Forschung & Anwendung von hochfesten und hochzähen Sphärogusswerkstoffen für Windkraftgussteile

Um eine niedrige Temperatur zu erreichen Sphärogusswerkstoffe mit höherer Festigkeit und Zähigkeit, Zum Legieren wurden dem Werkstoff QT400-18AL die Legierungselemente Ni und Nb zugesetzt. Durch die Tests der mechanischen Eigenschaften, metallographische Struktur, Tieftemperatur-Schlagenergie und Ermüdungsverhalten der Proben, Es ist bekannt, dass Ni- und Nb-Legierungen die mechanischen Eigenschaften des QT400-18AL-Materials erheblich verbessern können. In der Zwischenzeit, durch die Verwendung dieses legierten QT400-18AL-Materials, Die beiden Ziele, die Qualität der Gussteile zu verbessern und die Kosten zu senken, wurden erreicht.

Vorteile von Sphäroguss

Sphäroguss,mit verschleißfester Stoßdämpfung, ist unempfindlich gegenüber Lücken, und die Eigenschaften der Gießleistung, und niedrigere Produktionskosten, kurzer Produktionszyklus, Es ist ein ideales Material für Windgussteile. Derzeit, Die Abmessungen von Windkraftgussteilen nehmen zu, da Windkraftanlagen immer größer und schwerer werden. Die Querschnittsdicke einiger Teile wurde überschritten 200 mm. Die Erstarrungs- und Abkühlgeschwindigkeit dicker und großformatiger Gussteile ist langsam, Dies führt leicht zu einer schlechten Form und einer geringen Menge an kugelförmigem Graphit und verursacht sogar Probleme mit fragmentiertem Graphit. Die Matrixstruktur führt außerdem zu einer starken Entmischung der Zusammensetzung, Dies führt zur Bildung einer großen Anzahl von Karbiden, die selbst durch eine langfristige Wärmebehandlung schwer zu entfernen sind. Darüber hinaus, Die Gussteile haben eine grobe Körnung und sind anfälliger für Fehler wie schwarze Flecken und Schrumpfporosität.

In den letzten Jahren, Im Allgemeinen wird die strenge Kontrolle der chemischen Zusammensetzung übernommen, Verbesserung des Gießprozesses nach der Wärmebehandlung, insbesondere die Zwangskühlungsmaßnahmen, beispielsweise zur Verbesserung der Organisation, hat eine gute Wirkung gezeigt. Jedoch, Es ist nahezu unmöglich, die Qualität von Sphärogussteilen für Windkraftanlagen allein durch die Verbesserung von Prozessen und Ausrüstung zu verbessern, vor allem ohne die Kosten zu erhöhen. Derzeit, Inländische Windkraftanlagen verwenden Gussmaterialien aus duktilem Eisen hauptsächlich für QT400-18 Al; seine mechanische Leistung ist die Zugfestigkeit von 360 MPa, Streckgrenze von 220 MPa oder höher, oder mehr Bruchdehnung 12.5% oder höher, Und 30 ℃ minimale Aufprallabsorptionsenergie von: 10 J (durchschnittlich) Und 7 J (einzel). Die im Ausland verwendeten Materialien für Gussteile aus hochfestem Sphäroguss sind die durch feste Lösung verstärkten Ferritmaterialien EN-GJS-500-14 und EN-GJS-600-10, und ihre mechanischen Eigenschaften sind viel höher als die von QT400-18AL. Jedoch, Dieses Material stellt keine Anforderungen an die Aufprallenergie bei niedriger Temperatur, und seine Anwendung im Windkraftbereich birgt Risiken. daher, Es ist notwendig, eine hohe Festigkeit zu entwickeln, Hochzähes und temperaturbeständiges duktiles Eisenmaterial für Windkraftgussteile.

Die Techniker versuchen, die Windkraft zu verbessern, indem sie die Methode des Legierens mit der Festigkeit und Zähigkeit von Gussstücken aus duktilem Eisen nutzen, um die Gussgröße und die dicke Lösung zu reduzieren, die durch die langsame Abkühlgeschwindigkeit der Gussstücke und das Qualitätsproblem des dicken Gussstücks verursacht werden. 1, Die Legierungsmaterialformel von Sphäroguss ist eine große Hilfe bei der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von, Jedoch, Gussteile für Windkraftanlagen für den Bedarf an Aufprallenergie bei niedrigen Temperaturen. daher, Die zugesetzten Legierungselemente müssen umfassend berücksichtigt werden.

Hauptsächlich aus qt400-18 al-Material, auf Basis der Zugabe von Legierungselementen aus Ni, Nb, und Zr drei Elemente; Sie haben grundsätzlich die folgenden Vorteile: (1) Ni kann die Sprödigkeitsübergangstemperatur von Gusseisen mit Kugelgraphit verringern, Durch die Zugabe einer bestimmten Menge kann die Tieftemperaturleistung von Sphäroguss verbessert werden. (2) Nb wird häufig in der metallurgischen Industrie verwendet, Eine Erhöhung des Nb kann die mechanischen Eigenschaften von Sphäroguss verbessern, und beeinträchtigt die Leistung bei niedrigen Temperaturen nicht. (3) Die Erhöhung einer kleinen Menge Zr kann die Wirkung von DNA haben, Getreide reinigen und verfeinern, und wirkt sich positiv auf die Tieftemperaturleistung von Sphäroguss aus.

1.Die spezifische Formel ist in der Tabelle aufgeführt 1

Tisch 1 Materialformel (Massenanteil, %)

2.Materialversuchsproduktion

2.1 Materialvorbereitung

(1) Eisen hinzufügen, zurück zur Ofenbeschickung und zum Schrottofen zum Eisenschmelzen.

(2) um den Kohlenstoffgehalt von flüssigem Eisen zu erhöhen, Der Kohlenstoffgehalt der Kontrolle erfüllt die Anforderungen der Tabelle 1.

(3) nach der Aufkohlung des flüssigen Eisens Sphäroidisierung und Impf- und Legierungsverarbeitung: laut Tabelle 1 Qualitätsprozentsatz von Nb und Ni; Zr wurde durch Silizium-Zirkonium-Impfmittel hinzugefügt.

(4) der Ball, Impf- und Legierungsverarbeitung der Eisenflüssigkeit nach dem Gießen, Windkraftgussteile mit hochfestem und hochzähem Sphärogussmaterial.

2.2 Versuchen Sie es mit dem Blocktest der Blockgröße: 300 mm * 300 mm * 300 mm, mit 70 mm dicker Testblock. Die Bedingungen für das Ausgießen und Auspacken sind in den Abbildungen dargestellt 1 Und 2.

3. Testergebnisse

3.1 Mechanische Eigenschaften

Der Test wurde gemäß durchgeführt “GB/T 228-2002 Prüfverfahren zur Zugprüfung metallischer Werkstoffe bei Raumtemperatur”, und die Ergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt 2.

Tisch 2 Mechanische Eigenschaften

Anbieter

Luoyang Fonyo Heavy Industries Co., Ltd,Das 1998 gegründete Unternehmen ist ein Hersteller von gegossenen Eisenbahnteilen. Unsere Fabrik erstreckt sich über eine Fläche von 72.600 qm, mit mehr als 300 Mitarbeiter, 32 Techniker, einschließlich 5 leitende Ingenieure, 11 Hilfsingenieure, Und 16 Techniker.

Unsere Produktionskapazität beträgt 30,000 Tonnen pro Jahr. Momentan, Wir produzieren hauptsächlich Gussteile, Bearbeitung, und Montage für Lokomotive,Triebwagen,Hochgeschwindigkeitszüge, Bergbauausrüstung,Windkraft,usw. Unsere Produkte wurden nach Russland exportiert, die Vereinigten Staaten, Deutschland, Argentinien, Japan, Frankreich, Südafrika,Italien und andere Länder.
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