高碳高强度灰铸铁生产技术

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一、市场分析  
    灰铸铁在铸造合金中占主导地位。近年来，随着对机械、冶金、纺织等行业对铸件质量要求的提高，中高强度灰铸铁的需求量急剧增长。我国加入世贸组织后，将成为铸件出口大国，这种需求会进一步增加。 
    目前我国生产中高强度灰铸铁主要有两种方法：一是降低原铁水碳含量强化孕育；二是加入微量合金元素。我们知道，灰铸铁具有较高的碳当量，尤其是具有较高的碳含量是保证灰铸铁具有优良铸造性能、减震性能、减摩性能及切削加工性能的必要条件，降低碳含量必然要影响上述性能。因此，目前国际上普遍追求在高碳含量下的高强度灰铸铁的获得，采用低碳含量强化孕育方法生产的灰铸铁难以在世界贸易中具有竞争力。 
    采用微合金化的方法来提高灰铸铁的强度，不仅提高了材料成本，同时对熔炼设备提出了一定的要求。尤其是由于一些合金元素有严重的遗传性，给回炉料的使用带来困难。因此，这种方法必然影响企业的经济效益。  
二、本技术的特点、性能指标和适用范围 
    在冶金部的资助下我们系统研究了铸铁中主要元素的交互作用和合理配比，同时开发了新型复合孕育剂。这项研究成果在理论上得到国内外的认可，先后在国内外学术刊物上发表学术论文十余篇，在冶金工业出版社出版了专著:《铸铁物理冶金理论与应用》。这些论著分别被美国的《金属文摘》、《化学文摘》、日本的《科学技术文献速报》、俄国《科学技术文摘》等著名文摘摘录，其中6篇论文被收入国际工程类最具权威性的美国《工程文摘》（EI）。在上述理论成果的指导下，我们开发了相应的高碳中高强度灰铸铁生产技术。 
    该技术可达到以下性能指标：使碳含量为3.2-3.5%的高碳灰铸铁的抗拉强度分别达到250MPa（冲天炉熔炼）和300MPa（电炉熔炼）以上, 硬度控制在HB190-220之间。同时明显减小灰铸铁组织和性能对断面的敏感性，显著减小灰铸铁铸造应力。 
    该技术特别适合生产中高强度、低弹性模量、形状复杂、壁厚不均匀，要求具有良好加工性能和减摩、减震性能的铸件。 
    该技术对熔炼设备无特殊要求，不影响铁水流动性等铸造性能，不含遗传性元素和贵重合金元素。该孕育剂可由现有冶金材料混配而成，成本低,使用方便,孕育效果稳定,无环保问题。  
三、生产工艺方法 
    该技术属强化孕育技术，孕育剂采用现有冶金材料经破碎后混配而成，孕育剂的加入方法采用目前国内普遍使用的包内冲入法。与目前孕育铸铁生产工艺相比，除孕育剂不同外，没有其他任何区别。  
四、经济性分析 
    与普通孕育铸铁相比，该技术采用的孕育剂价格略高于目前普遍使用的75硅铁孕育剂，每吨铸件成本只增加25元左右。 
    与微合金化和高硅碳比技术比较，该技术由于不需要加入合金元素和加入过多的硅铁，其每吨铸件成本低于微合金化和高硅碳比技术。