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1947年英國H.Morrogh發(fā)現(xiàn),在過共晶灰口鑄鐵中附加鈰,使其含量在0.02wt%以上時,石墨呈球狀。1948年美國A.P.Ganganebin等人研究指出,在鑄鐵中添加鎂,隨后用硅鐵孕育,當殘余鎂量大于0.04wt%時,得到球狀石墨。從此以后,球墨鑄鐵開始了大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。球墨鑄鐵作為新型工程材料的發(fā)展速度是令人驚異的。1949年世界球墨鑄鐵產(chǎn)量只有5萬噸,1960年為53.5萬噸,1970年增長到500萬噸,1980 年為760萬噸,1990年達到915萬噸。2000年達到1500萬噸。球墨鑄鐵的生產(chǎn)發(fā)展速度在工業(yè)發(fā)達國家特別快。世界球墨鑄鐵產(chǎn)量的75%是由美國、日本、德國、意大利、英國、法國六國生產(chǎn)的。 中國球墨鑄鐵生產(chǎn)起步很早,1950年就研制成功并投入生產(chǎn),中國的球墨鑄鐵年產(chǎn)量達230萬噸,位于美國、日本之后,居世界第三位。適合中國國情的稀土鎂球化劑的研制成功,鑄態(tài)球墨鑄鐵以及奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵等各個領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)和研究工作均達到了很高的技術(shù)水平。
(1)鑄態(tài)珠光體球墨鑄鐵曲軸和鑄態(tài)鐵素體球墨鑄鐵汽車底盤零件分別在我國第二汽車廠、南京汽車廠和第一汽車廠相繼投產(chǎn)。這標志著中國鑄態(tài)球墨鑄鐵生產(chǎn)達到了較高水平。與之相適應的包外脫硫、雙聯(lián)法熔煉、瞬時孕育、孕育塊技術(shù)以及音頻檢測和熱分析快速分析等技術(shù)的采用,則標志著中國大量流水生產(chǎn)汽車鑄件的技術(shù)水平與國際先進水平的差距正在縮小。
(2)試驗研究了大斷面(壁厚大于120mm)球墨鑄鐵的冶金因素以及相應的生產(chǎn)工藝措施。采用適量的釔基重稀土復合球化劑、強制冷卻、順序凝固、延后孕育,必要時添加微量銻、鉍等可防止球墨鑄鐵件中心部位的石墨畸變和組織疏松等,現(xiàn)已成功地制作了38噸重的大型復雜結(jié)構(gòu)件,17.5噸重的柴油機體、截面為805mm的球墨鑄鐵軋輥等。
(3)奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵的研究與應用。20世紀70年代初,幾乎同時中國、美國、芬蘭3個國家宣布研究成功了具有高強度、高韌性的奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵(國際上統(tǒng)稱ADI),這種材質(zhì)的抗拉強度達1000MPa,因此它廣泛應用于齒輪以及各種結(jié)構(gòu)件,與合金鋼相比,奧-貝球墨鑄鐵具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
(4)球墨鑄鐵管和水平連續(xù)鑄造球墨鑄鐵型材。中國已相繼建成幾個球墨鑄鐵管廠,且近幾年還將有幾個球墨鑄鐵管廠建成。2000年,中國年產(chǎn)離心鑄造球墨鑄鐵管達90萬噸。此外,中國自行研制的水平連續(xù)鑄造球墨鑄鐵型材生產(chǎn)線已通過國家鑒定,并已有多家企業(yè)投產(chǎn)。再加上中國引進的一條生產(chǎn)線,至2002年,中國年產(chǎn)球墨鑄鐵型材的能力達數(shù)萬噸。
(5)系統(tǒng)地測定了稀土鎂球墨鑄鐵的力學性能及其他性能,為設(shè)計人員提供了有關(guān)數(shù)據(jù)。測定了稀土鎂球墨鑄鐵的比重、導熱性、電磁性等物理性能,結(jié)合金相標準研究了石墨和基體組織對球墨鑄鐵性能的影響規(guī)律。系統(tǒng)地測定了鐵素體球墨鑄鐵在常溫、低溫、靜態(tài)和動態(tài)條件下的各種性能。此外,還研究了稀土鎂球墨鑄鐵的應力應變性能、小能量多沖抗力和斷裂韌性,并開始用于指導生產(chǎn)。結(jié)合球墨鑄鐵齒輪的應用,還系統(tǒng)地研究了球墨鑄鐵的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度,以及球墨鑄鐵齒輪的點蝕、剝落機理等。 (6)稀土鎂球墨鑄鐵。在高強度低合金球墨鑄鐵方面,除了對銅、鉬研究較多外,還對鎳、鈮等進行了研究。在利用天然釩鈦生鐵制作釩鈦合金球墨鑄鐵方面,中國國內(nèi)一些單位進行了大量、系統(tǒng)的工作。中錳球墨鑄鐵雖然在性能上不夠穩(wěn)定,在系統(tǒng)研究與生產(chǎn)應用,取得了顯著的經(jīng)濟效益。

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