论文部分内容阅读
低温高韧性球墨铸铁作为一种优良的工程材料,在风电设备中的一些关键零部件如轮毂、锥形支撑等方面应用广泛。风电设备恶劣的工况条件对材料的低温冲击韧性有严格要求。本课题通过控制低温高韧性球墨铸铁的硅含量,研究了硅对其组织和性能的影响。针对风力发电机组锥形支撑铸件的技术要求,分析了其铸造生产的工艺难点,通过控制Si含量等技术措施,满足了各项技术要求,实现了该类铸件的批量生产。低温高韧性球墨铸铁铸态下的组织为铁素体+珠光体+球状石墨+极少量渗碳体。石墨大小等级为6-7级,球化等级为1-2级。试样中的硅含量越高,组织中的石墨球就越多,石墨球径越小,在基体中的分布更加均匀。铸态试样的铁素体量随硅量的增加而增加。当Si量为1.80%以下时,试样铸态组织中出现渗碳体,其含量为1%;含Si量分别为1.81%、2.02%和2.18%的试样组织中无渗碳体。铸态试样的硬度、抗拉强度与组织中的珠光体含量及含Si量有关。含Si量为1.80%以下时试样铸态组织中珠光体量较多,且含有渗碳体,其硬度、抗拉强度较高,分别达到155HBW、420MPa;含硅量为1.81%、2.02%和2.18%试样的硬度、抗拉强度随硅量的增加逐渐升高。在所研究含Si量的范围内,含硅量为1.59%试样的-40℃条件下的冲击吸收功较低;含硅量为1.81%、2.02%和2.18%试样-40℃条件下的冲击吸收功随着含Si量的增加变化不明显,-40℃冲击吸收功均在15J以上,低温冲击韧性较好。通过对不同含硅量球墨铸铁的组织及性能的研究得出:含1.8%至2.2%Si试样的最终组织为全铁素体+细小、圆整的石墨球;试样具有良好的力学性能,其抗拉强度超过350MPa,伸长率超过22%;-40℃条件下冲击功超过15J;达到通用型风电球墨铸铁件的力学性能要求。