优质的铁水质量与最佳的孕育工艺是保证灰铸.docVIP

优质的铁水质量和最佳的孕育工艺是保证灰铸 优质的铁水质量和最佳的孕育工艺是保证灰铸铁内在质量的基础 2011年07月20日 　　 铸造生产的最终目的是获得合格优质铸件，铸件质量包括三个方面： 　　（1）铸件内在质量 　　包括化学成分、金相组织、力学性能、物理性能及内部缺陷等。 　　（2）铸件外在质量 　　包括尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、重量公差等。 　　（3）铸件使用质量 　　即满足铸件在强力、高速、磨损、腐蚀、高温等不同条件下的使用性能。这部分质量与铸件内在质量关系密切，也可以统一的包括在内在质量内。 　　中国铸协在举行的铸造行业系列会议中之所以把提高灰铸铁的内在质量列入其中，不仅是因为灰铸铁件数量巨大，应用广泛。更重要的是在我国从铸造大国走向铸造强国的过程中，提升难度最大的还是内在质量，尤其我国铸件在内在质量中存在的问题及较大的差距更应引起我们的重视。 　　一．我国灰铸铁的概况 　　灰铸铁在我国铸件总量中占有很大的比例。2005年占50.4%，2006年占49.6%，近1400万吨，如表一所示： 　　美国“现代铸造”杂志（Moden Casting）2007年12期发表的2006年世界铸铁总产量为9136.8万吨，其中灰铸铁件为4253.9万吨。我国灰铸铁件占世界灰铸铁件总量的32.7%，是美国、俄罗斯、日本、德国、英国的总和，如表二所示： 　　然而同样是灰铸铁件，我国与国外的价格相差3倍到6倍，如表三所示： 2006年我国向日本出口了71744吨工业用灰铸铁件制品，均价为892.4USD/t。同年由日本进口144.9吨工业用灰铸铁件制品， 均价为6691.0USD/t。同样，向德国出口了14816吨灰铸件，均价为694.9USD/t。同年从德国进口了317.6吨灰铸件，均价为5522.6 USD/t，皆高出我国铸件出口的7倍多，进口的工业用灰铸铁件中，高级轿车的汽缸体、汽缸盖居多。 　　构成铸件价格的因素是多方面的。但是有一点是肯定的，就是铸件的质量，尤其是内在质量是优质优价的基础，认真分析我国灰铸铁件内在质量的问题所在，采取一系列的措施提高其内在品质是目前铸造界的当务之急。因为它产量最大，涉及的铸件类型也最广泛，更重要的是不少铸造企业将灰铸铁件的内在质量仅限于抗拉强度和硬度的达标，对涉及内在质量的概念、指标及差距还缺乏足够的认识，这正是我们需要研讨和重视的问题。 　　在去年的一次铸造行业的系列会议上，某铸造企业发表了一篇论文，引起了与会者强烈的兴趣，该论文不以抗拉强度和硬度满足灰铸铁材质要求为目标。而是以灰铸铁材质的品质系数GZ稳定在 1.2～1.4的范围表示其材质保持在较高的水平上，如图1所示，该企业出口国外的机床等铸件因内在质量优良而受到国外用户的好评。 　　 　　目前，国内外高强度灰铸铁发展的趋势是：在获得高强度的同时，具有较好的铸造性能与加工性能，因此在要求抗拉强度、硬度达标的同时，还要求共晶度、成熟度、硬化度（或相对强度、相对硬度）、品质系数等.即将强度、硬度、石墨化三者联系起来，达到力学性能、铸造性能、加工性能的统一。 　　二．灰铸铁的内在质量 　　1.灰铸铁的冶金质量——灰铸铁的内在质量之一 　　（1）共晶度Sc: 　　共晶度是铸铁含碳量与共晶点的实际含碳量之比，表示铸铁成分接近共晶点的程度。传统的高强度灰铸铁以降低共晶度达到强度指标。共晶度的降低，意味着碳当量的降低，虽使抗拉强度提高却导致铁水流动性的降低，收缩与内应力的增大，硬度的增加等。近代先进的高强度灰铸铁采用熔炼高质量铁水和强化孕育手段在较高的共晶度下提高铸铁强度及综合性能，在同一共晶度下对比强度高低或在同一强度下对比共晶度高低比其单一地考核强度与硬度指标更全面更有价值.。共晶度Sc按下式计算： 　　共晶度Sc=C总/(4.3－(Si+P)/3 ) 　　对比我国与日本机床铸件在同强度下的共晶度，可明显看出我国机床铸件材质的差距，如表四所示： 从表四可以看出日本的FC35与中国的HT250共晶度、碳当量相当，而抗拉强度却与中国的HT350相当。从表三也可看出相同的牌号日本的共晶度却比我国高出0.05～0.08，碳当量高出0.20～0.33%。正因如此，目前国外机床铸件比我国同类型铸件高一个牌号，正因为其强度高碳当量也较高，国外机床不断地向轻量化方向发展，机床铸件主要壁厚从20～25mm减至14～20mm，比我国机床铸件薄5～15mm。再比较我国与德国生产同牌号HT250的汽缸体、缸盖的碳当量与共晶度，反映了同样的差距，如表五所示： 　　单缸缸盖 　　双缸缸盖 　　6位缸体 　　柴油双缸缸盖 M．A．N 　　M．A．N 　　M．A．N 　　Motortex 3.4～3.5 　　3.5～3.