在小爐子上熔化生產按新牌號制造出試棒,見圖1,制造出的Y2在室溫20oC的情況下,都達到了擬定的標準1563。**批試驗結果指出,測出的參數和試驗中得到的石墨形狀關系十分密切,石墨球三級,屈服強度比起含Si 4.3的韌性指標明顯要壞,以至于必須對下次的試驗參數進行調整。
準確的關系、纖維組織的形狀,特別是石墨球形狀和機械性能、澆注工藝、選用的參數,以及選用的材料、操作參數的作用進行仔細分析。
除了按標準的牌號所規(guī)定的材料工藝性,對新牌號的工藝性,同時也包括了對澆注的工藝性,例如渣子的品性、沖型性、補縮性等也做了研究。對此使用專門的也涉及了一些眾所周知的研究方案,適合于自己使用的試驗方法。同時進行的研究內容有:夾渣品性,“夾渣”是金屬液體受氧化后生成的產物(生成渣),是在出鐵口和到沖型流動過程中形成的。在這個階段,液體金屬總要和空氣接觸,這就是所謂夾渣缺陷。是在鑄件中某位置聚集形成的夾渣,特別是在鑄件表面或者鑄造從下方。奧地利研究所為了評價夾渣形成的趨向,他們開發(fā)了一種試驗裝置,從向上開了一個孔,用一個圓柱形的溶器在它的上部儲存液體金屬,中間部分用一個芯子來成型,液體金屬從中間部位往下流,經過過濾器,再流出來(見圖1)。在過濾器的后面,液體金屬流進了一個數字,稱它是立著放著的接收缶,流到的橫截面積按尺寸比橫澆口的面積小,通過正切分布流到以及中心流出孔的作用,液體金屬形成了漩渦,這樣,形成了液體金屬表面的氧化。另一方面,有可能造成渣子被抽細,起碼鐵水的進壓力帶來了影響上部分流出量。也就是說,從澆包出來的澆注速率如此來調節(jié),使液體平面高過橫澆口邊的高度,保持一個定值。對于形成夾雜缺陷的這些條件,與實踐生產現象是十分相似的。指出應避免過快將澆注系統(tǒng)充滿。由于壓頭高度小及過小的橫澆口截面,試驗時使用的流速是1-1.5分鐘流過40公斤。由于這個原因,液體表面*有可能形成強烈的氧化。圖2指出在各種含Si量情況下,夾渣的實驗結果添加過濾網的實驗,在含硅量2.5%的情況下,流出重量的曲線特點很明顯,在含硅4%的時候,曲線中的直線部分,實際已到了頂端(澆注數率仍然保持一個常數),曲線在2.5的含Si量在澆注結束前20秒時,明顯的彎曲了,澆注速率減少,一直到過濾網堵塞。
圖1 含Si量和機械性能(抗拉強度、V屈服度、延伸率)的關系
上述實驗結果說明,提高含Si量容易促進夾渣缺陷。在這種狀況下還可以確定Si含量的提高,無論如何會提高夾渣缺陷的危險性。
圖2 夾渣試驗裝置圖
下一步研究項目的展望。
項目的時間是到2012年中,德國和奧地利鑄造研究所還要進行下面重點題目的研究。
1.加工材料GJS-5007和GJS-500-14,GJS-600-3、GJS-600-10,加工性的對比研究。
2.查明碳化物形成元素(Cr、V、Ti)對碳化物形成臨界含量。
3.查明澆注工藝性、收縮品性,在液態(tài)和固態(tài)之間發(fā)生的高溫膨脹。
4.孕育工藝方案的擬定(主要是球速和形態(tài))。
5.在高Si的情況下,石墨形狀發(fā)生變形。
6.防止鎂硅化合物(夾渣)和氧化鎂(夾雜)。
7.查明材料在焊接時的焊接本性。
8.在低溫(-40oC)和和高溫(400oC)的條件下,含高Si球墨鑄鐵質量保證。
9.查明熱物理性能和熱力學性能,以用來對澆注凝固和內應力形成(導熱性、比熱、熱膨脹物變形)做計算機數值模擬的基礎。
10.為了進行求出計算機模擬軟件所需的材料數據。