球墨铸铁是通过球化处理和孕育处理得到球状石墨,铸铁的力学性能得到了有效提高,尤其是塑性和韧性,得到的强度比碳钢还要高。球墨铸铁具备铁的本质、钢的性能,是一种塑性、强度、耐腐蚀性、耐磨性较高的新型工程材料。正是由于其性能优异,己成功的用于铸造一些受力情况复杂,强度、韧性、耐磨性等要求较高的零件。大家所说的“以铁代钢”,主要是指用球墨铸铁来代替铸钢和锻钢。国际公认是英国人于1947年发明的球墨铸铁。经过多年的发展,球墨铸铁己成为仅次于灰铸铁的应用范围十分广泛的铸铁材料。1981年,我国铸铁专家运用现代科学手段,对己经出土的近600多件古汉魏铁器文物进行研究,通过大量的数据分析判定在我国汉代就己经出现了球墨铸铁。
1947年英国人H.Morrogh发现,在过共晶灰口铸铁液中,加入饰和其他稀土元素,并用Si-Mn-Zr合金孕育,使铁中饰的质量分数在0.02%以上时,得到球状石墨。1948年,美国A.P.Ganganebin等人研究发现,在铁水中加入镁,随后使用硅铁孕育,当残留镁质量分数大于0.04wt%时,就能得到球状石墨。从那以后,工业化生产中开始大规模生产球墨铸铁。据统计,1949年全球球墨铸铁产量约为5万吨,1960年发展为53.5万吨,1970年增至500万吨,1990年发展到915万吨,2000年达到1310万吨,2007年增至2288万吨。2007年与1949年对比,产量提高457.6倍。球墨铸铁的生产发展速度在发达国家特别快。世界球墨铸铁产量的75%是由美国、日本、德国、意大利、英国、法国六国生产的。
1949年,清华大学王遵明教授采用镁处理方法成功研制出了球墨铸铁。1965年我国采用稀土硅镁合金球化处理生产出来球墨铸铁。六十年多来,球墨铸铁在我国有了飞速发展,现己成为工业生产中举足轻重的工程材料,并仍然保持强劲的发展势头。仅从1996年至2010年的14年间,我国球墨铸铁件产量增加了近六成,目前我国己成为全球球墨铸铁第一生产大国。
国内球墨铸铁的生产水平已得到很大提高,但工艺控制水平相对落后较多,体现在原材料、熔炼设备、球化与孕育控制技术、炉前检测与控制等方面,造成球墨铸铁的生产易于产生波动,尚需进一步改进与提高。
与发达国家相比,我国球墨铸铁的应用比例尚有一定差距,开发薄壁高韧性、铸态高强度和大断面球墨铸铁生产技术将会进一步提高球墨铸铁的应用潜能与应用价值。利用球墨铸铁的优异性能,用以逐步取代部分灰铸铁件和铸钢件的市场。
固溶强化铁素体球墨铸铁是用Si进行铁素体固溶强化的一种新型铸铁材料,被誉为“第二代球墨铸铁”。其具有适中的强度和较高的延伸率,球墨铸件的壁厚敏感性低,机械性能及均一性好,硬度波动范围小且易于控制,铸件及机加成本较低,是替代QT550-5等珠光体强化球墨铸铁件的理想材料。
等温淬火球墨铸铁(ADI)作为21世纪的新型铸铁材料,具有优异的综合力学性能,可与合金锻钢相媲美,其单位质量与强度比值、单位屈服强度的相对成本在铸铝、球墨铸铁、铸钢与锻钢中均为最低,具有明显的性能与成本优点。
国外大力推进等温淬火球墨铸铁的发展,并在许多方面实现了应用。目前国内在汽车、铁路车辆、矿山机械及其它工程机械的高强度、耐磨、抗磨结构件上得到应用,但相对数量与品种较少,发展市场巨大,有待于进一步开发。
球墨铸铁已广泛用于工业各个领域。高品质的球铁铸件在材料性能上可以与锻钢件、冲压钢件展开竞争。由于球墨铸铁的铸造性能优良且生产成本低廉,已经取代并且还在不断扩大所要取代的其他材料。
球墨铸铁在全世界的年产量以每年4%~8%的速率递增。我国球墨铸铁的生产迅猛发展,2007年的产量已成为世界第一。今后应着力发展高品质球墨铸铁,提高产品的附加值,使我国逐渐成为铸造强国。
泊头市东建铸造有限责任公司(http://www.dongjianzhuzao.com)是以合金铸件、高铬合金铸件、合金铸铁件、为主的大型铸造、加工生产企业,对产品质量高标准严要求。
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