Hur tillverkar man höghållfasta delar av grått gjutjärn utan att lägga till ädelmetaller som legeringar?

Detaljerat processflöde för att producera HT300 höghållfast grått gjutjärn utan legering

Fas 1: Ingredienser och smältning - Att lägga grunden

1. Utvalda ugnsmaterial: tackjärn: högrent tackjärn eller högkvalitativt gjutjärn används, vilket kännetecknas av lågt innehåll av spårämnen (som Ti, V, As, Sb, etc.). Dessa spårämnen kan störa grafitens morfologi, vilket inte bidrar till styrka. Järnblockets storlek bör vara enhetlig. Stålskrot: Andelen tillsats måste ökas avsevärt, vanligtvis för 30% -40% av ugnsladdningen. Användningen av rent stålskrot med lågt kolhalt och låg svavelhalt, såsom stansdelar, kolstålsavfall, etc., syftar till att späda ut kol och föroreningar i det smälta järnet. Återvunnet material: Använd inlopp och avfallsgjutgods av samma märke för att säkerställa en stabil sammansättning. Kontrollera noga dess proportioner och renhet för att undvika att införa för många föroreningar. 2. Noggrann ingrediensberäkning: Kärnidé: Låg kolekvivalent. Målet är att strikt kontrollera kolekvivalenten (CE) inom ett smalt intervall på 3,8 % till 4,0 %. Kol (C): Målvärdet är satt till 2,9 % -3,2 %. Undertrycker kolhalten genom en hög andel stålskrot. Kisel (Si): Det initiala kislet i ugnen kontrolleras till 1,2% -1,5%, vilket lämnar tillräckligt med inkrementellt utrymme för efterföljande inkubationsbehandling. Balansen mellan mangan (Mn) och svavel (S) är avgörande. Målet är att kontrollera svavelhalten mellan 0,07 % och 0,12 %, och sedan beräkna mängden tillsatt mangan enligt formeln Mn % ≈ 1,7 × S %+0,3 %. Baserat på detta är manganhalten vanligtvis mellan 0,8 % och 1,0 %. Detta säkerställer bildningen av nyttiga MnS-föreningar och främjar bildningen av perlit. Fosfor (P): Det måste vara strikt begränsat till under 0,08 %, eftersom fosfor kan minska gjutjärnets seghet och styrka. 3. Högtemperatursmältning: Medelfrekvent induktionsugn används för smältning för att säkerställa enhetlig sammansättning och exakt temperaturkontroll. Tappningstemperaturen måste vara över 1520 ℃. Syftet med högtemperatursmältning är att helt reducera gashalten (väte, kväve) i smält järn. Flyt icke-metalliska inneslutningar helt för att erhålla rent smält järn. Tillhandahåll tillräckliga värmereserver för efterföljande bearbetning och hällning.

Fas 2: För ugnsbehandling och gjutning - exakt kontroll

1. Snabb analys och justering av ugnskomponenter: Ta järnvätskeprover för spektralanalys eller termisk analys för att snabbt få fram det faktiska innehållet av C, Si, Mn, P och S. Finjustera enligt resultaten för att säkerställa att alla element är inom målfönstret, speciellt kolekvivalenten. 2. Effektiv inkubationsbehandling: Detta är själen i hela processen. Under lågkolhaltiga ekvivalenta förhållanden är tendensen hos smält järn till vitmögel extremt hög, och det är nödvändigt att eliminera vitmögel och förfina grafit genom stark inokulering. Val av inokulanter: Välj ympmedel med stark resistens mot sönderfall och kärnbildningsförmåga, såsom strontium (Sr) - innehållande ferrokisel eller barium (Ba) - innehållande ferrokisel. Inkubationsprocess: Antagande av flödesinokuleringsmetoden. I det ögonblick då det smälta järnet strömmar från skänken till hällbägaren, används en dedikerad ympmatare för att jämnt tillsätta ympmedel med en partikelstorlek på 0,2-0,7 mm till det smälta järnflödet. Tillsatsmängd: kontrollerad till 0,3% -0,5% (per vikt av smält järn). Effekt: Omedelbar inkubation kan ge en stor mängd grafitkristallkärnor innan smält järn stelnar, vilket ger grafit av A-typ (fina flingor, jämn fördelning) och effektivt förhindrar uppkomsten av cementit vid kanterna. Förfining av grafit leder direkt till förfining av matrisperliten. 3. Styrning av hällning och kylning: Hälltemperatur: Förutsatt att tillräcklig fyllning säkerställs, används en lägre hälltemperatur, vanligtvis mellan 1320 ℃ och 1350 ℃. Lågtemperaturgjutning hjälper till att öka underkylningen och förfina eutektiska kluster. Gjutprocess: Den föredragna metoden är sandtäckt järngjutning, vilket är den mest effektiva tekniken för att uppnå hög hållfasthet. Använd en metallform (järntyp) som yttre form och täck dess arbetsyta med ett 4-8 millimeter tjockt sandfoder. Denna process kan avsevärt förbättra kylningshastigheten och tvinga fram en snabb stelning av smält järn. Fördelarna med snabb kylning: mycket fina bläckflingor. Att kraftigt förfina avståndet mellan skikten av perlit är nyckeln till att förbättra styrkan. Gör gjutningens övergripande struktur tätare och mer enhetlig. Användningen av kalljärn: För vanlig sandgjutning är det nödvändigt att placera utvändigt kalljärn rimligt i de tjocka och varma delarna av gjutgodset för att tvinga dessa delar att stelna synkront med de tunnväggiga delarna, förhindra krympning och lossning samt förfina den lokala strukturen.

Fas tre: Efterbearbetning och inspektion

1. Sandrengöring och värmebehandling: Efter att gjutgodset stelnat får det ligga i formen under en tillräcklig tid tills det är under fasövergångstemperaturen, och sedan fylls lådan med sand för att undvika alltför stor inre belastning. Utför avspänningsglödgning, vanligtvis vid en temperatur på 520 ℃ -550 ℃, håll i 2-4 timmar och kyl sedan med ugnen. Särskild uppmärksamhet: Glödgningstemperaturen får inte överstiga 720 ℃, annars kommer den fina flingliknande pärlan att genomgå sfäroidisering, vilket resulterar i en minskning av styrka och hårdhet. 2. Strikt kvalitetskontroll: Mekaniska egenskaper: Enstaka gjutna eller fästa teststänger hälls längs linjen, och draghållfastheten mäts på en universell testmaskin för att säkerställa stabilitet på över 300 MPa. Metallografisk undersökning: Kontrollera den metallografiska strukturen på provet eller teststaven. Målorganisationen är: ≥ 95 % fin lamellperlit+liten, jämnt fördelad grafit av A-typ (grafitlängd på 3-4 grader är att föredra)+ingen fri cementit. Hårdhetstest: Mät Brinell-hårdheten på gjutkroppen. Hårdheten på HT300 utan legering är vanligtvis mellan 190-220HBW, vilket är ett normalt fenomen.

Sammanfattning och kärntips:

Den framgångsrika produktionen av legeringsfri HT300 förlitar sig på en exakt kedja av sammankopplade komponenter: högrent ugnsmaterial + lågkolhaltsekvivalent formel + högtemperatur ren smältning + exakt Mn/S-balans + effektiv momentan inkubation + forcerad snabb kylning. Förlust av kontroll i någon av dessa länkar kan leda till otillräcklig styrka eller uppkomsten av hårda och spröda faser. Detta är en process som kräver extremt hög ledning och tekniskt utförande, men när den väl bemästras kan den avsevärt minska produktionskostnaderna och förbättra produktens konkurrenskraft.