風(fēng)電配件用球墨鑄鐵的研制.pdf

1、風(fēng)電配件用球墨鑄鐵是隨著風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一類低溫高韌性球墨鑄鐵，是球墨鑄鐵近期發(fā)展的新方向之一。由于普通球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性較低，在寒冷的環(huán)境中易發(fā)生脆性斷裂，無(wú)法滿足風(fēng)電配件的性能要求，不適合用以生產(chǎn)風(fēng)電配件。因此在生產(chǎn)風(fēng)電球鐵配件時(shí)，必須選用具有較高生產(chǎn)技術(shù)含量的低溫高韌性球墨鑄鐵，以此來(lái)保證風(fēng)電配件的使用安全。
　　 本課題主要圍繞球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性展開(kāi)，研究了球墨鑄鐵的生產(chǎn)工藝、力學(xué)性能和金相組織之間的關(guān)

2、系。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)試樣進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)、力學(xué)性能測(cè)試、金相組織觀察和斷口掃描分析，確定出了生產(chǎn)風(fēng)電配件用球墨鑄鐵的最佳化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝，提出了提高球墨鑄鐵低溫沖擊韌性的有效途徑，對(duì)風(fēng)電配件用球墨鑄鐵的生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。
　　 通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在化學(xué)成分上硅、銅、鉍對(duì)球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性有顯著影響。在生產(chǎn)工藝上選用高效球化劑、復(fù)合孕育劑和高低溫兩階段石墨化退火，都是提高球墨鑄鐵低溫沖擊韌性的有效途徑。球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性與金

3、相組織有著密切聯(lián)系。石墨球的球化級(jí)別和大小級(jí)別越高，石墨球越圓整和細(xì)小，低溫沖擊韌性就越高。而隨著基體組織中珠光體量的增多，低溫沖擊韌性降低。為了保證球鐵的低溫沖擊韌性，基體組織中的珠光體量最多不可超過(guò)25％。
　　 對(duì)球墨鑄鐵的沖擊斷口進(jìn)行掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，宏觀形貌均有脆性斷裂的特征，但微觀形貌卻存在明顯差異。當(dāng)?shù)蜏貨_擊韌性較低時(shí)，斷口的微觀形貌以解理斷口為主要特征。當(dāng)?shù)蜏貨_擊韌性較高時(shí)，則以準(zhǔn)解理斷口為主要特征。在沖擊斷裂過(guò)

4、程中，石墨球與基體發(fā)生分離，兩者之間出現(xiàn)縫隙。當(dāng)石墨球存在尖角時(shí)，易造成應(yīng)力集中而促使裂紋擴(kuò)展，使基體發(fā)生斷裂。
　　 課題通過(guò)前后兩期共十次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，最終確定了生產(chǎn)風(fēng)電配件用球墨鑄鐵的最佳化學(xué)成分為：wc=3.7-3.8％，wSii=1.9-2.0％，wMn<0.2％，wP<0.04％，wS<0.02％，WMg殘=0.03-0.05％，wRe殘=0.01-0.02％，wBi=0.006％。實(shí)驗(yàn)通過(guò)加入0.006％的鉍，提高了石