球墨鑄件以其優(yōu)良的性能,在使用中有時(shí)可以代替昂貴的鑄鋼和鍛鋼,在機械制造工業(yè)中得到廣泛應用。冶金行業(yè)過(guò)去一直認為球墨鑄件是英國人于1947年發(fā)明的。西方某些學(xué)者甚至聲稱(chēng),沒(méi)有現代科技手段,發(fā)明球墨鑄件是不可想象的。1981年,我國球鐵專(zhuān)家采用現代科學(xué)手段,對出土的513件古漢魏鐵器進(jìn)行研究,通過(guò)大量的數據斷定漢代我國就出現了球狀石墨鑄鐵。冶金史專(zhuān)家于1987年對此進(jìn)行驗證后認為:古代中國已經(jīng)摸索到了用鑄鐵柔化術(shù)制造球墨鑄件的規律,這對世界冶金史作重新分期劃代具有重要意義。
我國鑄造廠(chǎng)家球墨鑄件生產(chǎn)起步很早,1950年就研制成功并投入生產(chǎn),至今我國球墨鑄件年產(chǎn)量達230萬(wàn)噸,位于美國,日本之后,居世界第三位。適合我國國情的稀土鎂球化劑的研制成功,鑄態(tài)球墨鑄件以及奧氏體-貝氏體球墨鑄件等各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)和研究工作均達到了很高的技術(shù)水平。
球墨鑄件作為軸類(lèi)件,如柴油機的曲軸,連桿,要求強度高同時(shí)韌性較好的綜合機械械性能,對鑄鐵件進(jìn)行調質(zhì)處理。工藝是:鑄鐵件加熱到860-900℃的溫度保溫讓基體奧氏體化,再在油或熔鹽中冷卻實(shí)現淬火,后經(jīng)500-600℃的高溫回火,獲得回火索氏體組織#xkhks#一般尚有少量粹塊狀的鐵素體#xkhjs#,原球狀石墨形態(tài)不變。處理后強度,韌性匹配良好,適應于軸類(lèi)件的工作條件。
常將鑄鐵件淬火并低溫回火處理。工藝是:各種鑄件加熱到860-900℃的溫度,保溫讓原基體全部奧氏體化后再在油或熔鹽中冷卻實(shí)現淬火,后經(jīng)250-350℃加熱保溫回火,原基體轉換為回火馬氏體及殘留奧氏體組織,原球狀石墨形態(tài)不變。處理后的鑄件具有高的硬度及一定韌性,保留了石墨的潤滑性能,耐磨性能為改善。
球墨鑄件的強度和鋼的強度是有可比性的,球墨鑄件具有高的適應性。由于球墨鑄件的球狀石墨微觀(guān)構造,在削弱振動(dòng)才能方面,球墨鑄件優(yōu)于鑄鋼,因而愈加有利于降低應力。
球墨鑄件的熱處置就是經(jīng)過(guò)本設備停止淬火固溶后得到標準,控制加熱速度升到某一相應溫度下保溫一定時(shí)間并以一定得快速度冷卻,改動(dòng)其合金的組織,其主要目的是進(jìn)步合金的力學(xué)性能,加強耐腐蝕性能,改善加工型,能取得尺寸的穩定性??焖俟倘芴幹?,恒溫時(shí)間完畢后,工件的轉移速度10秒以?xún)取?/p>
球墨鑄件的制造一定需要經(jīng)過(guò)熱處理,合適的工藝就是球化退火,球墨鑄件的球化退火工藝研究特點(diǎn)如下。
球化退火是使鋼中的碳化物球化,獲得粒狀珠光體的一種熱處理工藝。它實(shí)際上是不完全退火的一種特例。目的是將片狀碳化物轉變?yōu)榱?,即得到在鐵索體基體上均勻分布的顆粒狀滲碳體的組織,這種組織稱(chēng)為粒狀珠光體。
球化退火主要應用于共析鋼、過(guò)共析鋼和合金工具鋼。由于球狀組織硬度比片狀低,切削時(shí)刀具主要切去軟的鐵素體而避開(kāi)硬而脆的碳化物,因此可降低硬度、改善切削加工件能。它又為淬火作好組織準備,因為,球狀組織不易過(guò)熱,即球體溶入奧氏體較慢,故奧氏體晶粒不易長(cháng)大,淬火后組織得到隱晶馬氏體,且淬火開(kāi)裂傾向小。
過(guò)共析鋼鍛件在鍛后的組織一般為細片狀珠光體,不僅硬度高,難以進(jìn)行切削加工,而且增大鋼的脆性,淬火時(shí)容易產(chǎn)生變形或開(kāi)裂。因此,鍛后必須進(jìn)行球化退火,使碳化物球化,獲得粒狀珠光體組織。如果鍛后冷卻不當,存在網(wǎng)狀滲碳體時(shí),必須先用正火來(lái)加以消除,然后再進(jìn)行球化退火,負則球化難以進(jìn)行。
需要注意的是,在球化退火工藝中,加熱溫度不能過(guò)高,而且保溫的時(shí)間也不能太長(cháng),為2-4小時(shí)。所以,在原料球化退火的時(shí)候,溫度及時(shí)間控制很關(guān)鍵。