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    球墨鑄鐵管生產

    DN2600球墨鑄鐵管力學性能控制的難點

    時間:2017-07-06

    球墨鑄鐵管質量最關鍵的指標是性能指標,必須符合IS02531標準中規定的力學性能指標。

       

    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%,其伸長率A7%,考慮到過高的塑性會導致球墨鑄鐵管變形或橢圓,不能追求過高的鐵素體含量。生產實踐中通過對低溫石墨化退火溫度和保溫時間的控制,將珠光體量控制在25%35%。金相組織中滲碳體的存在會影響球墨鑄鐵管的力學性能,當滲碳體量達到5%10%時,會使伸長率大幅度降低,為了避免滲碳體的產生,保證管材本體金屬質量,生產中直接使用高爐鐵液,煉鐵高爐對供給球墨鑄鐵管的鐵液要進行專門的爐料配置,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孕育效果,還要在澆注過程中進行瞬時孕育。

    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,在不產生滲碳體的前提下,使用外噴冷卻水對管模外壁進

    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量,特別是碳含量有關,為避免石墨漂浮、DN2600管子的碳當量應≤4.2%。

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

    依據大量的生產數據分析得出結論:當球化鐵液中釩含量≥0.05%時,鑄態管材中的珠光體和滲碳體含量就會大幅度增加。低溫石墨化退火對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,鈦的分配系數很低,90%以上的鈦原子偏聚于液相,在界面前沿產生成分過冷區。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合作用,當釩和鈦含量都較高時,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,要高準確率的精確控制珠光體數量還有一定難度。首先:石墨數量、尺寸、分布狀態對奧氏體分解出鐵素體有明顯影響,石墨球細小、數量多、彌散化分布,碳原子向石墨擴散的距離短、有助于形成較多的鐵素體。


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