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      球墨铸铁管生产

      DN2600球墨铸铁管力学性能控制的难点

      时间:2017-07-06

      球墨铸铁管质量最关键的指标是性能指标,必须符合IS02531标准中规定的力学性能指标。

         

      DN2600大口径球墨铸铁管的基体组织为铁素体,含量控制在65%75%,其伸长率A7%,考虑到过高的塑性会导致球墨铸铁管变形或椭圆,不能追求过高的铁素体含量。生产实践中通过对低温石墨化退火温度和保温时间的控制,将珠光体量控制在25%35%。金相组织中渗碳体的存在会影响球墨铸铁管的力学性能,当渗碳体量达到5%10%时,会使伸长率大幅度降低,为了避免渗碳体的产生,保证管材本体金属质量,生产中直接使用高炉铁液,炼铁高炉对供给球墨铸铁管的铁液要进行专门的炉料配置,保证高硅低硫,并要控制微量元素含量。为了降低铁液的过冷度增强孕育效果,还要在浇注过程中进行瞬时孕育。

      管壁中存在的黑渣是一种由熔渣和漂浮的石墨形成的铸造缺陷,尺寸由几百微米到几毫米。含有黑渣试样在拉伸过程中会在缺陷处断裂。渣层的控制首先要选择低硫的原铁液,以降低硫化物的数量,减少球化处理过程中球化剂的加入量,降低球化铁液的残Mg含量。其次,有效控制凝固过程中的冷却速度,在不产生渗碳体的前提下,使用外喷冷却水对管模外壁进

      行降温,能加速球墨铸铁管的凝固,降低石墨的漂浮。石墨漂浮与铁液碳当量,特别是碳含量有关,为避免石墨漂浮、DN2600管子的碳当量应≤4.2%

      钒是较强的碳化物形成元素,其在凝固界面前的液相中富集而形成成分过冷区。钒提高碳在奥氏体中的溶解度,共晶碳含量相应降低。钒对球墨铸铁碳化物生成倾向的影响比铬能力更强,资料显示:在实验状态下,同样成分的球墨铸铁试样,不加钒时无白口,加钒0.12%0.24%的白口深度分别增加到6 mm13 mm

      依据大量的生产数据分析得出结论:当球化铁液中钒含量≥0.05%时,铸态管材中的珠光体和渗碳体含量就会大幅度增加。低温石墨化退火对消除钒的影响作用不明显,往往退火后的组织中珠光体含量仍>35%

      钛是碳化物形成元素,钛的分配系数很低,90%以上的钛原子偏聚于液相,在界面前沿产生成分过冷区。钛与碳在较高温度下化合成TiC,其弥散分布于基体,硬度高。钒钛碳氮化合物硬度更高(HC12001600)

      考虑到微量元素的联合作用,当钒和钛含量都较高时,控制(+)0.10%

      为了控制DN2600球墨铸铁管在自重作用下的变形,退火后金相组织的控制上不追求过高的铁素体含量,理想的珠光体含量为25%35%,尽可能将伸长率控制在8%10%。但通过低温石墨化退火使珠光体分解,获得铁素体的过程受诸多因素的影响,要高准确率的精确控制珠光体数量还有一定难度。首先:石墨数量、尺寸、分布状态对奥氏体分解出铁素体有明显影响,石墨球细小、数量多、弥散化分布,碳原子向石墨扩散的距离短、有助于形成较多的铁素体。


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