最近,一件不大不小在鑄鐵材質(zhì)領(lǐng)域里引起一定轟動的事,歐洲鑄造界傳開,即德國與奧地利兩國的鑄造所就擬定球墨鑄鐵牌號開展的合作研究。被稱為“Cornet項(xiàng)目”為期兩年,課題領(lǐng)導(dǎo)單位是德國鑄造研究所,屬于國家促進(jìn)研究計劃項(xiàng)目(AiF-Nr41 EN, SIRON),經(jīng)近兩年努力,取得了明顯成果。接二連三的在兩國雜志上發(fā)表試驗(yàn)成果?,F(xiàn)已把研究結(jié)果用予歐洲球鐵的牌號標(biāo)準(zhǔn)中,同時被推薦到國際有關(guān)機(jī)構(gòu),最近已同意批準(zhǔn)為國際新球鐵牌號(見表1)。按一般概念,普通球墨鑄鐵的基體組織種類與數(shù)量(指珠光體、鐵素體等)必須與相關(guān)的牌號相對應(yīng)。在歐洲的球鐵牌號(EN 1563)中,只要調(diào)整基本組織中的鐵素/珠光體數(shù)量比例,就可獲得不同的球鐵牌號,例如,牌號為GJS-700-2和GJS-800-2的球墨鑄鐵的組織主要是珠光體組成,而GJS400-15的基體100%是鐵素體,牌號為GJS-500-7、GJS-60-3的球鐵,球光體量在40~70%之間,只要化學(xué)成分?jǐn)?shù)值正確,上述這種對應(yīng)關(guān)系在普通球鐵牌號中均能得到反應(yīng)。它的工藝性能就要跟隨變化,珠光體的數(shù)量和它在鑄件中的分布,主要取決于材料的化學(xué)成分(特別是Si、Mn、Cu、Sn),以及石墨數(shù)量(由壁厚和孕育所決定)和冷卻速度(取決于壁厚與打箱時間)。但是,由于壁厚差較大的球鐵件,這種關(guān)系就難以嚴(yán)格保持,珠光體量的變動會超出原來區(qū)間,硬度波動范圍也會擴(kuò)大。
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眾所周知,球鐵中的Si是鐵素體促成元素,同時也是使珠光體減小的元素。通過向固溶體的固溶強(qiáng)化,使鑄鐵材料的硬度、強(qiáng)度得到提高。借助于提高含Si量從2.2至2.8%到大于3.5%。這時,基體組織實(shí)際已全部成為鐵素體(只含少量珠光體)。他們發(fā)現(xiàn)盡管此時的鐵素體受到高Si的固溶強(qiáng)化,從而減少了它的變形能力,但是,在拉力試驗(yàn)時,沒觀察到這部分珠光體對延伸率的減少作用。說明在GJS-500/600兩個牌號中同時仍具有高的延長率,即所謂添加Si后對降低球鐵延伸率的“零作用”。這一特性的發(fā)現(xiàn)對材料使用者而言,具有這樣的優(yōu)點(diǎn),意味著硬度分布值較集中,硬度呈均勻分布,并不分散,有利于改善加工性。也利于保持良好的尺寸公差,容易滿足在壁厚差別大的球鐵件中的硬度公差要求。
新制定的歐洲標(biāo)準(zhǔn)牌號、牌號中的數(shù)值反映出與石墨球的形狀關(guān)系十分密切,他們在實(shí)際中發(fā)現(xiàn),當(dāng)Si量超過4.3%時韌性會急劇下降,準(zhǔn)確的關(guān)系圍觀組織中的石墨形狀和澆注工藝中所用的參數(shù),都是研究過程中所使用的。除了正常的測定材料性能之外,還研究了新標(biāo)準(zhǔn)中的項(xiàng)目,例如澆注工藝性夾渣的成份,充型性、補(bǔ)縮性,對此,還使用了自己特殊的工藝試驗(yàn)方法。
編者閱讀之后有感而發(fā),球鐵中的Si元素對組織與性能的影響規(guī)律,對從事鑄鐵工作者來說,都十分清楚。對Si含量的使用范圍也一目了然。但是長久以來,存在于我們思想中始終受一個界線的束縛,即含Si量不能超過3.2%,尤其對于受動載荷作用的零件,更為慎重。因?yàn)槿绱?,很少有人對大于此值的含Si量作系統(tǒng)深入的試驗(yàn),故一直認(rèn)為大于3.2%含Si量為禁區(qū),不能越雷池一步,也就無法發(fā)展與創(chuàng)新,號召同仁們,要勇于開拓、創(chuàng)新,添補(bǔ)我國和世界的技術(shù)空白,縮短我們與先進(jìn)國家的差距,共同為鑄造事業(yè)貢獻(xiàn)力量。