铸铁件生产过程铁水特性若干问题探析.pdf

铸铁件生产过程铁水特性若干问题的探讨 华中科技大学 黄志光 摘要：（一）、熔炼铸铁时，铁水温度是否越高越好？ （二）、灰铸铁的化学成分中，硫、磷是否越低越好？ （三）、灰铸铁的共晶团数是否越多越好？ （四）、灰铸铁的硅碳比如何选择？ （五）、球铁无冒口铸造对铁水的特性有何要求？ （一）、熔炼铸铁时，铁水温度是否越高越好？ 1、灰铸铁过热温度与其强度、硬度的关系为： A 、在 1300～1460℃的范围内，随铁水温度的升高，其抗拉强度、布氏硬度值都上升。 B、在 1460～1500℃范围内，随铁水温度的升高，其抗拉强度继续上升，但布氏硬度 变化不大。 C、在 1500～1600℃范围内，随铁水温度的升高，其抗拉强度还在上升，但布氏硬度 下降。 2、随着铁水温度的提高其化学成分与含气量发生变化： 在冲天炉熔炼中，存在着两个反应： 2[C] + O2→2CO [Si] + O→SiO 2 2 在一定的化学成分和压力下，两者反应有一个平衡温度，对于含 C3.3%，Si2.0%的铸 铁，其平衡温度Tp为1420℃，在铁水处于Tp+50℃，就会发生Si的还原反应： SiO + 2C→[Si] + 2CO 2 所以，生产中可观察到，铁水温度越高，硅酸烧损越少，甚至出现增硅现象。 铁水中的含氧量，当共晶度为0.91时，其含氧量的变化为： 铁水温度℃ 1400℃ 1500℃ 1600℃ 含氧量PPM 24 45 100 含氧量升高，使灰铸铁件产生针孔的概率提高，特别是对于壁厚在8～15mm的铸件， 若铁水中还含有少量的铝和钛，更易出针孔。而过高的浇注温度还会引起缩孔。 当然，铁水温度过低，会形成MnS气孔，其气孔直径在2～10mm，孔内还可观察到MnS 颗粒。 试验表明：过低的浇注温度会提高气孔的废品率，而过高的浇注温度会增加缩孔的废 品率。 浇注温度与气孔引起的废品率的关系为： T 浇 ℃ 1360 1366 1378 1395 气孔废品率% 36 25 6 0 浇注温度与缩孔引起的废品率的关系为： T 浇 ℃ 1360 1366 1378 1395 缩孔引起废品率% 36 25 6 0 所以，在该生产条件下，普遍认为最佳浇注温度是1395～1420℃，但是，生产条件各 自不同，不能照搬别人的结论。 3、铁水温度的选择，应考虑铸件的壁厚、大小和选择的牌号。 通常壁厚越大，浇注温度和过热温度都可适当调低；而随牌号越高，碳当量越低，铁 水温度就要升高。因为各种牌号与液相线温度的关系为： 灰铁牌号HT 150 200 250 300 350 液相线温度℃ 1168 1204 1224 1235 1255 灰铁牌号、铸件壁厚、铁水适宜温度推荐值为： 牌号 C当量%平均 铸件壁厚mm 铁水适宜温度℃ 4～15 1430 HT150 4.12 ﹥15～50