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        工業電爐的應用:蠕墨鑄鐵與合金灰口鐵
        來源:開封市華能電爐有限公司 | 作者:huanengdl | 發布時間: 2017-05-25 | 6231 次瀏覽 | 分享到:
        由于發動機負荷的增加開始超過了普通灰口鐵(GJL250)可承受的強度,一些鑄造業及汽車制造業為增加抗拉強度,就設法向普通灰口鐵中加些合金元素和硬化劑,例如鉻、鎳、銅、錫和鉬等。
            由于發動機負荷的增加開始超過了普通灰口鐵(GJL250)可承受的強度,一些鑄造業及汽車制造業為增加抗拉強度,就設法向普通灰口鐵中加些合金元素和硬化劑,例如鉻、鎳、銅、錫和鉬等。為了進一步增加強度,完全滿足最小抗拉強度為300MPa的要求(GJL300),有些標準還降低碳含量,由3.2%到3.0%以縮小片狀石墨的尺寸,降低鑄件開裂的風險。雖然加入硬化合金和降低碳含量可增加10%-20%的力學性能,但同時也喪失了普通灰口鐵的優點:良好的可鑄性,良好的熱傳導性,良好的可機械加工性和便宜的制造成本。
            (1)可鑄性
            在澆注后的普通灰口鐵的凝固過程中,片狀石墨形成時的體積膨脹,能彌補鐵本身凝固時引起的收縮,所以降低了碳的含量也就降低了普通灰口鐵本身自我補縮的能力。許多合金元素(鉻、銅、錫、鉬)在鐵液凝固過程中都有偏析現象。這種偏折就使得在最后凝固的鐵液中很易形成縮孔和碳化物??偟慕Y果是合金灰口鐵的可鑄性,包括補注的要求,與蠕墨鑄鐵沒有什么區別。對形狀復雜的鑄件尤其是這樣,例如4氣門的缸蓋。
            (2)熱傳導
            向普通灰口鐵中加入合金元素相應的降低了它的導熱性。典型的合金加入量(0.3%鉻和0.3%鉬)將降低普通灰口鐵的熱傳導能力約10%~15%。另外,普通灰口鐵是由于具有較長的片狀石墨才使其有良好的熱傳導性能,合金灰口鐵中的低碳含量將進一步惡化其熱傳導能力。合金灰口鐵的熱傳導性能比標準的珠光體蠕墨鑄鐵高出約5%。
            (3)可加工性
            合金元素的加入在增加了普通灰口鐵強度的同時,也增加了鑄鐵的硬度和耐磨性,當普通灰口鐵的強度增力口10%~20%的同時,它的硬度卻要增加30%。根據合金元素的加入量,合金灰口鐵的硬度往往都比蠕墨鑄鐵高。普通灰口鐵的可加工性與蠕墨鑄鐵是有很大差異,但用于合金灰口鐵加工的刀具壽命與用于蠕墨鑄鐵加工的刀具壽命在許多加工工藝中基本上沒有區別。
            (4)成本
            與普通灰口鐵相比(GJL250),合金灰口鐵易形成縮孔(需要補注)和可加工性差(刀具壽命短),增加了使用合金灰口鐵的成本。除此之外還得考慮合金本身的成本,例如鉬的市場價格從2004年到目前已由5000歐元/t增加到50000歐元/t??紤]100kg重的鑄件,70%的鑄成率和O.3%的鉬含量,就鉬本身所增加的成本就有20歐元。
            (5)噪聲-振動-不平順性(NVH)
            NVH指標的決定因素是鑄鐵的剛性。當把普通灰口鐵從GJL250提高至GJL300,增加了20%的抗拉強度,但是彈性模量僅增加了約l0%。蠕墨鑄鐵的彈性模量比普通灰口鐵(GJL250)高40%。因而,盡管蠕墨鑄鐵的耐沖擊性差于以上兩種灰口鐵,但它高的彈性模量值將導致噪聲降低約1個分貝。
            在1999年前,當蠕墨鑄鐵還沒被確認為可以確保高質量、大批量生產的時候,合金灰口鐵確實是制作重型發動機缸體的材料。而今,先進的工藝控制和生產技術已能保證蠕墨鑄鐵高質量、大批量的生產,所以已沒必要再選用合金灰口鐵了。合金灰口鐵在可鑄性、熱傳導、可加工性和成本方面與蠕墨鑄鐵相類似,但卻沒有蠕墨鑄鐵的其它優點。如果柴油發動機設計者們認可由于使用合金灰口鐵所帶來的以上諸問題,倒不如選用蠕墨鑄鐵而全面提升材料的性質和由于應用高性質材料而充分的改善發動機的工作性能,噪聲-振動-不平順性指標和使用壽命。

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