セクション 1: ダクタイル鋳鉄の高速鉄道への応用

ダクタイル鋳鉄鋳物は、優れた引張抵抗性と高荷重および高摩擦により、高速鉄道部品の製造に広く使用されています。高速鉄道台車の軸箱、高速鉄道主電動機のシェルとエンドカバー、高速列車の歯車箱とブレーキ部品はすべて超低温耐衝撃ダクタイル鋳鉄鋳物です。一般的にはQT 400-18AL（-50℃、-60℃）の耐低温衝撃材料です。

第2節 高速鉄道用ボールアイアン部品の材質規格

QT 400-18AL (-50℃、-60℃) 耐性材料、材料要件:

材質規格：400-18AL、

引張強度400MPa、

降伏強度240MPa、

18%、

硬度HBW 130-150、

低温衝撃値-50℃、-60℃、

衝撃仕事量：12J/cm2、

グログラフィックマトリックス組織の要件:

ボールピング率：90％以上、

グラファイトボール数：100セル/mm2、

集団組織: 100% 鉄体、

グラファイト サイズ 6 ～ 7、リン共結晶および炭化物なし

ダクタイル鋳鉄の低温衝撃値を向上させるには、フェライトマトリックスが100%であることが第一条件であり、ビードが1%～2%でも低温衝撃値の低減につながります。同じフェライトダクタイル鋳鉄、低リン、低シリコンの焼鈍状態は全フェリチンダクタイル鋳鉄の中でも最も優れており、その低温衝撃値は最高です。

低温衝撃値を確保するには真球度90%～95%に達することが必要です。ダクタイル鋳鉄の亀裂はダクタイル鋳鉄の境界に沿って広がります。球が丸いほど、割れにくくなります。したがって、球面率が高いほど、衝撃性能や疲労強度などの動荷重性能の向上につながります。

グラファイトボールの数は低温衝撃に影響を与えます。グラファイトボールの数は上限衝撃性能の向上に役立ちます。ダックインクの数は、低温衝撃性能の向上に役立ちます。主肉厚30mmの台車軸箱の場合は100～200個/mm2が適当です。粒界のリン共結晶と炭化物は球状鉄の低温衝撃吸収仕事を大幅に軽減します。

セクション3、高鉄ダクタイル鋳鉄製シャフトボックスの製造プロセス

1、原料溶湯の要件

反応をペレット化する前の未加工鉄溶液の化学組成:

C 3.9% ～ 3.98%

Si 0.65% -0.75%

Ni 0.75%～0.83%

Mn≦0.10%

P ≤0.025%

S ≤0.015%

Ti ≤0.015%

Cr ≤0.015%

その他0.01%の微量合金。

Si 含有量のレベルは、引張強さと衝撃値に直接影響します。 Si の低減では強度要件を満たせない場合、Ni を添加することで Si の低減による強度不足の問題を解決します。(このスキームに Ni を加えたもの)

2. 原材料

1>、銑鉄：龍峰山高品質銑鉄を使用。銑鉄微量元素の合計は 0.10% です。

2>、スクラップ鋼: 炭素スクラップ鋼を使用します。

(1) 全ての鉄くずに土が混入してはなりません。非鉄金属またはあらゆる種類の異物には、過度の錆や腐食があってはなりません。

(2) P、Sの含有量は0.030％以下である。

Ｃｒの質量スコアは０．１％以下であった。

Cuのマススコアは0.1%以下であった。

3>、浸炭剤：高温全黒鉛化増炭剤、C 98.5%、S 0.1%、N 0.03

より多くの未加工鉄を使用し、より少ないスクラップ鋼、炉材料を使用し、理想的な化学組成に可能な限り近づけて計算し、微調整のためのわずかなスペースを残します。原料鉄を添加する目的は、元の黒鉛核の数を確保し、炭素剤の量を減らし、炭素剤の硫黄分を低減することである。一般的に使用される配合銑鉄は88%～92%、鉄スクラップは8%～11%、フェロシリコンは1.7%～2.0%、炭素増加剤は0.2%～0.24%などです。

4>、球状剤:

ブランド: ランタニド剤 La 11

マグネシウム 6-6.5%

ラ 1.0～1.2%

Si 43-44%

Ca 2.2-2.5%

Ba 1-1.5%

MgO <0.5

粒径：5～20mm

含有量: 1.2-1.3%

５＞、妊娠剤：長時間作用型複合妊娠剤を使用し、

1回の妊娠: シリコンバリウムJ a 4

Si 68～70%

Ba 4.5～5.5%

AL <1.0%

サイズサイズ3-8mm、

添加量：0.8～1.0％

二次妊娠: シリコンバリウム J a 3

Si 68～70%

Ba2.5～3.5%

AL<1.0%

粒径1～3mm、

添加量は0.2～0.4％でした

妊娠に伴うフロー: シリコンビスマス J-1

Si 70 ～ 72%

Ba 1～1.5%

Ca 2～3%

Bi 1.5-2.5%

AL <0.8%

粒径0.2～0.7mm、

0.1%の量に追加

インキュベーション剤は黒鉛化を促進する強力な効果が必要であり、長時間、高い吸収率と安定性を維持できるため、逆パッケージ前に炉に分割して流動させて熟成することが不可欠です。

炉前に高Ba後退防止剤とBiを含む妊娠剤を使用することにより、断面中央部の真球度状態が改善され、球径が小さくなり玉数が多くなり、フェライト含有量が向上し、焼入れ性が向上します。キャスティング性能。

3. 溶解プロセス:

ダクタイル鉄の溶解プロセスは基本的に同じで、溶解温度は通常1450〜1520℃に制御され、高温は静的で、温度は1520〜1550℃に制御され、放置時間は約5分間、オーブン温度は1480℃です。 1500まで、

注水温度：1420℃

高温放置後、炉内温度が1480℃～1500℃まで下がったところで溶銑に流し込んで球状化します。スラグ後は２～３回反応します。

4. 球形化後の化学組成:

C 3.50～3.80%、

Si 2.05-2.15%、

Mg 0.035-0.045%、

ラ 0.005～0.009%

Ni 0.75-0.83%、

Mn≦0.10%、

P≤0.025%、

S ≤0.01%、

Ti ≤0.018%、

Cr ≤0.023%、

他の合金元素: 0.01%。

引張強度405～415PMa、

降伏強度 260 ～ 275 PMa、

伸び率18%～23%、

バルピングレベル1、レベル1、レベル2、

衝撃吸収エネルギーは13～15Jに設定されており、

すべてがグレード材料の技術要件を満たしています。

第4節 ボールへの突っ込みのポイント

選択した真球化剤、妊娠剤、その他の純度が高く、介在物、不純物、酸化物などが存在しないことを確認する必要があります。これらの物質は真球化、スラグ除去、最終的には鋳物に加工されて欠陥が生じることはありません。

1. 球形化の温度変動は±15℃に制御されています。

2. Hの深さの比：1.5～2.0（実際の処理における鉄液の深さと内径）

3. 球形化剤、妊娠剤、被覆剤およびその他の材料を添加した後、ダムは 20mm 以上高くなければなりません。

4. ボールバッグを回します。使用前にボール袋をよく乾燥させ、必要に応じて事前に袋を燃やしてください。

5.充填の順序は、増量剤、妊娠剤とカバー剤、または鉄の切断であり、隙間なく詰め込む必要があります。

6. 一般的な球状化反応の最適時間は1～1.5分であり、反応時間に応じて合金の圧縮率や被覆材の厚みを調整します。

7. 全体 (添加したすべてのインキュベーション剤) の 40 ～ 60%、逆インキュベーション剤の 30%、および 10 ～ 15%。

8. 注ぐ時間はボール終了から 13 分以内に制御されます。

セクション 5: ランタニド グローベーションが選ばれた理由

現在、中国で使用されているレアアースは主に3つに分類されます（不良メーカーが使用するレアアーススラグを除く）。

1,30 希土類シリコン La が全 RE の 5% を占める

2. ランタンとセリウムの希土類金属 La が全 RE の 35% を占める

3. 純金属ランタン La が全 RE の 99.9% を占める

主な有用な球状元素は主にランタン、セリウムですが、

実際の製造において、球状化後の鋳造品を比較すると以下のようになります。

1.黒鉛球の数：純粋な金属ランタンによって生成される黒鉛球の数は、ランタンおよびセリウム金属によって生成される球状剤の1.5〜2倍、通常の30希土類シリコンによって生成される黒鉛球の2〜3倍です。

2. 球形化率：純粋なランタンで製造された球形化剤の場合、球形化率はランタンとセリウム金属で製造された球状化剤よりも 10 ～ 15% 高く、通常の 30 金属で製造された球形化剤よりも 15 ～ 25% 高い。レアアースシリコン。

3. パーライト含有量：純粋な金属ランタニドで製造された球状剤の場合、パーレス含有量はランタニドとセリウム金属で製造された球状剤よりも 10 ～ 20% 少なく、通常の 30 レアアースよりも 30 ～ 40% 少ない。シリコン。

4. 黒鉛球の分布。純金属ランタンから製造された球状化剤では、黒鉛球は小さくて丸く多数あり、その分布は明らかに傾斜した分布となっている。これは、ランタンおよびセリウム金属の生産よりも優れており、通常の 30 希土類シリコン生産の球状化剤よりも優れています。

5. 口が白い傾向があります。純金属ランタンを使用して製造された球状薬剤は、より耐白口性があり、5mm のサンプルセクションには炭化物がありません。ランタンとセリウムで生じる球形化の傾向は大幅に減少します。通常の 30 希土類シリコン生産よりも優れた暗号化剤です。

6.ピンニング傾向。純金属ランタンを使用した球形化剤により、十字形試験片の加熱部分をなくすことができます。ランタンおよびセリウム金属によって生成されたクロスサンプルの熱結合は大幅に減少し、30 の希土類シリコン生成のクロスサンプルは大幅に変化しません。

セクション6: 高温熱処理

QT 400-18AL (-50℃、-60℃) のマトリックス鉄含有量は 100% である必要があります。強度を高めるために一定量のNiを添加するため、微量の真珠を生成する必要があります。高温熱処理の目的は、パーライトを完全にオーステナイトに変換し、その後、安定した相変化に従ってゆっくり冷却して、パーライトをすべてフェライトに変態させ、100％フェライトを達成することです。

870℃の高温熱処理は、引張強さ、降伏強さ、衝撃吸収エネルギーに影響を与えますが、伸びには影響しません。 870℃の高温熱処理により、引張強度は5MPa低下しますが、衝撃吸収エネルギーは3J増加し、要求を満たすことができます。そのため、QT 400-18℃の高温熱処理プロセスを使用して、18AL（-50℃、-60℃）低温衝撃材鋳造品を製造します。

セクション 7: 注記 低温衝撃値を確保するには 1,100% のフェライト マトリックスが必要ですが、400 MPa の引張強さを確保するには 100% フェライトでは困難です。引張強さを向上させるにはマトリックスを強化して強化する必要があります。これには、400 MPa の要件に達するために、化学組成においてより高い Si を使用するか、または Ni やその他の合金元素を使用してフェライトを強化する必要があります。フェロ鉄体の強化は、多くの場合、塑性脆性転移温度の上昇と低温衝撃値の低下につながります。したがって、引張強さと低温衝撃値の関係を調整し、その解決策を検討する必要があります。金属組織が比較的完全であり、基本的に要件を満たしている場合、低温衝撃値はさらに向上するはずですが、これは結晶境界介在物の純化に依存します。低温衝撃値を確保するには粒界をいかに浄化するかが鍵となります。4、ダクタイル鋳鉄の衝撃性能は温度の低下とともに低下しますが、これはダクタイル鋳鉄の固有の特性です。低温での部品の安全な動作を確保するには、低温での衝撃値を確保するだけでなく、塑性脆性転移温度曲線、つまり温度による衝撃値の変化曲線を研究する必要があります。 。カーブが緩やかに下がるほど安全です。わずかな温度変化で衝撃値が大きく変動することは好ましくありません。