可鍛鑄鐵是如何生產(chǎn)的,可鍛鑄鐵鑄造性能有什么特征?
2023-11-20
鑄鐵是從生鐵中獲得的,生鐵用焦炭和石灰石重新熔化。生鐵只不過是從鐵礦石中獲得的純鐵。鑄鐵具有許多工程特性,因此可以以多種方式使用,例如用于衛(wèi)生配件,軌道椅,鑄造模具等。
如上所述,鑄鐵由熔化工藝制成。這個過程發(fā)生在一個稱為對爐的爐子里。爐子高5米,圓柱形,直徑1米。原料生鐵、焦炭和石灰石從頂部提供的裝料室的裝料門進(jìn)入。使用空氣噴射入口將空氣噴射引入室內(nèi),以去除生鐵中存在的雜質(zhì)。因此,純鑄鐵從底部出來,然后倒入所需形狀的模具中。這些模具被稱為鑄鐵鑄件。
可鍛鑄鐵是將白口鑄鐵通過固態(tài)石墨化熱處理(包括有或無脫碳過程)得到的具有團(tuán)絮狀石墨的鐵碳合金。采用不同的熱處理方法,可以得到具有不同組織和性能的可鍛鑄鐵,即黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵和白心可鍛鑄鐵。
當(dāng)將白口鑄鐵毛坯件在密封的退火爐中進(jìn)行熱處理,即在中性爐氣條件下退火時,得到的鑄鐵組織中有呈團(tuán)絮狀的石墨(退火碳)存在。這種石墨雖不很圓整和緊密,但它對基體的割裂作用則比灰鑄鐵中的片狀石墨要小得多,因此它能使鑄鐵得到較高的強度及良好的韌性。鑄鐵的基體可以通過熱處理來加以控制。使之成為鐵素體或珠光體。用這種方法得到的鐵素體基體可鍛鑄鐵因組織中有石墨存在,因而鑄鐵的斷面呈暗灰色,而在表層經(jīng)常有薄的脫碳層呈淺灰色,故通稱為黑心可鍛鑄鐵。而珠光體可鍛鑄鐵則是以其基體命名的。
可鍛鑄鐵是如何生產(chǎn)的,可鍛鑄鐵鑄造性能有什么特征?
可鍛鑄鐵的生產(chǎn)工藝
可鍛鑄鐵的化學(xué)成分為w C= 2.2%~2.8%,w Si= 0.8%~1.4%。可鍛鑄鐵的石墨呈團(tuán)絮狀,根據(jù)基體組織的不同可分為黑心可鍛鑄鐵(又稱鐵素體可鍛鑄鐵)、白心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵3種,其中白心可鍛鑄鐵國內(nèi)應(yīng)用不多。
可鍛鑄鐵的制取方法是:先澆注成白口鑄鐵,然后進(jìn)行長時間的高溫石墨化退火。白口鑄鐵內(nèi)必須沒有片狀石墨,否則在退火時從滲碳體片中分解出來的石墨將沿著原來的石墨結(jié)晶而得不到團(tuán)絮狀石墨??慑戣T鐵僅用于薄壁件,一般壁厚不超過25 mm。
經(jīng)第一階段石墨化(900~960℃保溫15 h后直接空冷)可得到珠光體基體的可鍛鑄鐵。若在冷卻到770~720℃再進(jìn)行第二階段石墨化(即緩冷或等溫一段時間后空冷),則可得到鐵素體基體的可鍛鑄鐵。
可鍛鑄鐵是如何生產(chǎn)的,可鍛鑄鐵鑄造性能有什么特征?
可鍛鑄鐵鑄造性能具有如下特征:
(1)流動性:可鍛鑄鐵碳、硅含量低,液相線溫度偏高,凝固溫度范圍較大,所以流動性不好,類似于鑄鋼。故要求澆注溫度較高,薄壁件應(yīng)在1350 ℃以上,中厚件澆注溫度要大于1320℃同時要求鑄型耐火度較高。
(2)收縮:可鍛鑄鐵鑄態(tài)組織為白口,收縮較大,體收縮一般為5.3%~6.0%,線收縮為1.5%~1.8%。冒口必須保證足夠的尺寸和數(shù)量,以利補縮,冒口形式大多采用頂部180°(角)的暗冒口。白口鑄件退火時,將產(chǎn)生石墨化膨脹,其值隨碳含量而變。鐵素體可鍛鑄鐵退火時,如碳含量為2.2%,長度脹出1.4%,精確鑄件的工藝,應(yīng)同時考慮鑄造收縮和退火膨脹。鐵素體可鍛鑄鐵件模型的縮尺一般選用2.8%,具體數(shù)值可根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、鑄型硬度、鐵水含碳量等來決定。
(3)縮松與縮孔:因流動性不好,故可鍛鑄鐵的澆注溫度偏高,造成液態(tài)收縮偏大,結(jié)晶溫度范圍又較寬,極易產(chǎn)生縮松與縮孔。當(dāng)結(jié)晶過程中形成樹枝狀結(jié)晶和板條狀共晶組織時,縮松傾向尤為突出,且補縮能力差,極易產(chǎn)生縮松。
(4)鑄造應(yīng)力和裂紋可:鍛鑄鐵收縮大,應(yīng)力大,裂紋傾向隨之也大。故裂紋傾向性大是可鍛鑄鐵同其他鑄鐵區(qū)別的特征之一。裂紋傾向與鐵液結(jié)晶凝固溫度范圍較 大,易生成樹枝狀結(jié)晶、形成板條狀結(jié)構(gòu)、補縮性能較差、收縮較大等性能有關(guān)。
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