8个关键技术来提高延性铁的低温冲击韧性

研究已经证实，在不同的温度环境中，延性铁基质结构的变化对其低温撞击韧性具有重大影响。其中，具有较高铁氧体含量和更好可塑性的延性铁通常可以实现更理想的低温冲击韧性指标。以下详细介绍了从多个技术维度提高延性铁的低温影响韧性的核心措施，并验证其技术准确性。

I.优化化学成分控制

1。减少有害元素内容

需要严格控制促进或稳定形成珠光体形成的元素，例如锰（MN），梵文（V），锆（Zr），Niobium（NB），钛（Ti），铬（TI），铬（CR），铬（CR），Molybdenum（mo），Molybdenum（mo），Element（Mo），Tungsten（w），pefer coper（w）

• 锰（Mn）：它对延性韧性和延性延性过渡温度有特别重大的影响。研究表明，锰含量每增加0.1％，延性铁的延性脆性过渡温度将提高10°C至12°C。因此，在生产中，应首选低甲种子的生铁和废料作为原材料，以减少货物中的锰输入。

• 铜（Cu）：尽管它是中性元素，并且对珠光体含量的增加几乎没有影响，但随着铜含量的增加，延性延性铁的延性脆性过渡温度逐渐上升，并且影响韧性显着降低，因此必须严格控制其含量。

2。合理调节铁氧体形成元件

诸如碳（C），硅（SI），钙（CA），钡（BA），铝（Al）和二抗（BI）等铁氧体形成元素的含量应适当增加，但必须保持剂量平衡。其中，硅（SI）的调节尤其重要：
硅是强大的石墨化促进元素，有助于增加铁氧体含量，但是过量的硅将显着降低影响韧性。数据表明，硅含量每增加0.1％，延性 - 脆性过渡温度上升5.5°C至6°C。如果硅含量达到4％左右，即使延性铁具有完整的铁氧体基质，它也会太脆，无法承受室温的撞击负荷。因此，对于需要低温撞击性能的延性铁，硅含量通常在1.6％和2.0％之间控制。

ii。优化铸造冷却速率控制

对于具有特定组成的延性铁，共晶阶段的冷却速率会显着影响基质结构：冷却速度较慢，铁氧体含量越高（铸造壁越厚，冷却较慢，冷却较高，而铁矿比例越高）。但是，有必要避免由过速冷却引起的粗粒和石墨结节。具体措施包括：

• 使用具有低导热率的成型材料（例如干砂，树脂砂），并适当增加霉菌厚度（称为“增加的沙余量”）；

• 减少或避免使用寒意；

• 对于薄壁零件，可以通过适当升高浇注温度来减慢冷却速率，同时延长霉菌的打开时间。如果条件允许，可以将铸件集中放置以减少散热。

iii。优化热处理过程

实验数据（如图4和图5所示）表明，热处理可以有效地增加铁氧体含量，从而显着改善伸长率和影响韧性。退火可在高温下促进元素扩散，优化基质晶格和谷物，并稳定铁氧体的含量和性能。此外，热处理可以适当放松对原材料和辅助材料中某些元素的严格要求；对于具有不合格性能的中小型铸件，可以通过热处理来补偿缺陷。

iv。精炼谷物和增加的共晶细胞计数

物质晶粒尺寸和断裂应力之间存在显着的负相关：当晶粒尺寸超过临界值时，可能会发生脆性断裂。细化谷物可以降低延性易变的过渡温度，从而改善低温撞击韧性。核心措施包括：

1。采用合成铸铁熔化过程

使用废钢和返回的延性铁作为主要原材料，熔融铁被石墨和硅的增加而随着铁硅或碳化硅而增加。由于碳和硅的熔点高于熔融铁的熔点，因此它们主要通过扩散和溶解进入熔融铁，形成大量[C]微晶。这些微晶可以用作高质量的外源成核底物，可用于有效地精炼晶粒。

2。实施多次接种过程

接种的核心是脱氧，脱硫和形成外源谷物，从而提高石墨成核能力，精炼晶粒，并改善石墨结节和铁氧体含量的数量。实践表明，经过三次接种（尤其是倒入0.3-1mm含钡的接种剂的瞬时接种），尽管接种剂量很小，但效果很明显。

V.纯化熔融铁以减少夹杂物

材料骨折主要是经晶状体或晶间。颗粒内部或晶界内的夹杂物削弱了材料粘结力，成为撞击负荷下的裂纹源或传播路径，从而降低了低温冲击抗性。纯化措施包括：

1。熔融铁预处理

• 脱氧和脱硫化：对于使用冲毒炉双链熔化，摇动弹性注射或气动脱硫的制造商，可以采用原始熔融铁中的硫含量至0.02％以下。去硫化物（例如CAO，CAC2）具有弱氧化能力，可以补充脱氧元素，例如钙，钡和铝。脱氧和脱硫对于直接电炉熔化也是必需的。

• 过热和站立：增加熔化温度（用于废钢化油过程≥1500°C）并延长固定时间促进夹杂物的漂浮；固定结节化铁1-3分钟，促进了镁，钡，铝和铁的氧化物和硫化物的浮动。

2。加强炉渣清除和过滤

• “多覆盖”可以减少冶炼和倒入熔融铁与空气之间的接触，从而降低氧气含量。 “频繁的炉渣去除”可以收集残留的氧化物和硫化物，以实现铁斜线分离。

• 在浇注系统中安装了一个用滤清器收集钢丝的炉渣，以防止固体和液体炉渣进入霉菌腔，稳定熔融铁流以减少二级氧化炉灶，并促进炉渣颗粒的漂浮。

vi。控制有害元素隔离和包容形成

• 减少晶界隔离元件：严格控制易于种族隔离的元素的含量，例如锰，锑，锡，砷和钛；

• 还原氧化物和硫化物形成元素：元素，例如钙，钡，铝，镁和稀土容易形成氧化物和硫化物，因此应合理地降低其含量。

vii。选择特殊的结节剂和接种剂

用于产生低温抗冲击力的延性铁的结节剂和接种剂必须遵循三个原则：

• 稳定的结节化和接种效果：结节剂成分的偏差（例如镁，稀土，钙，钡）必须≤±0.3％。同时，确保熔融铁温度，硫和氧含量以及操作过程（例如敲击速度和位置）的稳定性，以避免缓慢攻击，从而导致熔融铁直接影响淋巴结剂。

  
  

• 强大的石墨化能力：镁和稀土是主要的结节化元素，但往往会形成寒意。有必要使用镁作为主要成分，并补充稀土，并与钙，钡和二晶体等强大的石墨元素相匹配。

  
  

• 低炉渣形成能力：减少结节剂和接种剂（例如氧化镁，稀土氧化物等）中的炉渣含量，以及控制钙和钡含量（均具有强渣形成能力）。

viii。平衡结节元素剂量的矛盾

在结节和接种剂中的镁，稀土，钙和钡等元素的剂量之间存在矛盾，结节效应和低温影响性能：过度剂量将导致较高的残留元素，氧化物和硫化物炉灶增加，以及降低的影响性能；剂量不足会影响结节效应和基质结构。因此，有必要根据熔融铁的质量，铸造尺寸，形状，壁厚和倾倒时间来准确选择特殊的结节剂，接种剂和支撑过程，以实现剂量平衡。

博客作者资料

黎明|生铁和铸件采购顾问
在铸造沟中进行了18年，使我有优势：我知道生铁的化学如何影响铸造质量，并可能对裂纹和孔隙率等缺陷进行故障排除。我们的内部工厂的100万吨/年生铁和60k MT/年铸造产量，以及我们平台上有200多个经过验证的供应商，我们提供了快速的价格比较。期待24小时的询问反应 - 我的目标吗？不仅完成交易，而且是您在铸造界的首选合作伙伴。

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