铸造中合金元素分析报告Word格式文档下载.docx
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碳钢的基本元素有:
铸造碳钢是熔模铸造生产中应用极为广泛的材料。
碳钢的主要元素是碳,其含量为0.12-0.62%。
改变含碳量可在很大程度上改变钢的机械性能。
此外,钢中含有硅、锰、磷、硫四大元素,硅、锰有脱氧和去硫作用,但且含量变化不大,对性能的影响也不大。
磷、硫在钢中均为有害元素,并在不同质量要求的钢中均有一定的限制。
磷和硫在钢中含量越少越好。
3、铸造合金钢常用的合金元素有哪些?
加入的目的是什么?
(1)含碳量越高,钢的硬度越高,耐磨性越好,但塑性及韧性越差。
(2)硫是钢中有害元素,含硫量较多的钢在热压力加工时容易脆裂,这种现象通常称为“热脆”。
(3)磷能提高钢的强度,但使钢的塑性及韧性明显下降,特别在低温时影响更为严重,这种现象通常称为“冷脆”。
(4)锰能提高钢的强度,消除或削弱硫的不利影响,并能提高钢的淬透性。
锰还能部分或全部代替镍来生产奥氏体不锈钢。
高锰耐磨钢还具有良好的耐磨性。
(5)硅除了能提高钢的强度、弹性外,还能提高屈强比(σs/σb)和疲强比(σ-1/σb),但使塑性和韧性降低。
硅能提高钢在加热时的抗氧化性。
电工用钢中含硅量较多,目的是改善其电磁性能。
(6)钨可提高钢的硬度、耐磨性、强度,尤其能提高钢的红硬性和回火稳定性。
钨还能减轻氢对钢的有害作用。
(7)铬能提高钢的强度、硬度、耐磨性、淬透性。
当含铬量在26%以内时,钢的冲击韧性随含铬量的增加而提高。
铬还能显著提高钢的抗腐蚀能力。
(8)钒对钢的性能影响主要决定于碳化钒(V4C3),它使钢的硬度和耐磨性提高。
少量的钒还能细化钢的晶粒,有利于机械性能的提高。
(9)钼能提高钢的强度、耐磨性、冲击韧性、淬透性、热强性。
但使剩磁和矫顽力增加。
(10)钛能细化钢的晶粒,提高其机械性能和热强性。
在不锈钢中,钛能消除或减轻晶间腐蚀现象。
(11)镍能提高钢的强度、韧性和抗疲劳能力。
镍与铬配合具有明显的抗腐蚀能力。
但镍增加了氢在钢中的溶解度,易产生“白点”缺陷。
(12)钢中含有微量(0.001-0.005%)硼时,其淬透性可以成倍提高,特别是表面渗硼,可明显提高其表面硬度、耐磨性和抗蚀能力。
(13)铝能细化钢的晶粒,固定钢中的氧和氮,提高钢的屈服点(σs)和屈强比(σs/σb),减轻或消除钢的时效现象,提高钢的冲击韧性。
铝还能提高钢的抗氧化性和抗硫化氢的侵蚀。
(14)铜能改善低合金结构钢的抗大气腐蚀性能,特别是与磷配合使用时效果更为显著。
4、熔炼时炉料怎样配制?
各种合金元素的添加顺序如何?
答:
1)工艺要求:
炉料及铁合金必须符合要求的化学成分。
炉料应清洁干燥、无锈、无杂物。
不同材质的炉料应分开堆放。
2)操作程序:
根据合金牌号、技术要求,确定控制化学成分及元素在熔化时烧损,计算炉料各元素量,炉料中各元素的含量应比确定的量高即包括烧损量,各元素含量按下式计算:
K=K0/(1-S)
式中:
K-炉料中某元素的含量(%)
K0-钢液中某元素的控制含量(%)
S-某元素的烧损率(%)
附:
快速熔炼元素烧损率参考表(%)
元素
C
Si
Mn
Cr
Ti
Al
W
V
Mo
Ni
碱性炉
3-5
10
40-60
70-80
-50
0
根据炉料总重量,计算出各元素应有的重量;
计算出回炉料中各元素的重量;
计算出新料中各元素的重量;
将炉料总重量中各元素的重量减去回炉料、新料中各元素的重量即为各元素的不足量,不足的元素量可用铁合金补充;
将计算结果相加,并核对是否符合配料成分要求。
3)合金元素的添加顺序:
合金元素烧损率低的先加入;
元素烧损率高的后加入。
4)注意事项:
严格称量,经常检查称量仪器,保证准确无误。
严格控制炉料质量,要求清洁、干燥、无锈、无杂物。
严禁混料。
5、感应电炉炼钢时采用哪些脱氧剂?
加入次序如何安排?
为什么?
常用的脱氧剂有:
锰铁、硅铁、硅钙合金和铝块;
锰铁、硅铁为弱脱氧剂,加入温度应低点,先加锰铁,后加硅铁,再加入硅钙合金,硅钙合金属于复合脱氧剂;
有强化脱氧的效果,一般的碳钢件很少使用。
铝是很强的脱氧剂,由于熔点低、烧损大,因此通常在钢水静置后,钢水出炉前加入。
原理:
先用硅铁脱氧,[Si]+2[O]=SiO2固,生成SiO2,夹杂物熔点高达1720℃,很难清除;
只有先用锰铁脱氧,[Mn]+[O]=MnO液,再用硅铁脱氧,相互结合形成MnO·
SiO2,而MnO·
SiO2夹杂物熔点(1291℃)低、易上浮,很容易清除干净;
再用硅钙合金进行扩散脱氧,生成CaO·
SiO2,也容易清除干净。
6、熔炼浇铸操作守则。
A、熔炼操作工艺
1)设备检查
检查半导体变频装置的电源,输入电压(表)应正常;
检查各冷却水系统应正常,并无渗漏现象;
检查炉体倾倒装置应正常;
检查炉衬(坩埚)应无横向裂纹,对腐蚀的炉膛部分及炉口进行清理与修补。
2)炉料准备
(1)按浇注产品的材质牌号要求,对各种回炉材料进行称量(同牌号浇口棒,回炉料,废产品等)
(2)对废钢材进行称量
(3)对上述称量出的炉料,计算出各种元素的含有量,对照其元素的烧损率,计算出各元素补充量。
(4)根据计算出的补充量,进行各种合金的称量(含脱氧剂硅钙和铝)。
(5)对浇口棒,回炉料,废零件,废钢料应保证其干净,无油漆,严重锈蚀,油污等脏杂物。
当存在严重锈蚀油污时,应提前经过烧烤或抛丸等方法将其去除后方可入炉熔炼。
(6)将所有配入的合金(含脱氧剂、造渣剂、浇口覆盖剂)均须保持干燥,必要时应放入焙烧炉中烘烤,以除去水分。
3)熔炼操作程序
(1)打开各冷却水阀门。
水压不小于0.15Mpa。
(2)装入炉料。
装料的原则:
熔点高、难于熔化、不易氧化的装入底部,包括吸收率低的炭精均应装在炉底。
底部、中部应加夹小块,装料紧密,使炉料产生磁场密集,熔化快。
、上部大块松散,使其自重下落,预防"
搭桥"
。
(3)接通电源,按中频半导体变频装置操作规范。
调整各功率因素(表),使熔炼快速进行。
(4)当炉料熔化时,先进行配制炉料的加入,保留15%-20%的同牌号回炉料等到炉前化验合格的加入。
(5)当炉料熔化开始出现液面时,应加入适量造渣剂(覆盖剂),以减少金属液面与空气的接触,减少吸气与氧化。
(6)当炉料熔化80%左右时,进行除旧渣造新渣。
并保持金属液面覆盖。
(7)当金属液温度升到1550℃左右时,加入锰、硅铁进行予脱氧,包括对锰、硅元素的补充。
(8)取样做炉前分析,炉温进行保温。
根据分析结果报告,进行元素含量调整。
当化验成份符合材质要求时,加入保留15%-20%的同牌号回炉料。
(9)当炉温达到1580-1600℃时,进行精炼,除去旧渣,加入硅钙并造新渣。
同时停止送电,使钢水静置1-2min,然后再送电升温。
(10)测量温度,当炉温达到工艺规定的浇注温度时,加入纯铝进行终脱氧。
并除渣,清理炉口,准备浇注。
(11)如钢水量大,产品壳模多,浇注时间较长时,浇注一半时用纯铝进行再脱氧。
4)熔炼操作注意事项
(1)凡是加入炉内的所有材料,辅料必须无油漆、无严重锈蚀、油污,以减少炉内气体形成。
(2)为保证安全,加入液体中的料品,应预热彻底去除水分,以免冷料、含水料品加入时引起爆炸。
(3)冷料清理与加料。
禁止向冷炉重力敲击,以免炉膛产生裂纹。
(4)熔炼过程中,应经常观察感应圈冷却水温度,感应圈周围有无异常,以可提前觉察漏炉,避免事故发生。
(5)炉工与浇注工应做好协调密切配合,使熔炼出炉与壳模焙烧时间处于最佳状态。
(6)炉工浇注工必须清楚了解每个产品的图号、结构再根据工艺卡片,来选择确定出炉、浇注温度、流速、压力,以保证浇铸质量。
(7)炉工、浇注工工作中必须穿戴好劳动防护用品,遵守安全操作守则。
做到安全生产无事故。
B、浇注操作要求
(1)浇注的壳模应保证高温焙烧良好。
(2)壳模的浇注温度应控制在700-850℃范围内(小件、薄壁件更高,以便于充型。
)
(3)浇注时,尽量使钢水对准壳模浇口杯心浇入,不使钢水擦边产生旋涡,以防巻入气体。
(4)浇注时,应根据产品形状,壁厚选择浇注压力,对薄壁难以浇足的产品,浇注时应随钢水浇入后随之将模壳下降,使流量、流速、浇注压力加大。
(5)浇注速度,浇注速度凡用炉子直接浇时,应有炉工掌握。
一是炉子出钢口槽要较深;
二是倾倒速度要快(当然还要靠浇注人员将壳模对准,收流快,炉子返倾快)。
(6)钢水浇注后保温。
为使浇后钢水达到顺序凝固目的,起到良好补缩作用,钢水浇注后,稍停片刻将保温(覆盖)剂撒于其浇口上。
(7)壳模铸件保温。
为预防有些形状复杂零件的变形及裂纹(尤其厚薄相交悬差大的)。
(8)浇铸注意事项
a.应使从焙烧炉中取出型壳至浇注的时间要尽量短,以避免型壳温度下降过多。
b.浇注时要加快操作速度,使每炉钢水尽快浇完,防止钢水再次氧化。
c.浇注时应避免渣随钢水流入型壳中。
d.下列情况不应浇注:
型壳末烧好,钢水温度不够,钢水打渣不干净等。
e.对易产生缩孔、缩松的铸件,浇注后可在浇口杯上撒发热剂,以加强浇口的补缩作用。
7、化验员的岗位责任制度。
1)、化验员必须按照光谱仪操作规程进行操作;
2)、对当班需浇注的型壳进行合理的编排;
3)、根据生产流程卡规定的焙烧温度、合金液的浇铸温度进行调整(指调整焙烧炉温控仪)与记录;
4)、化验成份出现偏差时,必须根据理论要求数值,算出所加元素的需求量。
下偏差补充量表(按熔炼100公斤计算):
下差
C
Si
Mn
Cu
Nb
V
0.01%
碳极
硅铁
锰铁
铬铁
镍块
钼铁
紫铜
铌铁
钒铁
20克
0.014
0.0144
0.016
0.012
10克
0.01
0.011
0.02
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