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在鑄造行業(yè),人們常說,鑄造材料的成分決定組織,組織左右性能;這句話其實并不全面。我們在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)許多鑄鐵,在相同成分時,機(jī)械性能卻有較大差異。鐵水的質(zhì)量除與其成分有關(guān)聯(lián)外,還與爐料配比(生鐵用量、廢鋼用量、返回料用量、合金加入量),熔化與出爐溫度,孕育工藝等有密切關(guān)系。所謂合成鑄鐵,就是指配料中使用50%以上的廢鋼,通過增碳合成的方法制取的鑄鐵材料,因為需要較高的熔化溫度,只宜在電爐中熔煉。目前合成鑄鐵主要有合成灰鐵和球鐵。通過大量實踐,對于HT250、HT300等高強(qiáng)度灰鑄鐵來說,廢鋼左右強(qiáng)度、生鐵影響組織。
配料注意事項
高比例廢鋼(尤其是船板)與高比例回爐料(澆冒口、廢鑄件、鐵屑)搭配,合成灰鐵的廢鋼加入量不宜超過50%;高比例廢鋼(尤其是船板)與含硫磷高的生鐵搭配;回爐料超過40%(澆冒口、廢鑄件、鐵屑)。
配料優(yōu)化組合(%)
組成生鐵廢鋼回爐料配比A403030、配比B304030、配比C204040、配比D205030
錳硫含量
需要提高硬度時錳的含量可達(dá)1.0-1.2%,但不要求相應(yīng)提高硫的含量(關(guān)于灰鐵中的硫含量,另行分析)。
某公司為了節(jié)約成本,多用廢鋼,在兩個月內(nèi)試制合成高牌號灰鑄鐵,廢鋼用量一度達(dá)60%,有一段時間除加入廢鋼外另加回爐料和少量鐵屑,最初質(zhì)量不錯,但一段時間后發(fā)現(xiàn)鑄件批量縮孔、縮松和有白色硬斑,并且持續(xù)不斷越來越嚴(yán)重。
此缺陷成因:初步判斷是鐵水中MnS的含量過高而引起的鑄件顯微縮孔、縮松,MnS富集形成白色硬斑。這是由于高牌號灰鐵HT300成分要求Mn含量較高(1%左右),加之廢鋼自身錳也高(船板中的16錳鋼含Mn在1.6%),而廢鋼中的S以及回爐鐵(包括鐵屑)中的S和錳反應(yīng)產(chǎn)生的MnS在爐料中的積累達(dá)到一定程度,就會產(chǎn)生過量,從而產(chǎn)生上述缺陷。
為了減少鐵水中的MnS含量,一般用加入一定量的優(yōu)質(zhì)新生鐵(低S低Mn)來調(diào)整,另外提高孕育效果,可使MnS細(xì)化,減弱其不良影響。廢鋼加入量過大時,由于廢鋼熔點在1530度左右,而生鐵和回爐料的熔點只是1230度左右,多用廢鋼增加了電耗,加大了鐵水的過冷傾向,還吸附大量的氮氣,一般來說合成鑄鐵工藝并不適用于灰鑄鐵,而比較適用于球鐵。
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南京諾金高速分析儀器廠
2023年5月5日
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