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金属炉料与汽车缸体铸件的化学成分
点击次数:1697 发布时间:2011-09-15

 

 
金属炉料与汽车缸体铸件的化学成分
 金属炉料通常由铸造生铁、回炉料和碳素废钢组成。炉料的组成对铸件的力学性能有明显的影响。随着铸造生铁加入量的增加,灰铸铁的抗拉强度显著下降,当加入量≥30%时,则σb值很低。因为生铁碳高硅低,晶粒粗大这种特性会遗传给灰铸铁。回炉料晶粒较细,所以增加回炉料,灰铸铁的抗拉强度有一定程度得提高。提高缸体铸件抗拉强度只要是增加废钢加入量,降低铁液的碳含量和增加铁液的氮含量。但用电炉熔化铁水时,精炼的时间不宜过长,否则铁液的氮含量超过0.01%时,将有产生气体缺陷的危险。
 在实际生产中,炉料的组成一般为生铁:废钢:回炉料=235.
铸铁化学成分的选择
就灰铸铁而言,随着碳含量的增加,铁液的铸造性能越好,但灰铸铁的抗拉强度随着碳当量的提高而降低,碳当量过低还容易产生缩孔缺陷。为使缸体具有良好的铸造性能,我们选用较高碳含量(CE=3.95-4.15)其中C3.35-3.45,Si/C0.55.
为了保证缸体具有标准要求的本体强度和硬度,在化学成分中加入MN,Mo,Cu,Cr.当合金元素加入量<1.0%时,提高灰铸铁抗拉强度的能力,由强到弱的顺序排列为Ni,Mn,Cu,Mo,V,Sn,Cu,Cr是强烈稳定珠光体的元素,但对细化珠光体作用很小、提高灰铸铁抗拉强度很大阻碍石墨化能力的作用也很大,白口倾向很大,在缸体生产中一般不使用。Mn是铸铁中稳定碳素体和促进珠光体的元素,但它会于S形成石墨非自发形核的核心MnS,促进铸铁石墨化。当CE较高时,铸铁自身的石墨数量多且粗,珠光体数量少,增加Mn含量,尽管石墨形态变化不会很大,但Mn对铸铁珠光体化的作用表现较强,故可提高抗拉强度。考虑到与S的中和作用,Mn0.06%-0.8%为宜。NiMo价格昂贵,尽量少用,我们不用Ni而用Cu代之。只有当Cu含量>.5%时,灰铸铁的抗拉强度才会明显提高。所以加入0.55%的铜,不足的部分用MoCr补充。加入合金元素,铸铁的白口倾向加大,铸造性能变差,缩松和缩孔倾向加大。灰铸铁的Cr含量越高缸体越容易产生缩孔废品,以Cr含量低于0.25%为宜。实践证明,当Cr含量高于0.25%时,缸体的机油泵侧和起吊支架旁会产生所裂。
综上述所述,我们选用HT300低合金灰铸铁,在化学成分上加入Cr0.15%-0.25%Cu0.45%-0.55%Mo0.30%-0.40%Mn0.60%-0.80%,满足了发动机缸体力学性能要求。
                     南京固琦分析仪器制造有限公司技术部
                          
                                 
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