铸铁合金的发展

　　我国灰铸铁件与相比，主要差距是强度低、差、寿命低、断面敏感性大、加工性差。灰铸铁的着眼点是提高碳当量，在良好的铸造性能的同时获得高的强度。但为获得、性能稳定和品质均一的铸铁件，又严格控制碳当量，并从熔炼、检测等方面来予以。目前对灰铸铁的生产，除作常规检测外，还提出了十项新的检验指标，即铁水温度、铁水纯净度、共晶团数、共晶度、相对硬度、相对强度、品质因数、弹性模数、过冷度、过冷度比。其中，共晶度一般在0.8-1.0左右较好;相对强度为1.15-1.20时，铸铁的性能理想;相对硬度在0.8-1.0时，切削性能良好。品质因数愈高，材质愈好。过冷度一般控制在,6-8度之间，这时孕育效果佳;过冷度比通常控制在1.5-2.5之间;弹性模数之值愈大，铸铁抗拉强度愈大;共晶团愈细，铸铁的强度愈高。通过对上述指标的严格控制可达到稳定的质量。我国灰铸铁研究的是：a提高铁液温度，铸铁冶金质量，采用合成铸铁熔炼工艺;b 加强孕育处理技术，尤其是孕育铸铁的研究和推广;c研究和推广低合金化孕育铸铁;d调整化学成分、控制铸铁的Si/C比，以获得低应力铸铁。国内的实践表明，若使Si/c比值在0.5-0.9，再加以适当的孕育和合金化，可获得具有良好综合力学性能的高强灰铸铁。另外，调整Mn,Si含量，使含Mn量比含Si量高0.2%-1.3%或以上，可以另一种低应力铸铁。目前，我国的工厂大多无炉前测定C,Si含量的仪器，因而不能及时掌握C,Si的变化情况C,Si含量波动很大，致使铸件质量难以稳定，这是今后急需解决的一个问题。铸铁薄壁化、轻量化、强韧化是为了满足工程界对工程材料节能性、回用性两方面的要求，适应“人类可持续发展战略”的需要。对汽车工业而言，降低整车自重对节能、减少废气排放有关键性的意义。铸件的“薄壁高强”化正在工程界成为一种趋势，其技术应用也将日益成熟并拓展，在可以预见的将来，3-5mm的高强薄壁球铁件将会大量出现在一般机电产品中。所谓“薄壁高强”，即生产中所指壁厚为4-6mm(为3.0-3.5mm)，抗拉强度大于250MPa。而国内目前大多数工厂发动机仍使用HT200牌号材质标准。就材质而论，其主要原因是大多数工厂采用冲天炉熔炼，铁液指标达不到要求， 特别是铁液温度低和化学成分波动大，使该类产品铸件难以控制，从而导致废品率高。其中属于材质方面的主要是性能达不到高牌号要求，断面均匀性差，渗漏严重，热疲劳性能差。我国在“六五”至“八五” 期间，经过院所、大专院校与生产厂家的联合攻关，对高强薄壁铸铁件的研究取得了较大进展，缩短了与水平的差距。与同类产品相比，在铸件的使用性能和品质稳定性方面，还存在着不小的差距。如在材料方面，汽车一般次大修里程，汽油机为30万km，柴油机大于50万km。而国内分别是10-15万km和25万km。汽缸套使用寿命可达到6000-8000h，而国内只有 3000-5000h。由于与材料的综合性能密切相关，为满足发动机不断的要求，缸体的组织与性能和研究缸体新材料与新工艺，提高缸体和使用寿命，已成为当前学者和工程技术人员研究的之一。