Section 1 : Application de la fonte ductile dans les trains à grande vitesse

La fonte ductile est largement utilisée dans la production de pièces ferroviaires à grande vitesse avec son excellente résistance à la traction et ses charges et frottements élevés. La boîte d'essieu du bogie ferroviaire à grande vitesse, la coque et le couvercle d'extrémité du moteur de traction ferroviaire à grande vitesse, la boîte de vitesses et les pièces de frein du train à grande vitesse sont tous des pièces moulées en fonte ductile résistante aux chocs à très basse température. Généralement, matériau résistant aux chocs à basse température QT 400-18AL (-50 ℃, -60 ℃).

Section 2 : Norme matérielle des pièces en fer à billes pour rails à grande vitesse

Matériau résistant QT 400-18AL (-50℃, -60℃), exigences matérielles :

Norme matérielle : 400-18AL,

Résistance à la traction de 400 Mpa,

Limite d'élasticité de 240 Mpa,

18%,

Dureté HBW 130-150,

Valeur de choc à basse température de-50 ℃, -60 ℃,

Travaux d'impact : 12 J/cm2,

Exigences d'organisation de la matrice glographique :

Taux de ping de balle : plus de 90 %,

Nombre de billes de graphite : 100 alvéoles/mm2,

Organisation collective : corps 100% fer,

Graphite taille 6 à 7, sans co-cristaux de phosphore ni carbure

La matrice 100 % ferrite est la première condition pour que la fonte ductile améliore la valeur d'impact à basse température, même 1 % à 2 % des billes conduiront à la réduction de la valeur de choc à basse température. Le même état de recuit de ferrite, de phosphore et de silicium que toute la fonte ductile de ferritine, sa valeur d'impact à basse température est la meilleure.

Le taux de sphéricité pour atteindre 90 % ~ 95 % est nécessaire pour garantir la valeur de choc à basse température. La fissure de la fonte ductile s'étend le long de la limite de la fonte ductile. Plus la sphère est ronde, moins elle est difficile à fissurer. Par conséquent, plus la vitesse sphérique est élevée, plus elle est propice à l'amélioration des performances de charge dynamique telles que les performances aux chocs et la résistance à la fatigue.

Le nombre de billes de graphite affecte l'impact à basse température : le nombre de billes de graphite est propice à l'amélioration des performances d'impact limite supérieure ; le nombre de ducinks est propice à l'amélioration des performances d'impact à basse température. Pour la boîte d'essieu de bogie avec une épaisseur de paroi principale de 30 mm, prenez 100 à 200 pièces/mm2 de manière appropriée. Le cocristal de phosphore et le carbure sur la limite des grains réduiront considérablement le travail d'absorption des chocs à basse température du fer sphérique.

Section 3, processus de production de boîtes d'arbre en fonte ductile à haute teneur en fer

1, exigences en matière de métal fondu brut

Composition chimique de la solution de fer brut avant la granulation de la réaction :

C 3,9% à 3,98%

Si 0,65% -0,75%

Ni 0,75% à 0,83%

Mn ≤0,10 %

P ≤0,025%

S ≤0,015%

Ti ≤0,015 %

Cr ≤0,015 %

Autres alliages traces de 0,01%.

Le niveau de teneur en Si affecte directement la résistance à la traction et la valeur aux chocs ; lorsque la réduction du Si ne peut pas répondre aux exigences d'intensité, le problème de résistance insuffisante provoqué par la réduction du Si est résolu en ajoutant du Ni. (Ce schéma plus Ni)

2. Matières premières

1>, fonte brute: utilisation de fonte brute de haute qualité longfengshan. La somme des oligo-éléments de la fonte est de 0,10 %.

2>, ferraille d'acier : utilisation de ferraille d'acier au carbone.

(1) Aucune ferraille d’acier ne doit être mélangée à de la saleté. Les métaux non ferreux ou tout type de matériaux étrangers ne doivent pas présenter de rouille ni de corrosion excessives.

(2) Les teneurs en P et S ne dépassent pas 0,030 %.

Le score de masse de Cr n'était pas supérieur à 0,1 %.

Le score de masse du Cu n'était pas supérieur à 0,1 %.

3>, agent carburant : agent augmentant le carbone à haute température, C 98,5 %, S 0,1 %, N 0,03

Utilisez plus de fer brut, moins de ferraille, de matériaux de four, un calcul aussi proche que possible de la composition chimique idéale, laissant un peu d'espace pour un réglage fin. Le but de l’ajout de fer brut est de garantir le nombre de noyaux de graphite d’origine, de réduire la quantité d’agent carboné et de réduire le soufre de l’agent carboné. La fonte brute de formule couramment utilisée représente 88 % à 92 %, la ferraille d'acier de 8 % à 11 %, le ferrosilicium de 1,7 % à 2,0 %, l'agent augmentant le carbone de 0,2 % à 0,24 %, etc.

4>, agent sphérique :

Marque : Lanthanide agent La 11

MG 6-6,5%

La 1,0-1,2%

Oui 43-44%

Environ 2,2-2,5 %

Ba 1-1,5%

MgO <0,5

Taille des particules : 5 à 20 mm

Quantité : 1,2-1,3 %

5>, agent de gestation : utilisation d'un agent de gestation composé à action prolongée,

Une gestation : silicium baryum J a 4

Si 68 à 70%

Ba 4,5 à 5,5%

AL <1,0%

Taille 3-8mm,

Quantité ajoutée : 0,8 à 1,0 %

Gestation secondaire : silicium baryum J a 3

Si 68 à 70%

Ba2,5 à 3,5%

AL<1,0%

Taille des particules de 1 à 3 mm,

Le volume ajouté était de 0,2 à 0,4 %

Flux avec gestation : silicium-bismuth J-1

De Si 70 à 72%

Ba 1 à 1,5%

Et Ca 2 à 3%

Bi 1,5-2,5%

AL <0,8%

Granulométrie de 0,2 à 0,7 mm,

Ajouter à un volume de 0,1%

L'agent d'incubation nécessite un effet puissant sur la promotion de la graphitisation et peut maintenir un taux d'absorption élevé et stable pendant une longue période, de sorte que la gestation est divisée dans le four avant la gestation du paquet inverse avec le flux, est indispensable.

L'utilisation d'un anti-récession à haute teneur en Ba et d'un agent de gestation contenant du Bi avant le four peut améliorer l'état de sphéricité de la partie centrale de la section, rendre le diamètre sphérique petit et le nombre de billes nombreux, et améliorer la teneur en ferrite et améliorer la performances de casting.

3. Processus de fusion :

Le processus de fusion de la fonte ductile est fondamentalement le même, la température de fusion est généralement contrôlée entre 1450 et 1520 °C, la température élevée est statique, la température est contrôlée entre 1520 et 1550 °C, le temps de repos est d'environ 5 minutes, la température du four est de 1 480 °C. à 1500,

Versez la température de l'eau: 1420

Après un repos à haute température, lorsque la température dans le four descend à 1480℃ -1500℃, laver dans le fer fondu pour la sphérulisation. Après la réaction, il y aura 2 à 3 fois après les scories.

4. Composition chimique après sphérisation :

C 3,50 à 3,80%,

Si 2,05-2,15%,

MG 0,035-0,045%，

La 0,005-0,009 %

Ni 0,75-0,83%,

Mn≤0.10%,

P ≤0,025%,

S ≤0.01%,

Ti ≤0,018 %,

Cr ≤0,023%,

Autres éléments d'alliage : 0,01 %.

Résistance à la traction de 405 à 415 PMa,

Limite d'élasticité de 260 à 275 PMa,

Taux d'allongement de 18% à 23%,

Renflement niveau 1, niveau 1 et niveau 2,

L'énergie d'absorption des chocs est fixée entre 13 et 15J,

Tous répondent aux exigences techniques du matériau de qualité.

Section 4 : Points clés pour se précipiter dans le ballon

Nous devons nous assurer que l'agent de sphéricité sélectionné, l'agent de gestation et autres purs, il n'y a pas d'inclusion, d'impuretés, d'oxydes, etc., ces substances ne peuvent pas être traitées par la sphéricité, l'élimination des scories et enfin dans la coulée pour provoquer des défauts.

1. La fluctuation de température de la sphérisation est contrôlée à ± 15 degrés Celsius.

2. Le rapport de la profondeur de H : 1,5 à 2,0 (la profondeur et le diamètre intérieur du liquide de fer en traitement réel)

3. Après avoir ajouté un agent de sphérisation, un agent de gestation, un agent de couverture et d'autres matériaux, le barrage doit être plus haut de plus de 20 mm.

4. Retournez le sac à balles. Séchez soigneusement le sac à balles avant utilisation et brûlez-le au préalable si nécessaire.

5. L'ordre d'emballage est agent de charge, agent de gestation avec agent de couverture ou coupe de fer, doit être enfoncé sans espace

6. Le temps optimal pour la réaction générale de sphérulation est de 1 à 1,5 minutes, et le compactage de l'alliage et l'épaisseur du matériau de revêtement sont ajustés en fonction du temps de réaction.

7. 40 à 60 % du total (tous les agents d'incubation ajoutés), 30 % de l'agent d'incubation inverse et 10 à 15 %.

8. Le temps de versement est contrôlé dans les 13 minutes suivant la fin du bal.

Section 5 : Pourquoi la globalisation des lanthanides a été choisie

À l'heure actuelle, les terres rares utilisées en Chine sont principalement divisées en trois catégories. (À l'exception des scories de terres rares utilisées par les fabricants défectueux)

1,30 Le silicium de terre rare La représentait 5 % du total des ER

2. Le lanthane et le cérium des terres rares La représentaient 35 % du total des ER

3. Le lanthane métallique pur La représentait 99,9 % du total des ER

Bien que les principaux éléments globulaires utiles soient principalement le lanthane, le cérium,

En production réelle, la comparaison de la coulée après sphérisation est la suivante :

1. Nombre de billes de graphite : le nombre de billes de graphite produites par le lanthane métallique pur est 1,5 à 2 fois celui de l'agent sphérique produit par le lanthane et le cérium métallique, et 2 à 3 fois celui produit par le silicium ordinaire 30 des terres rares.

2. taux sphérique : pour l'agent sphérisant produit par le lanthane pur, le taux sphérique est 10 à 15 % plus élevé que l'agent sphérique produit par le lanthane et le cérium métallique, et 15 à 25 % supérieur à celui de l'agent sphérique produit par l'ordinaire 30 silicium de terre rare.

3. Teneur en pearite : avec l'agent sphérique produit avec du lanthanide métallique pur, la teneur en perles est inférieure de 10 à 20 % à celle de l'agent sphérique produit par le lanthanide et le cérium métallique, et de 30 à 40 % inférieure à celle des terres rares ordinaires 30. silicium.

4. Distribution des sphères de graphite. Avec l'agent sphéroïdal produit par le lanthane métallique pur, la boule de graphite est de petite taille, ronde et nombreuse, et la distribution est évidemment inclinée. C'est mieux que la production de métal de lanthane et de cérium, qui est meilleure que l'agent globtisant ordinaire de production de silicium de terres rares 30.

5. Tendance à la bouche blanche. L'agent sphérique produit avec du lanthane métallique pur a une plus grande résistance à la bouche blanche et la section d'échantillon de 5 mm ne contient pas de carbure. La tendance à la sphéricité produite avec le lanthane et le cérium est considérablement réduite. Sont meilleurs que la production ordinaire de 30 silicium de terres rares d'agent cryptant.

6. Tendance au pincement. Avec un agent sphérulisant produit avec du lanthane métallique pur, la section thermique de l'échantillon en forme de croix peut être éliminée. Les joints thermiques des échantillons croisés produits par le lanthane et le cérium métalliques sont considérablement réduits, et les échantillons croisés de 30 productions de silicium de terres rares ne changent pas de manière significative.

Section 6 : Traitement thermique à haute température

La teneur en fer de la matrice du QT 400-18AL (-50℃, -60℃) doit être de 100 %. Puisqu’une certaine quantité de Ni est ajoutée pour améliorer l’intensité, une trace de perles doit être produite. Le but du traitement thermique à haute température est de convertir complètement la perlite en austénite, puis de ralentir le refroidissement en fonction du changement de phase stable, pour obtenir la perlite entièrement transformée en ferrite, afin d'obtenir 100 % de ferrite.

Le traitement thermique à haute température de 870 ℃ affecte la résistance à la traction, la limite d'élasticité et l'énergie d'absorption des chocs, mais n'a aucun effet sur l'allongement. Le traitement thermique à haute température de 870 ℃ réduit la résistance à la traction de 5 MPa, mais l'énergie d'absorption des chocs augmente de 3 J, ce qui peut répondre aux exigences. Par conséquent, le processus de traitement thermique à haute température QT 400-18℃ est utilisé pour produire les pièces moulées en matériau de choc à basse température 18AL (-50℃, -60℃).

Section 7 : Remarque : une matrice de ferrite à 1 100 % est requise pour garantir la valeur de choc à basse température, mais 100 % de ferrite est difficile pour garantir la résistance à la traction de 400 MPa, la matrice doit être consolidée et renforcée pour améliorer la résistance à la traction. Cela nécessite l'utilisation de Si dans la composition chimique ou de Ni et d'autres éléments d'alliage pour renforcer la ferrite, afin qu'ils atteignent l'exigence de 400 MPa.2. Le renforcement des corps en ferrofer conduit souvent à une augmentation de la température de transition plastique-fragile et à une diminution de la valeur de choc à basse température. Par conséquent, il est nécessaire d'ajuster la relation entre la résistance à la traction et la valeur de choc à basse température, et d'explorer ses solutions.3. Lorsque l'organisation métallographique est relativement parfaite et répond fondamentalement aux exigences, la valeur d'impact à basse température doit être encore améliorée, ce qui dépend de la purification de l'inclusion cristalline. La façon de purifier les joints de grains sera le facteur clé pour garantir la valeur de choc à basse température.4, la performance d'impact de la fonte ductile diminue avec la diminution de la température est la caractéristique inhérente de la fonte ductile. Afin d'assurer le fonctionnement sûr des pièces à basse température, il est non seulement nécessaire de garantir la valeur d'impact à basse température, mais également d'étudier la courbe de température de transition plastique-fragile, c'est-à-dire la courbe de variation de la valeur d'impact avec la température. . Plus la courbe descend doucement, plus c'est sûr. Il n'est pas conseillé de faire fluctuer considérablement la valeur d'impact en raison d'un léger changement de température.