厚大断面球墨铸铁件 (一般指壁厚不小于100mm)由于冷却速度缓慢,往往在厚壁中心或热节处出现变态石墨,石墨球数减少,组织粗大、晶间碳化物和石墨漂浮等,由此导致力学性能下降,尤其是塑性下降更为严重。
1972年以来,国际铸造技术委员会对当时的铸造关键技术问题,提出了15份报告,其中,厚大断面球墨铸铁被列入其中。关于厚大断面球墨铸铁在生产中出现的问题,国际铸造学会下属的技术委员会提出了专门报告。报告分析了厚大断面球墨铸铁的凝固特性、指出了力学性能下降的原因,并在此基础上提出了应对措施。
我国于1974年曾就当时的大马力球墨铸铁曲轴的生产进行了统计调查。调查结果显示,生产厚大断面球墨铸铁件的废品率很高,六种曲轴的废品率曾高达30%。产生废品的原因是石墨畸变、缩松和力学性能达不到要求,并且力学性能数值变化大,例如,在靠近铸件外表面的抗拉强度为730MPa,断后伸长率为2.7%;而在靠近铸件中心部位的抗拉强度则为560MPa,断后伸长率则只有1.7%。另外,即使是在铸件相同部位取样,力学性能也变化较大,抗拉强度在561~700MPa之间,断后伸长率则在1%~2%范围内波动。要指出的是,对于厚大断面球墨铸铁,随着壁厚的进一步增加,力学性能则进一步恶化。与此相应,疲劳强度也要下降,尽管此时弹性模量和屈服强度变化不大。(www.xing528.com)
厚大断面球墨铸铁在代替铸钢件、某些锻钢件及其他材料时,在提高使用性能和降低成本方面,都具有独特的优越性。以生产6300型曲轴为例,该曲轴净重900kg,锻钢毛坯重达4t;而球墨铸铁毛重仅有1.2t。这样,不仅节约了大量钢材,而且加工工时也节省了近5/6,由此生产成本下降了85%。
为此,最近30年来国内外铸造工作者在厚大断面球墨铸铁方面不遗余力地进行了大量研究,取得了卓有成效的成果。重量达100t的球墨铸铁核燃料储运器的研制成功并投入生产运行,标志在此领域取得的突破性进展。
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