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球墨鑄鐵是工業(yè)上應用廣泛的金屬材料之一,球墨鑄鐵以其度、高塑韌性、良好的抗疲勞能力和鑄造性能以及較低的生產成本而應用越來越廣泛,并逐步替代鑄鋼件。孕育處理是球鐵生產中不可缺少的一個環(huán)節(jié),其目的在于增加石墨球的數量、提高其圓整度、細化石墨球、防止球化衰退、降低白口傾向、防止在共晶團間形成自由滲碳體等。 球墨鑄鐵在生產中普遍應用的孕育劑是75硅鐵,但其孕育效果較差,為自由滲碳體,需要加入量較大,然而為了控制終硅量,則必須降低原鐵水的含硅量,這就給回爐料的利用帶來了一定難度。而孕育效果非常強的孕育劑,加入較少的量就能達到和普通孕育劑相同的孕育效果,而且增硅也少,這樣就可以適當地提高原鐵水的含硅量,進而提高了對回爐料的利用率,從而降低生產成本。
本論文通過反復試驗研制出一種由Fe2O3、FeS、Bi2O3、CaSi四種物質組成的新型復合孕育劑,為了確定孕育劑中各種物質的佳成分配比,我們通過向牌號為QT500-7的球鐵鐵水中加入此種孕育劑進行了三因素三水平的正交試驗。通過對正交試驗結果進行極差分析確定出孕育劑中各成分的佳配比。然后繼續(xù)探討了這種新型孕育劑對球墨鑄鐵觀組織和力學性能的影響。 研究結果表明,新型復合孕育劑的主要成分組成為：Bi%,余量為Ca,其加入量為鑄件重量的0.1wt%,在向牌號為QT450-10的球鐵鐵水中加入此種新型孕育劑后球鐵組織中的石墨球數明顯增多,由264個/mmm2增加至325個/mm2,石墨球數的增多有助于鐵素體含量的增加,另外球化級別也由添加前的4級提高到3級,從而使鑄件達到較好的綜合力學性能,尤其是伸長率得到了很大的提高,
微觀存在形式不同：灰鑄鐵的石墨是以片狀存在,球墨鑄鐵的石墨是以球狀存在的。 一. 性能差異:（1）灰鑄鐵的強度和塑性低(片狀石墨割裂基體,引起應力集中),脆性大,消振性能好.不能通過熱處理來提度。（2）球墨鑄鐵,應力集中小,強度高,可以和中碳鋼蓖美,有一定的塑性和良好的韌性，可以通過熱處理來提度。 二. 用途差異：灰鑄鐵主要用于強度要求不高,主要承受壓應力的各種箱體，底座等；球墨鑄鐵用于一些強韌性要求高、形狀復雜(鑄造性能比鋼好,)的工件,比如內燃機曲軸/連桿等之類的零件. 三. 強度差異：球墨鑄鐵的抗拉強度是60k，球墨鑄鐵的屈服強度是40k。鑄鐵抗拉強度31k（max)。無屈服強度并斷裂，而鑄鋼的屈服強度:36k，。球墨鑄鐵的強度比遠遠優(yōu)于鑄鐵。 球墨鑄鐵在耐腐蝕性方面與鑄鐵相同。 減震性由于球墨鑄鐵的球狀石墨微觀結構，球墨鑄鐵優(yōu)于鑄鋼，且應力低。 球墨鑄鐵具有鑄鋼的強度，也有鑄鐵優(yōu)異的抗腐蝕性 雖然鑄鐵的機械性能不如鋼，但由于石墨的存在，卻賦予鑄鐵許多為鋼所不及的特殊性能： ① 石墨造成脆性切削，鑄鐵的切削加工性能優(yōu)異。 ② 鑄鐵的鑄造性能良好，鑄件凝固時形成石墨產生的膨脹，減少鑄件體積的收縮，降低鑄件中的內應力。 ③ 石墨有良好的潤滑作用，并能儲存潤滑油，使鑄件有很好的耐磨性能。 ④ 石墨對振動的傳遞起削弱作用，使鑄鐵有很好的抗振性能。 ⑤ 大量石墨的割裂作用，使鑄鐵對缺口不敏感 。鑄鐵與球墨鑄鐵鑄件的成本差價在3000-4000元之間。
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