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球墨鑄鐵管生產(chǎn)

DN2600球墨鑄鐵管力學(xué)性能控制的難點(diǎn)

時(shí)間:2017-07-06

球墨鑄鐵管質(zhì)量最關(guān)鍵的指標(biāo)是性能指標(biāo),必須符合IS02531標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的力學(xué)性能指標(biāo)。

   

DN2600大口徑球墨鑄鐵管的基體組織為鐵素體,含量控制在65%75%,其伸長(zhǎng)率A7%,考慮到過高的塑性會(huì)導(dǎo)致球墨鑄鐵管變形或橢圓,不能追求過高的鐵素體含量。生產(chǎn)實(shí)踐中通過對(duì)低溫石墨化退火溫度和保溫時(shí)間的控制,將珠光體量控制在25%35%。金相組織中滲碳體的存在會(huì)影響球墨鑄鐵管的力學(xué)性能,當(dāng)滲碳體量達(dá)到5%10%時(shí),會(huì)使伸長(zhǎng)率大幅度降低,為了避免滲碳體的產(chǎn)生,保證管材本體金屬質(zhì)量,生產(chǎn)中直接使用高爐鐵液,煉鐵高爐對(duì)供給球墨鑄鐵管的鐵液要進(jìn)行專門的爐料配置,保證高硅低硫,并要控制微量元素含量。為了降低鐵液的過冷度增強(qiáng)孕育效果,還要在澆注過程中進(jìn)行瞬時(shí)孕育。

管壁中存在的黑渣是一種由熔渣和漂浮的石墨形成的鑄造缺陷,尺寸由幾百微米到幾毫米。含有黑渣試樣在拉伸過程中會(huì)在缺陷處斷裂。渣層的控制首先要選擇低硫的原鐵液,以降低硫化物的數(shù)量,減少球化處理過程中球化劑的加入量,降低球化鐵液的殘Mg含量。其次,有效控制凝固過程中的冷卻速度,在不產(chǎn)生滲碳體的前提下,使用外噴冷卻水對(duì)管模外壁進(jìn)

行降溫,能加速球墨鑄鐵管的凝固,降低石墨的漂浮。石墨漂浮與鐵液碳當(dāng)量,特別是碳含量有關(guān),為避免石墨漂浮、DN2600管子的碳當(dāng)量應(yīng)≤4.2%

釩是較強(qiáng)的碳化物形成元素,其在凝固界面前的液相中富集而形成成分過冷區(qū)。釩提高碳在奧氏體中的溶解度,共晶碳含量相應(yīng)降低。釩對(duì)球墨鑄鐵碳化物生成傾向的影響比鉻能力更強(qiáng),資料顯示:在實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下,同樣成分的球墨鑄鐵試樣,不加釩時(shí)無白口,加釩0.12%0.24%的白口深度分別增加到6 mm13 mm。

依據(jù)大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論:當(dāng)球化鐵液中釩含量≥0.05%時(shí),鑄態(tài)管材中的珠光體和滲碳體含量就會(huì)大幅度增加。低溫石墨化退火對(duì)消除釩的影響作用不明顯,往往退火后的組織中珠光體含量仍>35%。

鈦是碳化物形成元素,鈦的分配系數(shù)很低,90%以上的鈦原子偏聚于液相,在界面前沿產(chǎn)生成分過冷區(qū)。鈦與碳在較高溫度下化合成TiC,其彌散分布于基體,硬度高。釩鈦碳氮化合物硬度更高(HC12001600)。

考慮到微量元素的聯(lián)合作用,當(dāng)釩和鈦含量都較高時(shí),控制(+)0.10%。

為了控制DN2600球墨鑄鐵管在自重作用下的變形,退火后金相組織的控制上不追求過高的鐵素體含量,理想的珠光體含量為25%35%,盡可能將伸長(zhǎng)率控制在8%10%。但通過低溫石墨化退火使珠光體分解,獲得鐵素體的過程受諸多因素的影響,要高準(zhǔn)確率的精確控制珠光體數(shù)量還有一定難度。首先:石墨數(shù)量、尺寸、分布狀態(tài)對(duì)奧氏體分解出鐵素體有明顯影響,石墨球細(xì)小、數(shù)量多、彌散化分布,碳原子向石墨擴(kuò)散的距離短、有助于形成較多的鐵素體。


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