万仁芳 浅谈近年来铸 铁件的发展 for 百铸网.ppt

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1、浅谈近年来铸铁件的发展东风汽车公司铸造一厂万仁芳01前言1.1由1990年代末汽车“轻量化”给西欧铸造界带来的“铁铝之争”谈起1.2球铁、ADI、蠕铁的发展与应用，带来了“新的铁器时代”。①．产量和品种2011年与2001年相比，铸铁件产量增长了2.79倍，但铸铁件占铸件总产量的比例下降了7.7%，而同期球铁件产量增长了3.85倍，占铸件总产量的比例也上升了7%。新世纪以来，风电、高铁等高端铸铁件更是风生云起，令人瞩目。1②．“软件”方面近年来有关铸铁件的国标修订和新制订，展示了铸铁件的发展和旺盛生命力。22铸铁件材质的发展2.1灰铸铁的发展。灰铸铁在产量增

2、速上虽有所放缓，但质量上却有很大提高。体现在:①．新国标中牌号的细化。增加了HT225和HT275两个牌号，以适应汽车铸件的需要；更强调铸件本体要求达到的力学性能。新国标对C型石墨也作了更明确的定义，更正了以往常将亚共晶灰铸铁中因截面不同而出现的块状石墨误判为C型石墨的情况。②．掌握了HT300和HT350的生产技术。已用于大量流水生产汽车缸体、缸盖，可在较高碳当量情况下，不增加收缩倾向和白口倾向，获得高的力学性能和好的切削加工性能。汽车发动机的铸铁缸体、缸盖已经国产化，而且HT250、HT300仍是内燃机缸体、缸盖的主流材质。③．专用灰铸铁的开发。如轿车制

3、动盘，为了有良好的导热性，要求采用CE为4.4~4.5%的过共晶铸铁，A型石墨长度1-3级，允许有少量C型石墨，抗拉强度Rm175~225MPa。另外，铌铸铁也在一定范围内得到了应用。32.2球铁的发展。①．60年来球铁的进步。a).发展速度令人惊异，从无到有，从少量生产到占世界球铁产量的49.5%；b).球铁应用领域不断扩大，如汽车、内燃机、铸管、大型机床、风电、高铁……；工况则从-196℃到1000℃都使用球铁；c).开发出各种球化处理方法；d).系列化生产了球化剂和孕育剂。4②．精彩纷呈的球铁家族。5●铁素体球铁众所周知，球铁的Rm和A是一对矛盾，在G

4、B/T1348-2009中，球铁基体中珠光体量越高，则Rm越高，A越低，反之，若铁素体量越高，则A越高，Rm越低。为了得到高珠光体量，通常有两种方法：a)、正火处理，b)、加入一定量的Cu、Sn、Cr、Sb等合金元素；为了得到高铁素体量，通常也有两种方法：a)、退火处理，b)、把Cu、Sn、Cr、Sb等元素量尽可能降低，同时进行多次孕育。多次孕育的结果就是使得铸件中终Si量增高了，因此一般来说，在相同碳当量情况下，铁素体基体球铁的含Si量（2.2~2.6%）要高于珠光体球铁的含Si量（1.8~2.2%）。这就使人会以为在球铁中，Si是一种提高伸长率而降低强度

5、的一种元素。其实这是一种误读。研究表明，在铁素体球铁中，其实Si的增加会提高Rm和Rp0.2和而降低A！③．热点分析6图1~图4是德国铸造学会与奥地利铸造学会联手，对硅固溶强化铁素体球铁进行了深入研究后得出的结果。7图5~图6则是根据曾艺成教授提供的数据（据说是P.J.Richarde1972年测得的数据）而作成的曲线。8●硅固溶强化铁素体球铁以上数据表明了Si对铁素体的固溶强化作用，推出了新的球铁牌号。2004年，ISO标准推出了一个新牌号QT500-10(2009年我国修订的GB/T1348也在规范性附录A中采用)，推荐Si量为3.7%；2012年3月，

6、德国和欧盟标准DINEN1563在修订时又增加了三个牌号：EN-GIS450-18、EN-GIS500-14、EN-GIS600-10，推荐含Si量为4.3%。Si固溶强化铁素体球铁除了具有高强度、高韧性外，还具有硬度差小的特点，因而加工性能优于混合基体球铁。9国内率先公开报导采用高Si成功生产QT500-10球铁件的是南车集团戚墅堰机车车辆研究所的唐中权等，他们在2012年生产的高速列车用踏面清扫器本体铸件化学成分如表5所示，力学性能如表6所示，实际性能达到QT550-14的水平。10另一类高强度高伸长率球铁近年来由于球化处理和孕育处理技术的提高，以及高纯

7、铸造生铁的推出和感应电炉废钢增碳熔炼技术的掌握，许多企业已经能够生产高于国标牌号的球铁件，并称之为高强韧性球铁或高强度高伸长率球铁。讨论：比较了表7、表8的数据，似乎硅固溶强化铁素体球铁更适合作为汽车驱动桥壳体。目前不明确的是这三种牌号的室温和负温的冲击功是多少。Si量由2.5%左右提高到4.0%，冲击功肯定会降低，但珠光体量由≤5%提高到50%甚至到≥85%，冲击功也会急剧下降。汽车经常在高寒地区行驶，其负温冲击功还是应引起足够重视才行。11●低温铁素体球铁低温铁素体球铁首先是为了满足风力发电机组铸件的需求而开发出来的，这类铸件采用了国标GB/T1348-

8、2009中的QT350-22A(L)和QT400-1