣孔缺陷。 在適當(dāng)含氮量(0.0080%左右)基礎(chǔ)上含鈦量在0.055%-0.149%范圍內(nèi)時(shí)試樣的金相組織為A型和D型石墨+珠光體+少量鐵素體。隨著含鈦量的增加：A型石墨減少D型石墨增多；鐵素體的含量增多珠光體的含量減少。
通過實(shí)驗(yàn)獲得板形灰鑄鐵型材較為合理的工藝參數(shù)為：澆注溫度1400℃，設(shè)計(jì)襯鐵鑄鐵型材的消失模水平連鑄工藝，模擬了其充型和凝固過程，預(yù)測了水平連鑄缺陷，并進(jìn)行了相應(yīng)的工藝優(yōu)化。按照優(yōu)化后的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)，得到了合格的鑄鐵型材，驗(yàn)證了數(shù)值模擬的可靠性。
近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展水平連鑄CAE技術(shù)已被大量應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中如鑄鐵型材充型凝固過程的數(shù)值模擬、應(yīng)力場數(shù)值模擬、鑄鐵型材觀組織的數(shù)值模擬等。而在此基礎(chǔ)上對鑄鐵型材的力學(xué)性能進(jìn)行預(yù)測也一直是學(xué)者研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一同時(shí)也是如今水平連鑄CAE技術(shù)的熱門研究方向。作為發(fā)動機(jī)類鑄鐵型材的發(fā)動機(jī)缸蓋是極具代表性的鑄鐵型材產(chǎn)品對其硬度性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和模擬研究具有較大的實(shí)用價(jià)值和研究意義。對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實(shí)現(xiàn)的，使鑄鐵型材在結(jié)晶器的停留時(shí)間過長，導(dǎo)致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當(dāng)拉拔參數(shù)調(diào)整合適時(shí)，下凹及鼓肚現(xiàn)象基本消失。反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻，力學(xué)性能更為優(yōu)良。與實(shí)施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實(shí)施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強(qiáng)度指標(biāo)高于鑄鐵型材標(biāo)準(zhǔn)(JBT10854-2008水平連續(xù)鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時(shí)，伸長率指標(biāo)均超過LZQT500-7規(guī)定的指標(biāo)。與拉伸性能結(jié)果類似，反弧度法試樣的抗壓強(qiáng)度高于未實(shí)施反弧度法試樣的抗拉強(qiáng)度。實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、率的鑄鐵型材水平連鑄拉坯生產(chǎn)。。缸蓋鑄鐵型材硬度場的實(shí)驗(yàn)研究工作主要有根據(jù)該灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材的特征設(shè)計(jì)出了一套合理可行的鑄鐵型材切片和硬度測量方案。在該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)之上全程追蹤了該鑄鐵型材的生產(chǎn)過程并獲取了鑄鐵型材的澆注溫度、澆注時(shí)間和澆注鐵水成分等澆注參數(shù)。后對兩組成品缸蓋鑄鐵型材進(jìn)行了切片并對各切片上的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了硬度測量分別獲得每個(gè)缸蓋鑄鐵型材各85個(gè)實(shí)測的硬度試驗(yàn)數(shù)據(jù)值。