Drei Arten von Schmelz- und Gießschemata für duktiles Eisen

Furanharzsand wird im Allgemeinen als Formstoff für großformatige Gussteile aus duktilem Gusseisen verwendet, die in China hergestellt werden. Es wird aus einem Stück gefertigt, mit hohem Schüttgewicht und komplexer Struktur. Es stellt hohe Anforderungen an die Qualität und Leistung von Gussteilen. Einige Gussfehler, insbesondere Schwindfehler, treten häufig im Schmelzprozess auf. Dies führt zum Verschrotten des Gussteils und verursacht große wirtschaftliche Verluste, insbesondere das Material QT400-18AR, das hohe Festigkeits-, Dehnungs- und Kerbschlagzähigkeitsanforderungen hat.

Während die mechanischen Eigenschaften so dicker und großer Teile sichergestellt werden, ist es nicht einfach, Graphit-Floating- und Schrumpfungsfehler zu vermeiden. Durch das Design von Probenexperimenten wurde die Analyseausrüstung von Elkem verwendet, um die Auswirkungen der chemischen Zusammensetzung und der Gießtemperatur auf das Graphitschwimmen, Schrumpfen und andere Defekte der festen Probe mit einer Wandstärke von 180 mm zu untersuchen. Es wird dann zur Herstellung von dickwandigen Teilen aus duktilem Gusseisen verwendet, um Gussteile von guter Qualität zu erhalten.

Ausrüstung und Materialien sind vorbereitet für den Eigenverbrauch von hochreinem Roheisen, reinem Manganschrott, hochmagnesiumhaltigem Sphäroidisierungsmittel, 75#FeSi-Impfmittel; Elkem magnesiumarmes Sphäroidisiermittel, Impfmittel; 1.5 Tonnen Zwischenfrequenz-Schmelzofen, 500 kg Sphäroidisierungsbeutel, 500 kg Tundish. Elkem EPIC Thermoanalysator, Kohlenstoff- und Schwefelanalysator, Spektrometer. Die Größe des massiven Musterholzmodells beträgt 600 mm × 400 mm × 180 mm, und das Verfahren wird versuchsweise hergestellt. Die Wandstärke von 180 mm wird verwendet, um die dicken und großen Gusseisenprodukte mit Kugelgraphit zu bedecken, die das Unternehmen produziert. Es ist ziemlich repräsentativ. Er ist mit einem Steigrohr- und Angusssystem ausgestattet und verwendet das Bodengießen mit einem Gießgewicht von 500 kg.

 Der Schmelz- und Gießplan ist so ausgelegt, dass ein 1.5-t-Schmelz-Zwischenfrequenzofen verwendet wird, um 1.5 Tonnen geschmolzenes Eisen zu schmelzen, jedes Mal 500 kg sphäroidisierende Impfung und 1 Schachtel mit kleinen Probestücken zu gießen. Insgesamt wurden 3 Kisten mit Teststücken in 1 Ofen gegossen. Verschiedene Schmelz- und Gießschemata sind wie folgt ausgelegt:

Das erste Schema Gebührenverhältnis:

85 % Roheisen, 15 % manganarmer Stahlschrott; Kontrolle der chemischen Zusammensetzung: Nehmen Sie einen kugelförmigen Impfbehandlungsplan an: Zuerst werden 500 kg Eisen in den Tundish geliefert und 1.3-1.5% hochmagnesiumhaltiges kugelförmiges Mittel, 0.3-0.4% Impfmittel und Impfmittel werden in den kugelförmigen Beutel eingebettet 0.8% Abdeckmittel, invertiert die Tasche für die Sphäroidisierung. Nachdem der Sphäroidisierungsprozess abgeschlossen ist, wird die Innenfläche des Beutels in das Fließimpfmittel gegossen und vollständig zertrümmert, und dann wird die Probe mit dem EPIC-Instrument analysiert und getestet. 1.2 % Elkem-Sphäroisierungsmittel, 0.8-1.0 % Abdeckmittel und 0.4 % Glasscherben werden in den Sphäroidisierungsbeutel eingebettet und Eisen wird direkt in den Sphäroidisierungsbeutel ausgetragen und gleichzeitig werden 0.5 % Elkem-Impfmittel eingebracht. Nach Abschluss der Sphäroidisierung wird das auf die Oberfläche gestreute Elkem-Folgeimpfungsmittel entnommen und mit einem EPIC-Instrument analysiert.

1.2 % Elkem-Sphäroisierungsmittel, 0.8-1.0 % Abdeckmittel und 0.4 % Glasscherben werden in den Sphäroidisierungsbeutel eingebettet und Eisen wird direkt in den Sphäroidisierungsbeutel ausgetragen und gleichzeitig werden 0.5 % Elkem-Impfmittel eingebracht. Nach Abschluss der Sphäroidisierung wird das auf die Oberfläche gestreute Elkem-Folgeimpfungsmittel entnommen und mit einem EPIC-Instrument analysiert.

Das zweite Schema Chargenverhältnis: 65 % Roheisen, 35 % Schrott mit niedrigem Mangangehalt; Kontrolle der chemischen Zusammensetzung:

Anwendung des Behandlungsplans für die kugelförmige Impfung: 500 kg Eisen in den Tundish leiten, 1.2% Elkem-Knöller, 0.8-1.0% Abdeckmittel und 0.4% Glasscherben in den kugelförmigen Beutel einbetten und Eisen in den kugelförmigen Beutel leiten. Geben Sie 0.5% Elkem-Impfmittel ein. Nachdem der Sphäroidisierungsprozess abgeschlossen ist, geben Sie Elkems Durchflussimpfmittel auf die Innenfläche des Beutels, zerschlagen Sie es vollständig und verwenden Sie das EPIC-Instrument zur Probenahme für Analysen und Tests.

500kg Eisen können direkt in den Tundish gezapft werden, in den Sphäroidisierbeutel sind 0.95% magnesiumarmes Sphäroidisiermittel Elkem, 0.65% Elkem Abdeckmittel, 0.2% Stahlschrott und 0.1% Entschlackungsmittel eingebettet und das Eisen kann direkt abgestochen werden zum kugelförmigen Paket. Nach Abschluss der Sphäroidisierung wird die Elkem-Folgeimpfung auf die Oberfläche gestreut, vollständig zertrümmert und die Probe mit einem EPIC-Gerät analysiert und getestet. 500 kg Eisen direkt in den Tundish klopfen, und der Sphäroisierungsbeutel wird mit 1.2 % Elkem-Knollenmittel, 0.3 % Abdeckmittel, 0.2 % Elkem-Impfmittel, 0.5 % Stahlschrott und 0.1 % Schlackenentferner eingebettet, direkt aus Eisen in den Sphäroisierungsbeutel und gleichzeitig 0.35% Elkem-Impfmittel geben.

Nach Abschluss der Sphäroidisierung wird die Elkem-Folgeimpfung auf die Oberfläche gestreut, vollständig zertrümmert und die Probe mit einem EPIC-Gerät analysiert und getestet. Der dritte Plan ist das Einsatzverhältnis: 65 % Roheisen, 35 % Schrott; Kontrolle der chemischen Zusammensetzung:

Der Behandlungsplan für die Sphäroidisierungsimpfung wird übernommen: 500 kg Eisen werden direkt in den Tundish gezapft, 1.2% Elkem magnesiumarmes Sphäroidisiermittel, 0.8% Abdeckmittel und 0.1% Entschlackungsmittel werden in den Sphäroidisierbeutel eingebettet, und Eisen wird direkt in den Tundish geklopft Sphäroidisierende Tasche. Gleichzeitig wurden 0.55% Elkem-Impfmittel hineingegeben. Nachdem der Sphäroidisierungsprozess abgeschlossen war, wurde Elkems Durchflussimpfmittel auf die Innenfläche des Beutels aufgetragen, der vollständig zertrümmert war, und die Proben wurden mit einem EPIC-Instrument analysiert und getestet. 500 kg Eisen direkt in den Tundish klopfen, 1.2% magnesiumarmes Elkem-Sphäroisierungsmittel, 0.8% Elkem-Deckmittel und 0.1% Schlackenentferner in den Sphäroidisierbeutel einbetten, Eisen direkt auf den Sphäroidisierbeutel klopfen und gleichzeitig 0.55 . investieren % Elkem-Impfmittel. Nachdem die Sphäroidisierung abgeschlossen ist, wird das auf die Oberfläche gestreute Elkem-Folgeimpfungsmittel vollständig zertrümmert und die Probe wird mit einem EPIC-Gerät analysiert und getestet. Klopfen Sie 500 kg Eisen direkt in den Tundish und betten Sie 1.2 % magnesiumarmes Sphäroisierungsmittel von Elkem, 0.3 % Abdeckmittel, 0.2 % Elkem-Impfmittel und 0.1 % Schlackenentferner in den Sphäroisierungsbeutel ein in 0.35% Elkem-Impfmittel. Nachdem die Sphäroidisierung abgeschlossen ist, wird das auf die Oberfläche gestreute Elkem-Impfmittel vollständig zertrümmert und die Probe wird analysiert und mit einem EPIC-Instrument getestet. Experimentelle Nachweismethoden und Analysemethoden Der Kohlenstoff- und Schwefelgehalt von geschmolzenem Eisen wird durch einen Kohlenstoff- und Schwefeldetektor ermittelt, und der Gehalt von Legierungen wie P, Mn und Cu wird durch einen Spektrumanalysator ermittelt; die Abkühlkurve verschiedener chemischer Zusammensetzungen vor dem Ofen wird von Elkem EPIC-Geräten erfasst. Beispielsweise haben LET (Flüssigphasenübergangstemperatur), CE (tatsächliches Kohlenstoffäquivalent), G1, G2 und G3 unterschiedliche Intervallwerte. Testergebnisse und Diskussion Ergebnisse und Diskussion des ersten Schemas:

Nach verschiedenen Verarbeitungsmethoden sind die erkannten EPIC-Bilder wie folgt:

Kurve 1: Die Kurve der ursprünglichen geschmolzenen Eisenasche-Mundprobe des ersten Ofens
Kurve 2: Die Ergebniskurve des ersten Ofenprogramms A

Kurve 3: die Ergebniskurve des ersten Ofenschemas B Kurve 4: die Ergebniskurve des ersten Ofenschemas C

• ①Aus den Kurven 1 und 2 können wir sehen, dass der LET-Wert des ersten Ofenschemas A nach dem Sphäroidisierungsprozess ansteigt, was darauf hindeutet, dass seine flüssige Phase Die lineare Temperatur steigt, aber das G1-Intervall ist mit 34% immer noch relativ groß, und der LET -ST-Graphit-Ausfällungszeit beträgt 115 Sekunden. In Kombination mit seiner chemischen Zusammensetzung ist bekannt, dass sein Kohlenstoffäquivalent das höchste der drei Lösungen im ersten Ofen ist.
• ②Aus den Kurven 1 und 3 können wir sehen, dass der LET-Wert von 1132 auf 1146°C ansteigt, das G1-Intervall 36% beträgt und die Ausfällungszeit von LET-ST-Graphit 129 Sekunden beträgt. In Kombination mit seiner chemischen Zusammensetzung wissen wir, dass sein Kohlenstoffäquivalent das erste der drei Optionen in einem Ofen ist.
• ③Aus den Kurven 1 und 4 können wir sehen, dass das G1132-Intervall 1140 % beträgt, wenn der LET-Wert von 1 auf 32 ansteigt. Die Ausscheidungszeit von LET-ST-Graphit beträgt 139 Sekunden, und seine chemische Zusammensetzung Kohlenstoffäquivalent ist der mittlere Wert unter den drei Schemata des ersten Ofens.
• ④ Je höher der LET-Wert, desto höher das Heißmetallkeimbildungspotential, desto geringer die White-Maul-Tendenz von Gussstücken unter den gleichen Bedingungen und desto mehr Graphitkugeln; der LET-ST-Wert ist die Graphit-Ausfällungszeit. Bei der Herstellung dicker und großer Teile muss dieser Wert im Allgemeinen höher sein. Je größer, desto besser, Graphit wird während des gesamten Erstarrungsprozesses ausgeschieden, was vorteilhaft ist, um den Selbstexpansionseffekt von Graphit zum Ausgleich von partiellem Schwinden zu nutzen; das G1-Intervall ist das Austenit-Ausscheidungsintervall des geschmolzenen Eisens. Je größer G1 ist, desto größer ist die Tendenz zur Eisenschrumpfporosität. Es gibt zwei Aspekte, die den G1-Wert beeinflussen. Einerseits ist es die Impfwirkung und Keimbildungsfähigkeit der Eisenschmelze und andererseits das Kohlenstoffäquivalent der Eisenschmelze. Wenn das Kohlenstoffäquivalent gleich ist, ist die Impfwirkung umso besser, desto niedriger der G1-Wert und desto geringer die Schrumpfungstendenz.
• ⑤ Daher scheint es, dass im ersten Ofen nach der Behandlung von geschmolzenem Eisen Option C die beste, Option B die zweite und Option A die schlechteste ist.

Ergebnisse und Diskussion der zweiten Option

Nach verschiedenen Verarbeitungsmethoden sind die erkannten EPIC-Bilder wie folgt:

Kurve 5: Die Kurve der ursprünglichen geschmolzenen Eisenasche-Mundprobe des zweiten Ofens
Kurve 6: Die Ergebniskurve des zweiten Ofenprogramms A

Kurve 7: Die Ergebniskurve des zweiten Ofenprogramms B
Kurve 8: Die Ergebniskurve des zweiten Ofenprogramms C

• Aus Kurve 5 und Kurve 6 ist ersichtlich, dass der LET-Wert von 1149 auf 1141 reduziert wird℃, das G1-Intervall 20 % beträgt und die Ausfällungszeit von LET-ST-Graphit 146 Sekunden beträgt. In Kombination mit seiner chemischen Zusammensetzung ist bekannt, dass sein Kohlenstoffäquivalent der zweite Ofen ist. Das höchste der drei Programme. Nach der Analyse war der niedrigere LET-Wert der ursprünglichen Aschelochkurve des geschmolzenen Eisens auf die Zugabe von Ferrosilicium und graphitisierendem Aufkohlungsmittel zurückzuführen, was zu einer starken sofortigen Nukleationsfähigkeit von geschmolzenem Eisen führte.
• Aus Kurve 5 und Kurve 7 ist ersichtlich, dass der LET-Wert von 1149 auf 1139 reduziert ist℃, das G1-Intervall 24% beträgt und die Ausfällungszeit von LET-ST-Graphit 146 Sekunden beträgt. In Kombination mit seiner chemischen Zusammensetzung ist bekannt, dass sein Kohlenstoffäquivalent der zweite Ofen ist. Das mittlere der drei Programme. Der Grund für die Abnahme von LET ist der gleiche wie oben.
• ③ Aus Kurve 5 und Kurve 8 ist ersichtlich, dass der LET-Wert von 1149 auf 1138 °C reduziert wird, das G1-Intervall 33 % beträgt und die Ausfällungszeit von LET-ST-Graphit 144 Sekunden beträgt. In Kombination mit seiner chemischen Zusammensetzung ist bekannt, dass sein Kohlenstoffäquivalent der zweite Ofen ist. Die niedrigste der drei Optionen.
•  ④Im Allgemeinen hat der zweite Ofenplan A mit der stärksten Nukleationsfähigkeit einen höheren LET-Wert, die kleinste Schrumpftendenz ist auch der zweite Ofenplan A und der G1-Wert ist der kleinste. Es zeigt, dass die Erhöhung des CE-Wertes die Kontraktionstendenz verringern und die Fähigkeit zur Keimbildung verbessern kann.

Ergebnisse und Diskussion der dritten Option

Kurve 9: die Kurve der ursprünglichen geschmolzenen Eisenasche-Mundprobe des dritten Ofens
Kurve 10: Die Ergebniskurve des dritten Ofenprogramms A

Kurve 11: Die Ergebniskurve des dritten Ofenplans B

Kurve 12: Die Ergebniskurve des dritten Ofenplans C

• ①Aus Kurve 9 und Kurve 10 ist ersichtlich, dass der LET-Wert von 1147 auf 1145 reduziert wird℃, der G1-Wert beträgt 6%, LET-ST-Graphit Die Ausfällungszeit beträgt 172.8 Sekunden, kombiniert mit seiner chemischen Zusammensetzung ist es bekannt dass sein Kohlenstoffäquivalent das niedrigste unter den drei Schemata des dritten Ofens ist.
• ②Aus Kurve 9 und Kurve 11 ist ersichtlich, dass der LET-Wert von 1147 auf 1146°C abnimmt, der G1-Wert 10% beträgt und die Ausfällungszeit von LET-ST-Graphit 182.7 Sekunden beträgt. In Kombination mit seiner chemischen Zusammensetzung ist bekannt, dass sein Kohlenstoffäquivalent der dritte Ofen ist. Das höchste der drei Programme.
• Aus Kurve 9 und Kurve 10 ist ersichtlich, dass der LET-Wert von 1147 auf 1146 reduziert wird℃, der G1-Wert 9% beträgt und die Ausfällungszeit von LET-ST-Graphit 194.4 Sekunden beträgt. In Kombination mit seiner chemischen Zusammensetzung ist bekannt, dass sein Kohlenstoffäquivalent der dritte Ofen ist. Das mittlere der drei Programme.
• ④Der G1-Gesamtwert der dritten Option ist relativ niedrig, was darauf hindeutet, dass das geschmolzene Eisen, das mit dieser Option geschmolzen wird, die geringste Schrumpfungsneigung aufweist. Zusammenfassend ist der Unterschied zwischen den drei Pfannenschmelzen nicht groß. Relativ gesehen hat die dritte Ofenvariante A die beste Wirkung. Die Schlussfolgerung des Probentests besteht darin, den geeigneten Kohlenstoffäquivalentwert zu verwenden, um das Beschickungsverhältnis durch das geschmolzene Eisen des ersten und zweiten Ofens einzustellen.

Der LET-Wert der ursprünglichen Eisenschmelze des zweiten Ofens ist höher als der des ersten Ofens und der G1-Wert ist kleiner als der des ersten Ofens. Durch die Anpassung des Beschickungsverhältnisses des zweiten und dritten Ofens, den Ersatz von reinem Manganschrott durch Stückstahl, ist der LET-Wert nahe und der G1-Wert wird nach der Aufkohlung deutlich reduziert. Daher kann eine Erhöhung des Kohlenstoffgehalts die Keimbildungsfähigkeit des ursprünglichen geschmolzenen Eisens verbessern und verringern.

Die Schrumpfungsneigung ändert sich mit der Art des Schrotts kaum. Das richtige kugelförmige Impfbehandlungsverfahren wird durch Vergleichen des A-Plans des ersten Ofens mit dem B-Plan und dem C-Plan erhalten. Das fabrikeigene Sphäroidisierungsmittel und das Impfmittel übernehmen das vorhandene Behandlungsverfahren, und die Schrumpfungsneigung und die Keimbildungsfähigkeit des geschmolzenen Eisens sind besser. Arm; Gemäß dem zweiten Ofenplan A, Plan B und Plan C ist, wenn die Sphäroidisierungsmitteldosierung 1.2% und die Impfmitteldosierung 0.5 beträgt, der Behandlungseffekt am besten und der Unterschied zwischen voreingebetteter und angezapfter Eingabe ist nicht groß; bestanden Beim Vergleich der dritten Ofenschemata A, B und C gibt es keinen offensichtlichen Unterschied in den Auswirkungen der drei Behandlungsschemata.

Ursache der Veränderung ist der CE-Wert der ursprünglichen Eisenschmelze. Kurz gesagt, mit einem hohen CE-Wert (C3.7-3.9, Si2.1-2.4) kann mit Elkem Nodulizer-Impfmittel, Dosierung von Nodulizer 1.2%, Elkem-Impfmittel 0.5% und Fließimpfmittel eine hohe Form erhalten Das geschmolzene Eisen mit nuklearer Fähigkeit und Die geringe Schwindungsneigung macht es leichter, duktile Gussteile zu erhalten, die den Qualitätsanforderungen entsprechen. Anwendungsschlussfolgerungen für die Produktion Verwenden Sie beispielhafte Prüfschlussfolgerungen für die Herstellung von dickwandigen Teilen aus duktilem Gusseisen. Der Plan sieht wie folgt aus: Schmelzgewicht 20t, Einsatzverhältnis Roheisen 65%, Stahlschrott 35%, Elkem Knöllchen 1.2%, Elkem Impfmittel 0.5%+mit Flow Impfmittel, die ursprüngliche Eisenschmelze C3.7-3.9, Si2.2- 2.5, Mn 0.3, P 0.05, S ＜ 0.02, für die Herstellung den am Gussstück befestigten Gussprüfstab zum Testen nehmen und den Gusskörper zerlegen und beobachten. Nach der Dissektion wurde die Bearbeitungsoberfläche inspiziert, und nach der Bearbeitung gab es keine Graphit-Floating- und Schrumpfungsfehler, und das Programm war erfolgreich.

Um zusammenzufassen 

• 1. Dickwandige duktile Gussteile sind bei der Herstellung von duktilem Gusseisen schwer zu kontrollieren. Sie zeichnen sich durch große Wanddicken, langsame Abkühlung, Mg und andere Elemente und hohe Schrumpfungsneigung aus. Fehler und Ausschuss während der Produktion treten leicht auf und verursachen wirtschaftliche Verluste. Speziell für Gussteile der Güteklasse QT400-18AR, seine Leistungsanforderungen: Zugleistung Rm≥390; Streckgrenze Re≥240; Dehnung A ≥ 18; mittlerer Schlagwert KV2≥14, minimaler Schlagwert KV2≥11 und höhere Anforderungen.
• 2. Durch den kleinen Probenprozesstest wird das gießende kleine Probenteststück auf verschiedene chemische Komponenten und verschiedene Sphäroidisierungs-Impfbehandlungsmethoden getestet. Das EPIC-Gerät von Elkem erkennt die Schrumpfungsneigung des geschmolzenen Eisens, bestimmt die geeignete chemische Zusammensetzung und das richtige Verfahren zur Impfung durch Knollenbildung und kann das geschmolzene Eisen mit der geringsten Schrumpfungsneigung erhalten.
• 3. Wenden Sie die Daten aus dem Kleinmusterprozesstest auf die tatsächliche Produktion an, um einen klaren und stabilen Produktionsplan für die Herstellung von dickwandigen Teilen aus duktilem Gusseisen zu erstellen. Durch Inspektion des angebrachten Gussprüfstabs und anatomische Oberflächenbeobachtung wird festgestellt, dass der Plan funktioniert und der Guss hergestellt wird. Die Qualität ist gut und entspricht den Qualitätsansprüchen.

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