如何提高灰铁硬度、强度和切削性能?
1、炉料配比炉料配比用生铁+废钢+回炉料+增碳剂的方法,利用增碳剂里的氮改变石墨的形态和长度来提高灰铁铸件的硬度。
2、控制化学成分(1)许多熔炼公司认为硫元素有害,硫在铁液中的含量越低越好,其实也不是这样,在灰铁铸件中应考虑“硅碳化”和“锰硫比”。即Mn=1.71S+(0.2~0.5)。
HT250化学成分表:CPSiMnTiS3~3.3≤0.121.65~2.050.7~1.1≤0.05≤0.12(2)低合金化,加去一两种合金元素,加入时,应考虑碳元素的含量,不要盲目追求硬度。
3、铁液过热对于灰铁铸件,在一定范围内提高铁液温度能使石墨细化,基体组织致密,铸铁的抗拉强度和布氏硬度有所提高。铁液过热温度控制在1500-1530℃,过热时间控制在10min之内为好。
铌与碳极强的亲和力使其在铸铁及相似的高碳熔池中的回收变得复杂化。在铁合金或熔炼界面快速形成一层铌的碳化物,其溶解情况决定了铌在熔池中的回收率。通过对铌铁溶解过程的研究,进一步确定铌在铸铁中的行为。
1)铌铁在铁水中不是熔化过程,而是一个以界面扩散为基础的溶解过程。在扩散前沿上,铌与石墨中的碳相互作用,使得石墨形态变得细小卷曲,在远离扩散方向上,由于铌含量较低,石墨形态受到的影响不大。
2)在垂直方向上,由于扩散温度较水平方向上高,其扩散层的宽度也较大,即垂直方向上更有利于铌铁的溶解扩散。
3)研究表明,铌对珠光体基体的影响在于使其细化,从而提高了材料的强度。
对于如何提高灰铸铁强度,国内外灰铸铁研究者进行了大量的研究工作,归纳起来有如下几种途径:
由于石墨的强度和硬度极低,相对于铁来说可以视为零,加之片状石墨对基体的严重割裂作用,故灰铸铁中的碳含量越高,一般来说,其强度和硬度越低,即灰铸铁的抗拉强度随着碳当量的提高而降低。
一般认为,在相同碳当量条件下,Si/C?比提高,抗拉强度可提高30~60MPa.这是因为,在相同碳当量的条件下,随着硅碳比的提高,灰铸铁的奥氏体枝晶数量增加。
硫在灰铸铁中起着双重作用。一般认为硫在孕育铸铁中是强烈稳定渗碳体,阻碍石碳化的元素,但从热力学方面分析,硫能降低碳在铁液中的溶解度,与锰、稀土形成MnS和ReS会成为石墨非自发
形核的核心,故又能促进石墨化,所以硫是促使孕育反应进行不可或缺的元素。