利用高頻加熱爐對球墨可鍛鑄鐵進行等溫淬火之化學(xué)成分解析
奧貝球鐵(ADI)具有良好的綜合力學(xué)性能,已成功應(yīng)用于康明斯發(fā)動機正時齒輪及拖拉機末端傳動齒輪,且具有重量輕、噪聲小、成本低等優(yōu)點。但奧貝球鐵對原材料中的Mn、P及球化干擾元素限制較嚴(yán),為使組織和性能穩(wěn)定,要求使用優(yōu)質(zhì)原材料并嚴(yán)格控制熔煉、鑄造及熱處理工藝。因此,其推廣應(yīng)用受到了一定程度的限制。
球墨可鍛鑄鐵兼用球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵的生產(chǎn)工藝,保留了兩種鑄鐵的一些特點。與球墨鑄鐵相比,球墨可鍛鑄鐵對爐料的要求可適當(dāng)放寬,對反球化元素的限制也不像球鐵那樣嚴(yán)格,給生產(chǎn)帶來一定程度的方便。
球墨可鍛鑄鐵已經(jīng)把石墨形態(tài)由團絮狀改善為球狀,若在此基礎(chǔ)上利用高頻加熱爐進行等溫淬火工藝改變基體組織,可進一步提高其力學(xué)性能。因此,對球墨可鍛鑄鐵的等溫淬火工藝研究具有重要意義。
利用高頻加熱爐進行等溫淬火球墨可鍛鑄鐵時,其化學(xué)成分選擇原則為:鑄態(tài)能獲得白口組織;石墨化退火時間要短,等溫淬火時能促使形成奧氏體和貝氏體組織;具有較高的綜合力學(xué)性能水平。
碳:碳量高可改善白口鑄鐵的鑄造性能,提高流動性,減少縮松及熱裂傾向。但碳量過高不利于獲得白口組織。因此,選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%左右的中碳成分。
硅:硅強烈促進石墨化,顯著縮短退火周期。硅降低碳在奧氏體中的溶解度,降低過冷奧氏體的穩(wěn)定性,從而促進貝氏體轉(zhuǎn)變, 并抑制轉(zhuǎn)變中碳化物的析出,有利于形成無碳化物的上貝氏體和富碳奧氏體組織。硅是負偏析元素,對基體有強化作用。但硅量過高不利于鑄態(tài)獲得白口。一般質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用1.8%左右的中硅成分。
錳:錳是提高淬透性的有效元素,可適當(dāng)提高,以滿足厚斷面獲得奧貝組織的要求。
磷、硫是有害元素?紤]到國內(nèi)地方生鐵的質(zhì)量較差,依據(jù)化學(xué)成分對組織和性能的影響研究結(jié)果,試驗中放寬了對磷、硫含量的限制。