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論文導(dǎo)讀:那么改用球墨鑄鐵是否合適呢?球墨鑄鐵具有著較好的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性,但是其流動(dòng)性差,體積收縮大,鑄造性能不如灰鑄鐵,鑄造時(shí)容易出現(xiàn)縮孔和縮松,再者鑄錠底盤(pán)是一個(gè)重達(dá)七噸的厚大件,而球墨鑄鐵的壁厚敏感性又較大,會(huì)使各處性能不一致,以上諸因素都限制了球墨鑄鐵在這類大件上的應(yīng)用。我又想到了蠕墨鑄鐵,其鑄造性能接近灰鑄鐵,而力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性又接近了球墨鑄鐵,壁厚敏感性比灰鑄鐵和球墨鑄鐵都小,這應(yīng)該是一種較為理想的選擇。
關(guān)鍵詞:蠕墨鑄鐵,耐熱沖擊件,研究,應(yīng)用
在帶領(lǐng)學(xué)生到焦作市礦山機(jī)器廠實(shí)習(xí)期間,該廠技術(shù)員提出他們廠在澆注鋼錠時(shí)用的鑄錠底盤(pán),以往一貫采用HT200制造,由于擺鋼錠模時(shí)的撞擊、澆注鋼錠時(shí)受到1500℃以上高溫鋼液的沖刷浸蝕、脫錠時(shí)鋼錠和鋼錠模對(duì)其熱狀態(tài)下的碰擊,使得鑄錠底盤(pán)較早損壞,以致于斷裂無(wú)法再使用下去,致使鑄錠費(fèi)用偏高,希望能有一個(gè)簡(jiǎn)單、方便、經(jīng)濟(jì)的解決辦法。
由于灰鑄鐵的強(qiáng)度低、塑韌性很差,易發(fā)生斷裂,在交變應(yīng)力作用下,易產(chǎn)生疲勞破壞,熱穩(wěn)定性差,經(jīng)常承受高溫浸蝕和撞擊時(shí)容易折斷損壞,故不太適合于鑄造鑄錠底盤(pán)這類承受熱沖擊較大的工件。那么改用球墨鑄鐵是否合適呢?球墨鑄鐵具有著較好的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性,但是其流動(dòng)性差,體積收縮大,鑄造性能不如灰鑄鐵,鑄造時(shí)容易出現(xiàn)縮孔和縮松,再者鑄錠底盤(pán)是一個(gè)重達(dá)七噸的厚大件,而球墨鑄鐵的壁厚敏感性又較大,會(huì)使各處性能不一致,以上諸因素都限制了球墨鑄鐵在這類大件上的應(yīng)用。
我又想到了蠕墨鑄鐵,其鑄造性能接近灰鑄鐵,而力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性又接近了球墨鑄鐵,壁厚敏感性比灰鑄鐵和球墨鑄鐵都小,這應(yīng)該是一種較為理想的選擇。免費(fèi)論文。那么蠕墨鑄鐵是否適合用來(lái)制造鑄錠底盤(pán)這類在高溫沖擊下工作的工件呢?我與該廠的技術(shù)人員一起對(duì)灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵的鑄造性能、力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試、對(duì)比,以便找出一種最合適的材料。
一、鑄造性能的對(duì)比
1.不同材質(zhì)體收縮率的對(duì)比
灰鑄鐵 | 球墨鑄鐵 | 蠕墨鑄鐵 | |
縮孔縮松比(%) | 1~3 | 6.7~11.1 | 4~4.5 |
2.不同材質(zhì)線收縮率的對(duì)比
HT200 | HT300 | 球墨鑄鐵 | 蠕墨鑄鐵 | |
線收縮率(%) | 1.082 | 1.082 | 0.807 | 0.86~1.23 |
3.不同材質(zhì)初膨脹率的對(duì)比
HT200 | HT300 | 蠕墨鑄鐵 | 球墨鑄鐵 | |
初膨脹率(%) | 0.14 | 0.15~0.2 | 0.24~0.39 | 0.6 |
通過(guò)對(duì)比可以看出灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵的體收縮率相差較大,蠕墨鑄鐵的表面縮孔體積比球墨鑄鐵減少了一半。三類鑄鐵的線收縮率相差不太大,都在1.0%左右。但三類鑄鐵的初膨脹率相差較大,灰鑄鐵較小,球墨鑄鐵較大,蠕墨鑄鐵介于中間。
4.幾種鑄鐵流動(dòng)性的比較
牌號(hào)澆注溫度(℃)螺旋線長(zhǎng)度(mm)
HT2001280710
HT3001270105
1290192
1320385
1345470
1405710
蠕墨鑄鐵1240612
1256 755
1270980
1313990
13271033
13301128
13411153
可以看出蠕墨鑄鐵和灰鑄鐵相比,在相同澆注溫度時(shí)其流動(dòng)性大大超過(guò)灰鑄鐵,甚至是高牌號(hào)灰鑄鐵HT300鑄鐵的2.5~7倍左右。
二、力學(xué)性能的對(duì)比
實(shí)驗(yàn)時(shí),我們采用稀土硅鐵合金作蠕化劑,75硅鐵作孕育劑生產(chǎn)出蠕墨鑄鐵,以檢驗(yàn)它的力學(xué)性能。免費(fèi)論文。
單鑄試塊的性能如下:
試塊號(hào) | 抗拉強(qiáng)度(MPa) | 抗彎強(qiáng)度(MPa) | 延伸率(%) | 蠕化率(%) | 硬度(HBS) |
鑄態(tài) 試塊 | 335 | 0.6 | 80 | ||
退火 狀態(tài) | 393 | 763 | 0.8 | 80 | 277~285 |
HT200 | 200 | 392 | 170~241 | ||
HT300 | 300 | 529 | 187~255 |
蠕墨鑄鐵的牌號(hào)
牌 號(hào) | 抗拉強(qiáng)度(MPa) | 抗彎強(qiáng)度(MPa) | 延伸率(%) | 蠕化率(%) | 硬度(HBS) |
不 小 于 | |||||
RUT420 | 420 | 336 | 0.75 | 50 | 200~280 |
RUT380 | 380 | 300 | 0.75 | 50 | 193~274 |
RUT340 | 340 | 270 | 1 | 50 | 170~249 |
RUT300 | 300 | 240 | 1.5 | 50 | 140~217 |
RUT260 | 260 | 195 | 3 | 50 | 121~197 |
通過(guò)對(duì)比可以看出,退火狀態(tài)的試塊抗拉強(qiáng)度為393MPa,超過(guò)RUT380接近RUT420,其性能達(dá)到或超過(guò)了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo),其抗拉強(qiáng)度比HT200提高了一倍左右,蠕化率在80%左右,延伸率亦較高,性能綜合來(lái)看比HT200提高很多。免費(fèi)論文。
通過(guò)試驗(yàn)、對(duì)比可以看出,蠕墨鑄鐵具有較高的力學(xué)性能,特別是高溫力學(xué)性能較高,并且具有較好的導(dǎo)熱性、耐熱疲勞性和抗氧化生長(zhǎng)性,適宜制造在高溫下工作或承受熱沖擊的零件,是制造鑄錠底盤(pán)的較理想的材料。
在向該廠提出采用蠕墨鑄鐵經(jīng)退火后制造鑄錠底盤(pán)的建議后,經(jīng)該廠三年多來(lái)的使用,效果較為理想,打算今后擴(kuò)大使用范圍,把它用在鋼錠模及其他受熱零件上去,擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益。
蠕墨鑄鐵的生產(chǎn)僅是在灰鑄鐵中加入1~1.4%的稀土硅鐵合金、0.5~0.7%的75硅鐵,而力學(xué)性能就比HT200提高一倍,使用壽命也提高一倍,從經(jīng)濟(jì)上來(lái)看經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,無(wú)論是用在冶金上的鑄錠底盤(pán)、鋼錠模,還是在機(jī)械工業(yè)中鑄造汽車拖拉機(jī)排汽管、齒輪箱體、機(jī)床底座、導(dǎo)軌等的應(yīng)用上都有十分廣闊的用途。