德國布德魯斯燃氣鑄鐵鍋爐(鑄鐵)
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2、鑄鐵
德國布德魯斯燃氣鑄鐵鍋爐
計算機設計的爐膛結構及受熱面優(yōu)化煙氣流程及熱傳熱,提高熱效率;確保有害物排放降至低;。
特種灰口鑄鐵,在澆鑄過程中,鑄鐵表面形成含硅層,能夠特別有效的防止短時間內(nèi)出現(xiàn)的冷凝水以及煙氣對鍋爐的危害;。
鍋爐設計采用獨特的自驅(qū)動熱流技術,在低溫運行情況下有效防止冷凝水產(chǎn)生(ge315,ge515,ge615);。
通過控制器可實現(xiàn)室外溫度補償、多臺并聯(lián)等多種功能;。
鑄鐵
塊煉鐵最早出現(xiàn)在西南亞地區(qū),公元前1200~前1000年,其使用已達到一定規(guī)模。
公元前8O0年冶煉方法傳到歐洲;公元前500年傳到英國。
其煉鐵爐用石頭或粘土砌成,爐身甚矮,側開小孔,插入陶土制的風管,用皮囊送風;使用富鐵礦石,以木炭或木柴為燃料。
約在1000℃溫度下進行固體還原,煉成的鐵沉落于爐底,待爐冷后取塊。
此種鐵結構疏松、氧化夾雜多,幾乎不含碳、硅、錳等元素,所以鐵塊柔軟,可在一定溫度下鍛打,排除夾雜并成型,稱為鏢鐵、鍛鐵或海綿鐵。
含碳量較高(2.7%~4.0%),碳主要以片狀石墨形態(tài)存在,斷口呈灰色,簡稱灰鐵。
熔點低(1145~1250℃),凝固時收縮量小,抗壓強度和硬度接近碳素鋼,減震性好。
由白口鑄鐵退火處理后獲得,石墨呈團絮狀分布,簡稱韌鐵。
其組織性能均勻,耐磨損,有良好的塑性和韌性。
將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)蠕化處理后獲得,析出的石墨呈蠕蟲狀。
力學性能與球墨鑄鐵相近,鑄造性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間。
組織鑄鐵屬于鐵基高碳多元合金,其常存元素,除鐵以外,一般含w(C)為2%~4%①、w(S1)為1%~3%以及錳、磷、硫。
碳在鑄鐵中通常以三種狀態(tài)存在:形成石墨晶體單獨存在;與鐵形成二元或多元化合物以化合狀態(tài)存在;溶入aFc或YFe中以固溶狀態(tài)存在。
第一階段為凝固過程,形成凝固組織;第二階段為固態(tài)相變過程,由凝固組織轉(zhuǎn)變?yōu)槭覝亟M織。
硅的存在使鐵碳相圖發(fā)生明顯變化,有助于提高鐵碳合金按穩(wěn)定系轉(zhuǎn)變傾向。
為了進一步掌握鑄鐵組織的變化規(guī)律,人們構建了鐵碳硅三元相圖。
三元相圖比鐵碳二元相圖更加接近工業(yè)鑄鐵實際情況。
最顯著的影響是石墨的形態(tài)、數(shù)量和分布狀態(tài),其他組成相的類型、化學成分、分布狀態(tài)以及鑄件成形和處理過程也有一定影響。
本章將從鑄鐵斷裂特征及機制開始討論各項力學性能及其影響因素,內(nèi)容側重常溫及低溫力學性能。
材料在外力作用下產(chǎn)生的應力超過自身斷裂強度后發(fā)生斷裂。
虧關脆性斷裂的裂口形核機制,位錯塞積理論認為,材料受力后運動位錯受到晶界和雜質(zhì)相阻擋產(chǎn)生位錯塞積。
塞積群所構成回應中集中超過材料強度時,塞積群前端萌牛裂u,脆性斷裂前裂口以極決速度擴展。
根據(jù)應力關系分析,材料屈服應力同時大于口形核應力和斷裂應力時,一旦有裂口萌生,將在無塑變情況下斷裂。
工藝性能鑄鐵的工藝性能主要有鑄造性能、焊接性能和切削性能。
鑄鐵與碳鋼相比較,其化學成分中除了有較高的C、Si含量外(C2.5%~4,0%、Si1.0%一3.0%),還含有較高的雜質(zhì)元素Mn、P,S,在特殊性能的合金鑄鐵中,還含有某些合金元素。
所有這些元素的存在及其含量,都將直接影響鑄鐵的組織和性能。
石墨可以阻止后動的傳播,灰鑄鐵的消夸大能力是鋼的10倍,常用來制作承受振動的機床底座。
灰鑄鐵中由于石墨的存在,相當于存在很多小的缺口時表面的缺陷、缺口等幾乎沒有敏感性,因此,表面的缺陷對鑄鐵的疲勞強度影響較小,但其疲勞強度比鋼要低。
由于發(fā)鑄鐵中的石墨可以起斷屑作用和對刀具的潤滑起減障作用,所以其可切削加工性是優(yōu)良的。
鑄鐵的抗拉強度、塑性、韌性及彈性模量都低于碳素銹鋼,如表所示。
灰鑄鐵的抗壓強度和硬度主要取決于基體組織。
灰鑄鐵的抗壓強度一般比抗拉強度高出三四倍,這是灰鑄鐵的一種特性。
因此,與其把灰鑄鐵用作抗拉零件還不如做耐壓零件更適合。
這就是廣泛用作機床床身和支柱受耐壓零件的原因。
由于鑄件壁厚不均勻,在加熱,冷卻及相變過程中,會產(chǎn)生效應力和組織應力。
另外大型零件在機加工之后其內(nèi)部也易殘存應力,所有這些內(nèi)應力都必須消除。
去應力退火通常的加熱溫度為500~550℃保溫時間為2~8h,然后爐冷(灰口鐵)或空冷(球鐵)。
采用這種工藝可消除鑄件內(nèi)應力的90~95%,但鑄鐵組織不發(fā)生變化。
若溫度超過550℃或保溫時間過長,反而會引起石墨化,使鑄件強度和硬度降低。
鑄件冷卻時,表層及薄截面處,往往產(chǎn)生白口。
因此必須采用退火(或正火)的方法消除白口組織。
退火工藝為:加熱到550-950℃保溫2~5h,隨后爐冷到500-550℃再出爐空冷。
在高溫保溫期間,游高滲碳體和共晶滲碳體分解為石墨和A,在隨后護冷過程中二次滲碳體和共析滲碳體也分解,發(fā)生石墨化過程。
由于滲碳體的分解,導致硬度下降,從而提高了切削加工性。
球鐵正火的目的是為了獲得珠光體基體組織,并細化晶粒,均勻組織,以提高鑄件的機械性能。
有時正火也是球鐵表面淬火在組織上的準備、正火分高溫正火和低溫正火。
高溫正火溫度一般不超過950~980℃,低溫正火一般加熱到共折溫度區(qū)間820~860℃。
正火之后一般還需進行四人處理,以消除正火時產(chǎn)生的內(nèi)應力。
為了提高某些鑄件的表面硬度、耐磨性及疲勞強度,可采用表面淬火。
一般采用高(中)頻感應加熱表面淬火和電接觸表面淬火。
對于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蝕的鑄件,可以采用類似于鋼的化學熱處理工藝,如氣體軟氯化、氯化、滲硼、滲硫等處理。
純鐵素體為基體的灰鑄鐵:強度、硬度最低,純珠光體為基體的灰鑄鐵:強度、硬度較高,改變基體中鐵素體及珠光體相對含量,可得不同的抗拉強度及硬度的HT,石墨呈粗片狀的灰鑄鐵,抗拉強度較低,石墨呈細片狀的灰鑄鐵其抗拉強度較高。
①鐵水以很快速度冷卻時,第一階段石墨化過程(共析溫度以上)及第二階段石墨化過程(共析溫度下)完全被抑止將得到共晶滲碳體+二次滲碳體+珠光體組織,即白口鑄鐵組織。
[鐵碳相圖:鐵水當溫度冷卻到液相時,開始從液相析出()。
L→+Fe3C(共晶滲碳體)溫度下降,A的飽和固溶碳量隨溫度下降而降低,因而析出二次滲碳體,此反應持續(xù)到共析溫度。
冷卻到室溫后,組織由共晶滲碳體+二次滲碳體+珠光體組成]。
?、廴羰牡谝浑A段進行很完全,第二階段石墨化過程進行得不完全,則得珠光體+鐵素體、灰鑄鐵。
裂紋通常發(fā)生在焊縫和熱影響區(qū),產(chǎn)生的原因是鑄鐵的抗拉強度低,塑性很差(400℃以下基本無塑性),而焊接應力較大,且接頭存在白口組織時,由于白口組織的收縮率更大,裂紋傾向更加嚴重,甚至可使整條焊縫沿熔合線從母材上剝離下來。
防止裂紋的主要措施有:采用純鎳或銅鎳焊條、焊絲,以增加焊縫金屬的塑性;加熱減應區(qū)以減小焊縫上的拉應力;采取預熱、緩冷、小電流、分散焊等措施減小焊件的溫度差。
?。?)冷焊采用非鑄鐵型焊條,焊前不預熱,焊接時采用小電流、分散焊,減小焊件應力。
焊縫的強度、顏色與母材不同,加工性能較差,但焊后變形小,勞動條件好,成本低。
灰鑄鐵在化學成分上的特點是碳高及S、P雜質(zhì)高,這就增大了焊接接頭對冷卻速度變化的敏感性及冷熱裂紋的敏感性。
焊接過程具有冷速快及焊件受熱不均勻而形成焊接應力較大的特殊性。
主要問題兩方面:一方面是焊接接頭易出現(xiàn)白口及淬硬組織。
以含碳為3%,含硅2.5%的常用灰鑄鐵,分析電弧焊焊后在焊接接頭上組織變化的規(guī)律。
防止措施:焊縫為鑄鐵①采用適當?shù)墓に嚧胧﹣頊p慢焊逢的冷卻速度。
?、谡{(diào)整焊縫化學成分來增強焊縫的石墨化能力。
采用異質(zhì)金屬材料焊接時,必須要設法防止或減弱母材過渡到焊縫中的碳產(chǎn)生高硬度組織的有害作用。
改變C的存在狀態(tài),使焊縫不出現(xiàn)淬硬組織并具有一定的塑性,例如使焊縫分別成為奧氏體,鐵素體及有色金屬是一些有效的途徑。
其左側為亞共晶白口鑄鐵,其中白色條狀物為滲碳體,黑色點、條狀物及較大的黑色物為奧氏體轉(zhuǎn)變后形成的珠光體。
右側為奧氏體快冷轉(zhuǎn)變成的竹葉狀高碳馬氏體,白色為殘余奧氏體。
當該區(qū)液態(tài)鑄鐵的冷卻速度介于以上兩種冷卻速度之間時,隨著冷卻速度由快到慢,或為麻口鑄鐵,或為珠光體鑄鐵,或為珠光體加鐵素體鑄鐵。
影響半熔化區(qū)冷卻速度的因素有:焊接方法、預熱溫度、焊接熱輸入、鑄件厚度等因素。
研究灰鑄鐵試板焊件、熱輸入相同時,隨板厚的增加,半熔化區(qū)冷卻速度加快。
鑄鐵焊接半熔化區(qū)的化學成分對其白口組織的形成同樣有重大影響。
該區(qū)的化學成分不僅取決于鑄鐵本身的化學成分,而且焊逢的化學成分對該區(qū)也有重大影響。
這是因為焊逢區(qū)與半熔化區(qū)緊密相連,且同時處于熔融的高溫狀態(tài),為該兩區(qū)之間進行元素擴散提供了非常有利的條件。
某元素在兩區(qū)之間向哪個方向擴散首先決定于該元素在兩區(qū)之間的含量梯度(含量變化)。
元素總是從高含量區(qū)域向低含量區(qū)域擴散,其含量梯度越大,越有利于擴散的進行。
用低碳鋼焊條焊鑄鐵時,半熔化區(qū)的白口帶往往較寬。
這是因為半熔化區(qū)含C、Si量高于熔池,故半熔化區(qū)的C、Si反而向熔池擴散,使半熔化區(qū)C、Si有所下降,增大了該區(qū)形成較寬白口的傾向。
由于電弧焊時該區(qū)加熱速度很快,只有母材中的部分原始組織可轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。
在隨后冷卻過程中,奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w類組織。
產(chǎn)生部位:鑄鐵型焊縫,當采用異質(zhì)焊接材料焊接,使焊逢成為奧氏體、鐵素體,銅基焊縫時,由于焊縫金屬具有較好的塑性,焊接金屬不易出現(xiàn)冷裂紋。
產(chǎn)生原因:焊接過程中由于工件局部不均勻受熱,焊縫在冷卻過程中會產(chǎn)生很大的拉應力,這種拉應力隨焊縫溫度的下降而增大。
當片狀石墨方向與外加應力方向基本垂直,且兩個片狀石墨的尖端又靠得很近,在外加應力增加時,石墨尖端形成較大的應力集中。
當應力超過此時鑄鐵的強度極限時,即發(fā)生焊縫裂紋。
①、與焊縫基體組織有關,焊縫中滲碳體越多,焊縫中出現(xiàn)裂紋數(shù)量越多。
當焊縫基體全為珠光體與鐵素體組成,而石墨化過程又進行得較充分時,由于石墨化過程伴隨有體積膨脹過程,可以松弛部分焊接應力,有利于改善焊縫的抗裂性。
③、與焊補處剛度與焊補體積的大小及焊縫長短有關,焊補處剛度大,焊補體積大,焊縫越長都將增大應力狀態(tài),促使裂紋產(chǎn)生。
4、焊后是否進行機械加工,對顏色和變形有無要求等。
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含硼Cr26高鉻鑄鐵組織和性能研究
研究了熱處理工藝對Cr26型高鉻鑄鐵顯微組織和力學性能的影響。
結果表明:高鉻鑄鐵鑄態(tài)組織是由珠光體+奧氏體+馬氏體+碳化物組成。
目前,有關淬火后回火溫度對Cr26高鉻鑄鐵組織及性能的研究報道不多。
為此,采用XRD、OM、SEM、TEM和電子拉力試驗機和洛式硬度計,研究了回火溫度對Cr26高鉻鑄鐵調(diào)質(zhì)處理前后的顯微組織和力學性能的影響。
那么以上的內(nèi)容就是關于德國布德魯斯燃氣鑄鐵鍋爐的介紹了,鑄鐵是小編整理匯總而成,希望能給大家?guī)韼椭?/p>

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