高韌性球墨鑄鐵冷卻壁的組織性能研究及凝固模擬試驗(yàn).pdf

1、本文針對(duì)鑄態(tài)高韌性厚斷面球墨鑄鐵高爐冷卻壁常出現(xiàn)漏水、燒損、裂紋、斷裂、使用壽命短的問題,采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡和拉伸試驗(yàn)機(jī)等實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,通過鑄態(tài)高韌性厚斷面球墨鑄鐵高爐冷卻壁顯微組織的觀察,抗拉強(qiáng)度和伸長率等性能的測試,研究了含Si量、孕育工藝、壁厚和冷卻速度等對(duì)鑄態(tài)高韌性厚斷面球墨鑄鐵高爐冷卻壁組織及性能的影響,并研究了其對(duì)石墨變異的影響；同時(shí)對(duì)球墨鑄鐵高爐冷卻壁進(jìn)行CAE凝固模擬,研究了凝固時(shí)間、凝固過程對(duì)石墨變異的影響

2、。
　　 采用包底孕育、出鐵槽孕育和隨流孕育的方式進(jìn)行孕育處理,改變孕育劑量發(fā)現(xiàn),加入包底孕育0.9％,出鐵槽孕育0.5％,隨流孕育0.1％的孕育處理方案最佳。對(duì)冷卻壁附鑄試樣的研究表明,此時(shí)球化率達(dá)到90％,鐵素體量為88～90％,無碳化物出現(xiàn),伸長率平均值達(dá)到24.8％,抗拉強(qiáng)度在400MPa左右。
　　 在高韌性厚斷面球墨鑄鐵高爐冷卻壁附鑄試樣中,當(dāng)碳含量在3.5％左右,硅含量為2.3～2.9％時(shí),基體組織為鐵素體

3、,未出現(xiàn)碳化物和珠光體組織,隨著硅含量的增加,石墨惡化,伸長率降低。硅含量為2.3％時(shí),球化級(jí)別達(dá)到2級(jí),石墨大小達(dá)到7級(jí),伸長率達(dá)到25.9％,抗拉強(qiáng)度為406MPa。
　　 分析壁厚分別為250mm和300mm的高韌性厚斷面球墨鑄鐵冷卻壁模擬試樣的組織和性能發(fā)現(xiàn),隨著壁厚的增加,球化級(jí)別從2級(jí)降低為3級(jí),石墨球大小從7級(jí)降為6級(jí)。同時(shí)隨著壁厚的增加,伸長率出現(xiàn)下降的現(xiàn)象,壁厚為250mm的試樣伸長率最高達(dá)到26.39％。

4、r>　　 選取高韌性球墨鑄鐵高爐冷卻壁模擬試塊兩層冷卻水管之間的試樣,隨著冷卻速度的降低,先出現(xiàn)碎塊狀或蠕蟲狀石墨,隨后石墨球逐漸圓整,最后再次出現(xiàn)碎塊狀石墨。球化級(jí)別最高為2～3級(jí),最低只有6級(jí),石墨球最好為7級(jí),最差為4級(jí)。伸長率和抗拉強(qiáng)度也隨著冷卻速度的降低呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢?？估瓘?qiáng)度最高為397MPa,最低為311MPa,伸長率最高達(dá)到19％,心部最低為4％。
　　 CAE凝固模擬結(jié)果表明:金屬液充型平穩(wěn),無渦流現(xiàn)