灰铸铁研究和生产的新进展与展望
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铸铁行业的趋势
铸铁行业的趋势包括以下几个方面:
1. 高性能铸铁材料的发展:随着科技的不断发展,高性能铸铁材料的研发与应用不断推进。
这些材料具有优异的力学性能和耐腐蚀性能,可用于制造高负荷和复杂形状的零件,满足不同领域的需求。
2. 绿色环保铸铁工艺:在铸铁行业中,环保问题一直是一个关注焦点。
未来铸铁行业将更加注重绿色环保的工艺和技术的研究与应用,减少污染物的排放,提高资源利用率和能源利用效率。
3. 自动化生产的普及与提升:随着智能制造的发展和工业自动化水平的提高,铸铁行业将不断推进自动化生产线的建设和优化,提高生产效率和质量,降低劳动成本,并且减少人为误差。
4. 3D打印技术的应用:近年来,3D打印技术在铸铁行业中的应用逐渐增多。
使用3D打印技术可以快速制造复杂形状的铸铁零件,并且可以节约成本和材料,提高生产效率。
5. 铸铁行业国际化发展:随着经济全球化的加深,铸铁行业将面临更加激烈的国际竞争。
铸铁企业需要不断提高技术水平,提供具有竞争力的产品,并积极开拓国际市场,实现可持续发展。
总的来说,铸铁行业的趋势是朝着高性能材料、绿色环保工艺、自动化生产、3D 打印技术和国际化发展等方向发展。
铸铁企业需要与时俱进,不断创新,适应行业的变化和发展。
灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究的国内外现状和发展趋势案例范本
灰铸铁作为一种广泛应用的工程材料,在各个领域都有着重要的作用。
然而,由于其含碳量高、脆性大等特点,使得灰铸铁的焊接性较差,难以进行有效的焊接。
因此,灰铸铁的焊接问题一直是一个备受关注的研究方向。
国内外关于灰铸铁焊接性及焊接工艺的研究已经取得了一定的进展。
在国内,一些研究机构和企业已经开展了一系列的研究工作,探索了灰铸铁的焊接性及焊接工艺。
例如,中国机械工程学会曾经开展了“灰铸铁焊接新技术研究与应用”项目,通过实验研究和仿真分析,提出了一系列改进灰铸铁焊接工艺的方法。
在国外,一些发达国家也在灰铸铁焊接领域进行了深入研究。
例如,美国焊接学会(AWS)已经开发出了一系列适用于灰铸铁焊接的标准和规范。
同时,欧洲焊接协会(EWF)也在灰铸铁焊接领域进行了一系列研究,提出了一些新的焊接工艺和技术。
未来,随着科技的不断进步和人们对灰铸铁焊接性能的不断追求,灰铸铁焊接领域的研究将会更加深入和广泛。
预计未来几年,将会涌现出一批新的灰铸铁焊接工艺和技术,为灰铸铁的应用提供更加可靠和高效的焊接方法。
灰铸铁应用、发展的一些动向灰铸铁是历史悠久的铸造合金。
人类掌握灰铸铁件的生产技术,就是文明发展过程中“铁器时代”的开始,迄今已将近三千年了。
正是由于灰铸铁件生产技术的应用和发展,才出现了蒸汽机和多种产业机械,从而推动了产业革命。
特别应该提到的是:世界上最早掌握铸铁技术的是我们中国人,西方进入铁器时代大约比我们晚两千年左右,是在元代进军欧洲时,由我国的随军工匠传授给他们的。
产业革命以后,随着科学技术的发展,球墨铸铁于上世纪40年代问世,各种高性能的铸造合金也不断开发和推广应用,近30年来,球墨铸铁件和各种轻合金铸件的应用发展很快,但是,由于灰铸铁具有多种优越的性能,在当前的经济发展中,仍然是重要的铸造合金,其影响面很广。
迄今为止,灰铸铁仍然还是用量最大的铸造合金。
2013年,世界铸件产量创历史新高,达10323.0万吨,其中:灰铸铁件的产量为4782.2万吨,占各类铸件总产量的46.3%,稳居首位;产量占第二位的是球墨铸铁件,为2505.8万吨,只是灰铸铁件产量的52.4%。
根据发布各类铸件产量的26个国家提供的统计数据,2010~2013年,世界各类铸件的总产量及其中灰铸铁件和球墨铸铁件的产量见表1。
目前,欧洲有一些国家球墨铸铁件的产量略大于灰铸铁件的产量,如法国、英国、丹麦、挪威、奥地利、西班牙、葡萄牙和瑞士等。
但是,铸件产量最多的5国中,只有美国的球墨铸铁件产量略高于灰铸铁件,其它各国产量居首位的都是灰铸铁件,参见表2。
表2 铸件产量居前五位各国的铸件总产量、灰铸铁件和球墨铸铁件产量习以为常,一般都视之为最普通、最简单的事物,有的人甚至对其有些不屑一顾。
实际上,虽然人类与灰铸铁件打交道已经三千年多了,但是,迄今为止,我们对它的认识仍然十分肤浅,灰铸铁潜在的功能远没有充分发挥,研究、开发的空间仍然广阔。
为了适应各行业持续发展的需求,进一步加强对灰铸铁的研究,从而在材质和熔炼工艺方面不断有所创新,是铸造行业必须面对的重要课题。
灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究的国内外现状和发展趋势灰铸铁是一种常见的铸造材料,在机械和建筑行业广泛应用。
由于其易于加工和成本低廉的优点,灰铸铁被广泛应用于制造各种机械零件和机床,并且通常用于建筑行业中的排水管道和其他需要耐腐蚀的结构部件的制造。
然而,由于灰铸铁的化学成分和物理结构复杂,因此其焊接性能显得尤为重要。
本文将旨在探讨灰铸铁的焊接性及焊接工艺研究的国内外现状和发展趋势。
首先,灰铸铁的焊接性不高是公认的事实。
这是由于灰铸铁的铸造过程中包含了大量的夹杂物和气孔,比如石墨和针状金属硅,使其焊接难度加大。
针状金属硅是灰铸铁起强度的关键元素之一,但同时对导电性和热传导性能产生负面影响。
同时,灰铸铁的热膨胀系数较高,且易于开裂。
由于这些特殊的物理和化学属性,灰铸铁的焊接通常较困难,远比钢、铝、铜、铜合金等其他可焊接材料更为困难。
为了实现更好的焊接结果,必须了解灰铸铁的特性以及已发展的各种焊接过程。
其次,国内外普遍采用的几种灰铸铁焊接方法是氧焊、电弧焊和氩弧焊。
氧焊和电弧焊方法已经使用了很长一段时间并且已经有了较多的成功实例,但是它们的缺点是需要使用非常高的焊接温度,因此会引起材料结构的变化和组织的变形。
此外,氧焊和电弧焊法的焊缝强度都比较低,且容易出现裂纹。
而氩弧焊则具有更好的焊接性能,由于使用的焊接温度相对较低,组织和结构的变化也相对较小,因而具有更好的焊接品质。
氩弧焊的优点是焊缝表面光滑、强度高、密封性能好、成本低廉等,但它仍受到其液态金属热扩散率大、追焊性不好的影响。
第三,当前的国内外研究趋势主要是开发能够有效提高灰铸铁焊接强度和稳定性的新型材料和焊接工艺。
比如,一些国内研究者尝试添加表面活性剂等物质来降低灰铸铁的表面张力,同时结合适当的预加热,能够在氩弧焊过程中实现更高的焊接效果。
另一方面,在工业应用领域,一些企业也在探索发展更稳定和经济的焊接解决方案。
比如,大量采用的是先将灰铸铁材料的表面用钻头予以预处理,提高其表面的光泽度和平坦度,并结合在氩气环境中进行的等离子弧焊/激光焊等高温焊接技术,以实现灰铸铁的焊接。
为了提高灰铸铁的强度,各国都进行了大量的研究工作。
美国铸造协会AFS于1997年成立了专门的薄壁铸铁集团(TWIG)来完善高强度铸件及薄壁件的技术;日本面向21世纪高强度薄壁灰铸铁技术得到了政府三千万日圆的支持;我国在“七五”期间将高强度薄壁灰铸铁技术列为攻关项目,进行了大量的研究,并取得了丰硕的成果。
大量研究表明,开发高强度薄壁灰铸铁件首要任务是开发高碳量、高强度、高刚度、低应力的灰铸铁及其强化工艺[1-2]。
对于如何提高灰铸铁的强度,国内外工作者进行了大量工作,总结提高灰铸铁强度的措施有以下几方面。
1调整铁液化学成分1.1调节Si/C值灰铸铁中碳的质量分数大多为2.6%~3.6%,硅的质量分数为1.2%~3.0%,硅碳都是强烈地促进石墨化的元素,可用碳当量来说明它们对灰铸铁金相组织和力学性能的影响。
提高碳当量可促使石墨片变粗、数量增多,强度和硬度下降;降低碳当量可减少石墨数量、细化石墨、增加初析奥氏体枝晶量,从而提高灰铸铁的力学性能。
但是降低碳当量会导致铸造性能降低、铸件断面敏感性增大、铸件内应力增加、硬度上升以及加工困难等问题,因此必须辅以其他措施,如在保持碳当量不变的条件下,适当地提高Si/C[3]。
早在上世纪60年代初,Walther-Hiller等人[4-5]提出了提高灰铸铁的Si/C可以显著提高抗拉强度的观点。
从上世纪80年代开始,调整灰铸铁Si/C的研究受到国内有关方面的广泛重视,并取得了大量的研究成果[6]。
近年来的研究发现:碳当量为3.8%,Si/C 从0.5→0.7→0.9变化时,铸铁的抗拉强度呈抛物线变化,硬度呈下降趋势;在Si/C=0.7时,抗拉强度达最大值,为357.1MPa,硬度HB238,即不进行传统的孕育处理,只调整Si/C,即可容易得到HT250以上的高强度灰铸铁[7]。
还有研究发现当碳当量CE>4.0%时,Si/C增大,对抗拉强度影响很小,而硬度呈下降趋势,此时,无论怎样调整Si/C,强度等性能不可能提高,反而随着超过数值的增大,强度、硬度逐步下降。
铸铁的发展现状况与应用前景简介【摘要】本文综述了铸铁的概况、国内外铸铁铸造技术的发展现状、铸铁的应用、铸铁的发展趋势等方面的情况,希望对铸铁铸造的发展现状及应用有一个比较全面的了解。
【关键词】铸铁,发展,现状,应用一、前言铸铁是人类最早使用的金属材料之一。
到目前为止,铸铁仍是一种被广泛使用的金属材料。
例如,按质量统计,在机床中铸铁件约占60%-90%;在汽车、拖拉机中铸铁约占50%-70%。
高强度铸铁和特殊性能的合金铸铁还可代替部分昂贵的合金钢和有些有色金属材料。
铸铁之所以获得较广泛的应用,主要是由于它的生产工艺简单、成本低廉并具有优良的铸造性能、可切削加工性能、耐磨性能及吸震性等,因此铸铁广泛地用于机械制造、冶金、矿山及交通运输等工业部门。
二、铸铁件的生产状况和趋势1.铸铁合金世界铸铁的生产状况和趋势是:灰铸铁件的比例明显下降,但仍占优势,球墨铸铁件的产量持续增长,蠕墨铸铁和特种铸铁也有了较大的发展。
全球的灰铸铁产量逐年下降,但在铸铁中的高强度铸铁所占比重越来越大,加强高强度灰铸铁的试验研究无疑是我国灰铸铁的发展方向。
我国可锻铸铁总产量在世界上名列前茅,但需求量还将有所增大。
所以,今后我国可锻铸铁还将有一个大的发展。
目前,我国可锻铸铁的生产与国外的主要差距是:品种少,仅有黑心可锻铸铁、质量差、镀锌工艺落后、缺少耗能低、保温性好、污染小的理想退火炉。
在铸铁产量缩减的情况下,球墨铸铁在铸铁件中所占的比率依然在增大。
在西方发达国家,通常用球墨铸铁件取代部分灰铸铁件和可锻铸铁件。
我国球墨铸铁铸件产量比较低,占铸铁件的比例远小于发达国家。
此外,我国球墨铸铁件在质量和生产稳定性方面的差距也较大。
我国球墨铸铁生产较突出的问题是材质强韧性上缺陷多,其原因除炉料、球化处理方法和球化剂等因素外,主要是球化处理前对铁液含硫量要求过松。
因此,为使我国球墨铸铁生产能有大幅度的增长,必须大力实施能稳定提供质量可靠的优质球墨铸铁件的配套技术。