可鍛鑄鐵快速退火工藝研究.pdf

1、可鍛鑄鐵廣泛用于汽車底盤零件、紡織器械以及輸水輸油管道接頭的制造。與其它鑄鐵相比，可鍛鑄鐵具有較好的綜合力學性能、良好的切削加工性能及耐蝕性能。但由于可鍛鑄鐵生產(chǎn)過程中石墨化退火周期太長，能源消耗量大，對環(huán)境污染嚴重，因而有必要研究可鍛鑄鐵的快速退火工藝。 本文從調(diào)整鐵水成分（主要為碳、硅含量），配制新型復合孕育劑，優(yōu)化石墨化退火工藝等途徑出發(fā)，探索能實現(xiàn)鐵素體可鍛鑄鐵快速退火的新工藝。試驗設計了主要化學成分范圍為C1.6～3.

2、0％，Si1.3～2.7％的五種不同碳硅含量的鐵水成分及分別含有微量Bi、Sb、Te元素的三種新型復合孕育劑。采用無芯中頻感應電爐熔煉鐵水，經(jīng)包內(nèi)瞬時孕育后澆鑄成型。試樣在箱式電阻爐進行石墨化退火，其中第一階段退火溫度為850℃，第二階段退火溫度為720℃，退火完成后隨爐冷至600℃出爐空冷。使用光學顯微鏡、掃描電鏡（SEM）及能譜分析儀對試樣鑄態(tài)及退火后的組織進行觀察和分析，研究了鐵水化學成分和孕育劑種類對可鍛鑄鐵組織及石墨化退火周期

3、的影響，并對其孕育機理進行了探討。此外，通過拉伸及沖擊試驗，檢測了試樣退火后的綜合力學性能。 研究結(jié)果表明： 與傳統(tǒng)可鍛鑄鐵不同，本試驗所鑄試樣的鑄態(tài)組織中均存在不同形態(tài)的鑄態(tài)石墨，其中化學成分為C1.6～2.0％、Si2.2～2.6％、Mn0.3～0.8％、S≤0.1％、P≤0.1％的鐵水，經(jīng)含Bi孕育劑孕育處理的試樣鑄態(tài)組織中石墨形態(tài)最佳，為均勻分布的細小球狀及點狀石墨，基體組織顯著細化，滲碳體含量大幅減少；經(jīng)15h

4、石墨化退火即可獲得石墨形態(tài)優(yōu)良的鐵素體基可鍛鑄鐵，比傳統(tǒng)可鍛鑄鐵石墨化退火周期縮短50％～60％，且其綜合力學性能良好，優(yōu)于KHT35-10牌號可鍛鑄鐵。 孕育劑中Si的加入加劇了鐵液中Si的濃度起伏，形成許多局部的高Si及低Si微區(qū)。在高Si區(qū)，Si削弱了鐵原子與碳原子的結(jié)合力，提高了C在鐵水中的活度，促進石墨的均質(zhì)形核并長大，析出細小的球狀鑄態(tài)石墨；而在低Si區(qū)，大量C原子優(yōu)先以Fe3C的形式析出，少量C原子以Ti或Si的化