RQSi中硅耐热球墨铸铁生产实践

RQTSi5中硅耐热球墨铸铁生产实践在工业生产中有些铸件常在高温下工作,如各种炉子的配件、石油化工、冶金设备等等附件，由于它们受到高温的作用，容易发生破坏，为提高其寿命，要求铸铁在高温下具有抵抗破坏的性能。长期以来较为重要的耐热零件是采用高合金钢制造，生产难度大，且成本也高，而用廉价的普通灰铸铁代替合金钢虽成本低，但耐热效果又不如合金钢好，于是就出现了具有抗氧化、抗生长性能的耐热铸铁。我国国家标准GB9437-88〈〈耐热铸铁件〉〉中有铬系、硅系和铝系三种类型的耐热铸铁和耐热球球铁，它们都具有不同的耐热效果和不同的用途。国内虽有少量生产但生产的厂家不多，因此这类耐热铸铁常常用普通灰铸铁代替，效果差，寿命低，不能满足需求，因而耐热铸铁有一定的市场。我厂是专业铸造厂，只生产普通灰铸铁，有一些客户需要耐热铸铁，我厂又不能满足，只能到别处去做或改为普通灰铸铁代替，这和专业铸造厂的称呼不相称。为适应改革开放新的形势，扩大我厂产品的品种，提高经济效益，工厂提出开发中硅耐热球铁的任务，经研究决定在本厂退火炉门、炉框以及熔铝坩埚等铸件上进行中硅耐热球铁试生产，现小结如下：铸铁的高温破坏铸铁在高温时比较容易破坏的原因是氧化与生长两者之故。铸铁的氧化在高温下铸铁氧化开始是在铸铁表面很快产生一层氧化膜，这层膜在570℃以上从外向内形成Fe2O3以及Fe3O4及FeO三层，这三层厚度之比约为1：10：100，可以看出氧化层中主要是大量的FeO,若和Fe2O3及Fe3O4比较起来FeO的结晶不完整，比重小，故很容易为铁原子或氧原子所穿透，因而氧化加剧了。如果在铸铁中加入一些铝、硅和铬等元素，能在铸铁表面产生一层致密的具有优良保护性的Ai2O3、SiO2和Cr2O3氧化膜，这层膜起到了保护作用使氧不易透过，减轻了进一步的氧化，提高了铸铁的抗氧化能力。铸铁的生长铸铁的生长是随高温及时间的增加，铸铁的体积有了不可逆转的增长，体积膨胀，然而当温度重新降下来时，体积不能复原，发生比重下降，强度下降，变形龟裂等现象，使铸件破坏。其原因是加热时氧通过铸件上的微孔、裂纹及石墨片深入到铸铁的内部，氧化了铁、硅、锰等元素，该氧化物的比重小于铁，因此体积发生了不可逆的增长，即内部氧化是生长的重要原因。中硅球铁之所以具有好的耐热性能，正是由于它含硅量高，在高温下铸件表面形成较坚实的SiO2膜，隔绝了氧进一步的氧化，也正由于石墨成为球状，石墨之间相互不连续，孤立存在，氧不可能通过球装石墨深入到内部氧化，因此抗生长性也很好，从下表1中可知中硅球铁在900℃时的生长量和氧化增重量都比中硅铸铁及普通灰口铸铁小，因而耐热效果好。表1普通灰口铸铁、中硅铸铁和中硅球墨铸铁的耐热性能非铸铁它种类逝在灾90匠0鉴℃时种的生片长(猫%)璃在大90床0都℃时东氧化爬增重承(克跪/米目2艰·小驼时)限普通六灰口践铸铁地4窑．念5丛18木~2榴0会中硅相铸铁碰0独．擦21爷~0管。违84疤3.甩6~垮8.稍7劲中硅愉球墨演铸铁碍不长捏大盖<0促.2中硅耐热球铁化学成分的确定硅量的选定在球铁中，硅达到一定含量时能提高材质的抗拉强度，屈服强度和硬度，但明显地降低塑性和韧性，硅对球铁机械性能的影响见图1.当硅含量达5%时，抗拉强度达最高值，硬度也很高，但延伸率和冲击韧性却很低，脆性很大。由此看出硅对中硅球铁脆性的影响是非常敏感的。在冲天炉熔炼过程中，严格控制含硅量是非常重要的。有关资料介绍，当硅含量达4.0%以上可使球铁的抗氧化、生长性能显著改善。增加含硅量，除了改变抗氧化，还能改善抗硫的腐蚀能力。当球铁含硅量为4.42%时，工作温度为850℃，加热150小时的平均氧化速度不超过0.5克/米2·小时，其生长率不超过0.2%而含硅5~6%的耐热铸铁在工作温度900℃加热150小时的平均氧化速度高达3.6~8.7克/米2·小时，生长率为0.21~0.84%，鉴于上述情况，我们将中硅球铁的硅含量控制在4.7~5.3%，超过5.3%时材质变得更易脆裂。锰量的确定锰是一种反石墨化元素，锰含量过高时不但降低中硅球铁的耐热性(易出现珠光体相，破坏了单相组织)，而且降低其性能(降低流动性，加大形成缩孔倾向，使球铁变得硬而脆),因此锰含量越低越好，锰最好在0.3%以下，在熔炼过程中一般不加锰。磷和硫谅众所惭周知轮，对喊球铁仪来说裙，磷时和硫恭是有台害元纸素，每对耐岔热球峡铁来命说更戴是如附此，贤所以流，大改磷、索硫含颂量越兽低越班好。机中硅棒球铁仿铁水瘦的熔帆化和诵处理自铁水住的熔酿炼与妄硅量葬的控汽制钩我们亩采用出5t雹/蝴小时视,菜喷氧让熔炼某酸性鸦冲天舟炉熔豪化铁孕水完,莫在熔唐炼过螺程中铲,同硅元颤素在叔铁水际中的啊增减救情况色较为捎复杂适,垂如何型把硅旦稳定右地控傅制在罪4.帜7~菠5.俭3%多范围何内就禽成为渠熔炼呈工作仍的技鸟术关羽键框,定我们排从以蜓下几位方面蚊进行破控制炊:狠1.若1顷严格爸炉料怒管理吵原材单料要磁经过派严格免挑选永和认虑真化邮验萄,喇必须监保证愁金属步炉料尼都要驱严格粮过秤伪.湿在熔锣炼过欲程中副,贯硅元忍素的另烧损昂和硅热合金紧的吸嫂收率艇是影拾响硅学元素涉增减雹的重冶要因萄素大,激为此掀必须趴稳定昨冲天爸炉的跑熔化秤状况最,筛使硅拌元素核的烧妨损率秧和吸石收率能不发若生忽脏高忽峰低的烛波动播.冰出铁钢水量象的多遵少个,跃不仅替影响吼球化杠化质蔑量衡,鹿而且垂影响乱硅的里含量该,束因此丑要采晶取必脸要的践措衰施慈,激以保免证出君铁水辣量的贷稳定更、正抛确。竞铁水殊的处涨理和主控制晓我厂欠使用拌的球肯化剂必是宜QR证Mg械8R洪E7揉球化琴剂，畏采用悉堤坝黄式浇祥包冲插入法嚼处理承中硅幻球铁屡铁水怎。考殿虑到阅原铁芳水含隶硅量废高，劲铁水成温度贪较高顺（竟14陵50揪~1宗50羽0本℃）桶，把柏球化注剂量针适当阿提高沉些，芽为提凑高球壁化剂繁的吸歌收率慎，缓糟解沸若腾作次用，玉确保袜球化老处理迹正常喘，故寺在球元化剂智上加亮盖一谊层生监铁屑避，使随反应食缓慢婆进行砍。秋在炉服前除妨用金轿相观滨察外可，还忧用三腥角试谢片快黄速观摩察，箭当缠球化评及孕萌育处狱理正炊常时箩，三咸角试擦块两军侧及柏顶部景有明拐显缩生凹，谎试块班断面疯呈毙银肆灰色趣，组捷织细拌密，蹦中些心缩兰松。处结果节：璃化学纪成分丛（见筋表鲁2青）遥实际巩成分报和标渡准成数分对坛比表探表个2视种类且C嫩Si累Mn求P队S辜Mg文Re暴GB乖94泛37态-8蝇8坟RQ返TS幼i防标准记成分雷2.垮4~晚3.年2静>4愧.5绿~5进.5蓝>0周.7刑>0扯.1航>0催.0等3饼93弓-1钱31冲炉敲RQ周TS碗i蹄实际柏成分帝2.索96可5.阁04沸0.迈56仆0.停05粗7悲0.银01些45龄0.屋05层3拦0.督04刘8钞从表孙2寻可知乒：宝93默-1胁31锅炉的捞RQ眠Si康5霜实际毒成分赞全部扮达到撤GB追94决37行-8袜8千国家掌标准谜的规迎定，源其中贫Si峡含量衬达到哥标准闪中间虫值，简也同扣时符德合选注定之Si香含量摄4.重7~劳5.眼3%乞的范秃围内笼，其岭性能只应该认是达泼到预失期要料求的放。巴机械诊性能渐（见辰表汇3鉴）玉实际升机械三性能砖和标稻准机丘械性关能对剧比表管表谊3谈种类愉抗拉颗强度葡б清b(刻N/洞mm黑)追硬度并HB雕GB堤94趁37步-8接8辛R胜QT拢Si灿5呀标准锋机械哭性能帅≥秒37丝0跪22渴8~名30咸2圾93赢-1椅31瓜炉鸦R收QT烧Si索5板标准当机械心性能呢56择5盈27缝2育从表烧3锈中可立知：境93到-1锅31它炉的疼RQ拳TS喘i5堪实际欠机械诱性能微全部驰达到珍GB膜94络37达-8努8绑家标申准的清规定懂，其胖铸件历本体辜硬度洗为神HB刚25匠0-前26织5晶也符扁合标软准规玩定。另金相潮(奔见图为2)裤从图逐2紫可看别出：伏93细-1竭31碗炉致RQ球TS醒i5姐铸态嫌铁素须体含茄量在续85采%吵以上润，球光化率跟2~而3界级，榆石墨乔大小券6千级，赴磷共雀晶等衬级硬站相况<0绸.5阴%.赵使用励效果碰用醒RQ票TS惊i5卖铁水反浇注辅了加疲热炉宋门、愁炉框可及熔慎铝坩吴锅，挽经使食用，渴在艇80篇0阻℃杯左右宏的空获气介衰质中桂的耐展使用刚寿命翻比普朗通灰声口铸董铁高睛1~熊2倍蔬，经辰济效病益显呼著，玉但发狸现以殿下情造况：秘1．犁《有稳色金湾属铸糠造手握册》蔑规定旁熔化酱铝合苹金的陶铸铁兼坩锅设采用贿RQ筒TS送i5三中硅伐耐热雅球铁音制造覆是一愉种较蛾合适爹的材澡料，串我们秆用这辫材料膛浇注喝成了挽坩锅懂进行做试用互，发支现在气其外缴部与强空气跌介质律、火专焰接阀触的雕表面姓，抗显氧化允、抗假变形饭和抗基生长群的效百果很茶好，暮比普腊通灰的口铸资铁的宿耐热碧效果描好得确多，库但在演其内行部与睛铝液婶接触吊部分跃侵蚀暮非常锣严重俊，如组图3存所示乘，其啦侵蚀奇程度乖比H虽T2狸00浑普通容灰铁午制造烘的坩魄锅还厌要严陵重。柜分析矛其原陕因：撞众所叠周知宫，硅宝与铝凝在液泻态时抚可相乖互溶腿解，柳溶解办度极久大，船见图婚4-蜘铝-借硅二手元合锄金状厦态图比。在员80抱0垦℃时补铝液垃可溶家解3阴0%缸左右鸡的硅巴。中若硅球街铁的休硅含细量在陪5%链左右扛，是点HT赛20放0含旋硅量顾1.萍5%历的三管倍多献，高拥含量束的硅成容易两在高军温下寸溶解迁到铝岛液中蒜去，臭这就银是中窄硅球愁铁坩需锅在短熔炼聪铝合篇金时桃内壁钟侵蚀蹈速度睡比H凶T2颤00双普通填灰口严铁要剩快、熊侵蚀努程度让严重趟的主你要原踪因。违因此获，中巾硅球挂铁耐肠热效旁果好集，但锅不耐匹铝液虹侵蚀谅。疏且哄群图袭3漏熔铝范坩埚照内壁撒侵蚀它示意奔图声图查4屡铝疲--银-侵硅二洪元合划金状屋态图茎2.懒中硅责球铁扔件在惑加热感时如秧生温抬速度健很快滨或瘦将冷雀的铸弱件突啦然放断到高签温中崭,铸嘉件承斯受不努了热欺冲击熟,很泄容易肚断裂舟.分决析其测原因肢,由星于中彼硅球致铁含筐硅量瓣高,设造成幸了脆苍性转愧变温夜度升捷高,准从室叙温刚鱼开始钥加热懂时是助在脆浩性范尽围内所,受尘不了匹热冲陪击而李造成乒断裂叠的缘活故.宽根据抚相关丢资料砌介绍战,含鬼硅4刑.1偶%的永球墨鉴铸铁庄脆性味转变碌温度叹为1矮50暮℃肺,而吐含5敲%硅址的球驳铁就途更高借了.弦一般脏低硅烟球铁冈则低须于-那40拜℃皆,差糟距2肯~3予百度怖.只辽有缓窑慢加葵热超蛮过脆栽性转您变温雪度后边才很样少出课现断闷裂现屡象.宗因此兼中硅声球铁伪不适辆用于同加热体速度顿快、石热冲拆击大叠的铸旷件，社如钢本锭模慨等铸询件。小结逢含硅刷量题5%处左右享的课RQ裁TS曲i5蛋中硅营球铁蛾铸成灾的铸疤件，候在空骨气介醉质中掀耐热揪温度蒸达防80称0帝℃绞以上融，使骨用寿之命比隔HT敢20姨0普启通灰症口铁奇提高誓1~事倍。绪生产泉中硅臭球铁希的关顺键在练于硅铺含量交是否愈能控划制在飞范围股以内俱，因齐此在避冲天泊炉熔洲炼过凳程及殃处理俱过程御中，银必须段严格帖炉料贪管理己，控大制配怪料成犁分，务控制枕出铁稿量和贡严格悄球化墓及孕擦育处茂理，房才能条准确艰控制变含硅经量。攀由于粗中硅