关于QT400-15延伸率和强度达不到问题的分析和讨论

Xavier2005

各位论坛的朋友们，大家好，现在我将两个月以来我生产球铁的问题总结了一下，说一说我的看法，也想听一听大家的意见！
我们主要生产QT400-15和500-7两种牌号的球铁，经常发生的情况是500-7的强度和延伸率和都可以达到要求，而400-15却满足不了强度和延伸率的要求，主要的情况如下：
5 G4 K4 A5 F0 [2 E; l                                     C      Si      Mn     Mg
QT400-15 球化前铁液成分3.8    1.45   0.14  
- Y) i' a3 G, U4 P5 A2 @+ \  V6 V                          球化后3.6     2.6    0.12    0.04左右（不准确）
2 w5 c: @+ A' j( W/ q                          出炉温度：1560左右
/ X3 x* i. e" t7 q500-7的情况如下
                                    C      Si      Mn     Mg
               球化前铁液成分3.8    1.45   0.14  
1 W2 v: i" F8 d6 v2 L9 S* _                          球化后3.6     2.6    0.12    0.045以上
+ I( Y  \$ u- K                          出炉温度：1510左右
经过检查，发现500-7和400-15的本体球化等级均在3级以上，唯独400-15的试块抗拉和延伸率不合格，我对试块做了金相，发现其中有严重的球化不良，而500-7的试块则没有。
4 y  c5 S# k. T! P我们的试块使用的树脂砂型，树脂砂使用的固化剂是含硫高达30%的磺酸固化剂，因此我分析认为原因如下
1 400-15比500-7的出炉温度高，因此球化过程中400-15的镁烧损比500-7就大，这一点光谱也证实了
2 由于试块是树脂砂型，由于较高的含硫量，易于消耗铁液中大量的镁，当铁液中镁含量低于0.4时，就极易形成球化不良，而此时铸件却能够球化良好。
9 v9 `/ r& N( @4 d, S这是我的分析，请大家分析一下
) f3 ?7 \3 F' h9 `, B( E. W' @还有一个问题：
6 I& `- W$ N5 c6 I9 s/ @7 N6 ^( G我发现球化过程中碳的损失的量的多少与铁液中碳的含量有着密切的关系：
C在4.2以上，球化后C在3.2-3.4之间
C在3.8-4.0 之间 球化后C在3.55-.65之间
" H9 |/ A6 j1 T- f, ]0 |, FC在3.7左右 球化后C3.65左右
C在3.65 左右，球化后也在3.5-3.55之间
. q, Y4 L) n4 e  p2 O" @" lC在 3.5时，基本上损失很小，不超过0.1
. w% R; s. C) V6 d% \9 F6 C我的疑问是：
           1为什么在球化过程中碳会损失，是不是碳损失越大，发生石墨漂浮和石墨开花的情况越严重，我观察到了这一点
            2 球化后损失的那一部分碳去哪儿了，还会留在铁液中吗，或者说是漂浮在铁液表面，我个人认为留在了铁液当中
- i# b7 \: E2 N/ v" R想听听大家的意见
第三个问题：
镁的损失率与温度有多大关系？？
: O( P6 a1 i8 [3 g; |还有一个问题想听听大家的意见:
* j3 X% }0 A- X9 F' T1 [5 J/ z( R我来这家工厂以前，
他们的400-15的成分为：球化前：C 3.9  Si 1.7-1.8
                                  球化后：C3.4-.5 Si 2.8-2.9
不知道为什么他们的C Si 这么高
& {2 ]9 t8 e% L我查了一下光谱纪录，以前的成分为：
/ N% C: e  O3 d: o; I4 L                                            球化前：C 3.65  Si 1.3-1.4                                       
; m+ B9 a6 T! g1 q# W                                            球化后：C3.4-3.5 Si 2.4-2.5
: N- {3 M+ m9 F# j% m! {我现在准备回到以前的成分，不知是否可取
500-7也存在同样的问题
9 L2 w  R! n5 D- B- H: u' }因为降低碳当量以后，我准备将出铁温度由1560降到1530，顺便说一下我们的球铁件在8-20公斤之间，壁厚在20mm以上
, u5 j# j/ B5 @$ i' P2 S( _这个温度合适吗?

Xavier2005

回复 1# Xavier2005
7 B: J  z% d  z2 U+ a- _/ g
( l( `) I: O) g
    是不是我的这些问题太难了

shapi123

回复 1# Xavier2005
$ e" J* K0 f& b* s
! B5 e- [8 q: P6 h, D
    根据我的经验来看,
9 {. W4 M: n4 O& q    1、球化过程没有碳的损耗，而是我们的试样与光谱的关第除了问题。
) R: u9 Q/ A; v0 P% B     光谱检测碳是通过碳化三铁来测，而球铁里的碳会出现堆积和不均，所以我们打的点的碳是不能代表铸铁里的碳的。也就是说光谱试样必须白口化。但你想一下，你的试样白口化了吗，球化后是很难白口化的，所以碳没有减少，是检测显示出现了误差。

shapi123

回复 1# Xavier2005
' u! A' o# a0 ?

5 D7 D2 P. d$ `: C4 x, {& A    试块强度不合格的问题是，试块的冷却条件和铸件是不一样的，所以铸件合格，但试块不合格。根据以往国际汽车零件通用的验收标准来讲，取本体为准就行了。再说了，试块你必须根据铸件的状态来同步进行设计或选择。
2 [+ Y/ E9 l$ H; q6 V3 j5 Y   关于你说的镁的烧损：是这样的，温度越低烧损越少。你在这么高的温度进行球化，烧损肯定大。你想尽一切办法进行降温处理和球化后的保温处理。现在丰田球化的温度控制在1420-1460间，你能不能就看你了，反正这个状态下，球化剂加入量只有零点七也可以保证球化，信不信由你。

Xavier2005

回复 4# shapi123
3 Y7 n$ D/ f) I; [' p: y
! c) z1 X. f; ~8 P! z1 c
2 V6 w$ e. @6 G4 E4 m    这个我信

xiayaxi

球化出炉温度我们一般控制在1530℃，延伸率要求高的牌号采取新生铁加入量增加。

混元太极

/ N" _1 U! Q7 j+ |% B
: e8 a* k8 s1 k$ N: J5 H. H& }"唯独400-15的试块抗拉和延伸率不合格，我对试块做了金相，发现其中有严重的球化不良，而500-7的试块则没有。
我们的试块使用的树脂砂型，树脂砂使用的固化剂是含硫高达30%的磺酸固化剂."
9 w, v  T1 Q2 h, C5 r' d400-15试块球化不良，500-7的试块为什么球化行哪？
“我准备将出铁温度由1560降到1530”，球化温度太高。

zhjnhy

回复 1# Xavier2005
. w- h2 t# \: z. D: o3 ^4 |7 R8 `

    镁的损失于温度有关系,但C的损失同时间有关系,你测的C含量可能于光谱和化学成分有关系

paulqin

针对楼主提出的几个问题，我凭我以往生产该材质的产品的一些经验提出如下意见，供各位同仁参考：
0 D! h% D: G- Z' R) N5 v0 t1、关于球化脱碳的问题。在球化过程中的确是会产生脱碳情况的，一般我们做球铁的碳含量都比较高，但是按照我的经验顶多也就降低0.2~0.3%，像楼主提到的这么大的幅度我认为肯定不正常。像楼主说的“C在4.2以上，球化后C在3.2-3.4之间”这个几乎是不可能的！！钢水熔炼的吹氧脱碳也不过如此吧？
% u$ r) B- T4 m- K- ~0 }一般情况下，光谱分析本身的误差是比较大的，我建议你不要采用光谱法分析碳含量，采用碳硫测定仪测量一下看看，（不要用钻床取铁末的方式称量，用铁水薄片捣碎后称量的办法称量），这种方法测量的比光谱要准确的多。（当然你要是光谱法控制的特别好误差也不是太大的）。
0 H( l5 B5 C- j6 c2 k$ A9 G  不管是光谱还是碳硫测定，标样的选择很重要，看看你的标样的成分是不是同实际铁水的成分比较接近？
2、球化脱碳降低的碳是烧损掉了，它变成CO2或者CO气化了，是不包含铁水中的。
3、镁的烧损同温度有关这是肯定的。至于是什么关系，我们只可以定性的分析一下：在其他条件都不变的情况下，温度越高，镁的烧损越大。但是多高问题多烧损多少，这个不好说，不同的操作工艺对这个影响也很大的。没有办法给你提供一个线性的结果的。
4、镁残达到0.04%以上应该是不会有球化不良的情况发生的，请问你最终发生球化不良的铸件中的稀土和硫的含量是多少？  我感觉你可以通过加强孕育的办法来达到防止球化衰退发生的。

ph8223422

楼主铸件如果进行了随流孕育，而试块没有那也会造成差异。
5 C% r% E3 j3 M! w) h+ T# }楼主Mn低了点，适当增加。
6 X. ]3 [* s4 q' k球化温度适当降低，1500左右。还有球化孕育操作过程要严谨。

Xavier2005

回复 9# paulqin

6 A  B- B6 \$ U( W
- g& |( j& A2 l' @# p. G6 c    谢谢你的意见，很受用。
1 我的400-15的S球化前一般在0.025以下，球化后在0.15以下 稀土在0.013-0.015之间。
2 我的铸件一般是没问题的，对于不合格的试棒对应的试样本体抗拉和球化都是合格的，  我的问题出在试块上，我们试块使用的是树脂砂粘结剂含硫30%的快速固化剂。400-15的出炉温度高达1560，故镁的烧损大，加上高含硫的树脂砂型又会消耗较多的球化剂，因而会导致球化不良，故抗拉和延伸率不合格
  T/ b, g' w7 Z这是我的分析
   下一步我准备分两步验证
1 ^& ~; @! O* p$ D4 @6 v  1 一是提高球化剂的用量，由1.3%变为1.4%
& i% ?  d/ q( L5 U/ r+ U$ p' o  2 使用粘土砂型制作的试块模型
请给我一下意见？

Xavier2005

回复 10# ph8223422


& a& s9 r- ~0 \+ Y9 G* m    为什么要提高Mn的含量呢？
  u( B0 m/ _) \( n7 Z% }9 V* Q3 _多少合适呢？

zjy95381

Mn0.3比较合适，

Xavier2005

1 H$ P3 z! Z! k  Q回复 13# zjy95381
2 j& J. z! E+ p" c7 ^  H+ J) ~

    那铁素体85%以上恐怕很难保证了，有没有更好的方法吗？

Xavier2005

回复 11# Xavier2005


) u! j# I4 n# r0 G! v    这个已经做过了，球化剂和孕育剂都有放，很有效果，所以我才确定是试块砂型的问题

Xavier2005

回复 15# Xavier2005
) ~  h/ q" F+ j" o8 u& q
2 u* \) D( L. P% k! ?
   铸件是粘土砂型的，试块是树脂砂制作的

zjy95381

回复 14# Xavier2005

1 ~' a, P' m- R2 V* m2 s7 m
1 Y. g2 M  Q# L  E    加强孕育，提高终硅量，应该没问题的

paulqin

回复 11# Xavier2005

& i" T0 Z7 a9 q  `/ ~
, u  R5 P( y+ F  S/ A) `    依我的观点来看的话，试块毕竟是为了检查铸件质量来用的，最终的目的我们是通过试块来达到控制铸件质量的目的的，既然你实际的铸件检测没有问题，我觉得把树脂砂的试样槽换成粘土砂的就可以了。另外再提供一下我的参考意见：
    1、尽量不要提高稀土镁的加入量，一来增加成本，二来稀土残留过高是影响石墨形态的。
    2、你本身现在的稀土镁的加入量是适中的，我建议稍微降低一下出铁问题，譬如10°C~20°C，这样稀土镁的烧损会适当减低的。

Xavier2005

回复 17# zjy95381

' V& y' W9 E* R: w
8 X! D1 S# D( P! M    提高终硅量延伸率恐怕达不到吧

Xavier2005

回复 18# paulqin
我已经通过实验验证了我的猜想
7 g9 Q% i- x: G6 J( I我做了四组对比试块，一个是树脂砂的，一个是粘土砂的
其中两组试块中的粘土砂试块延伸率均达到了15以上，而相应的树脂砂延伸率在5左右
两外两组试块的残留镁含量在0.33左右，相应的粘土砂试块做下来的延伸率有14左右，而相应的树脂砂试块的延伸率只有1.5
( {* I  R: k% \( j9 `3 M5 X' c所以S的影响还是非常大的