低温球墨铸铁有多少种类?不同低温球墨铸铁有什么区别?

科技   2024-12-17 17:10   河南  

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低温球墨铸铁常见的牌号有以下几种:QT350-22L,QT400-18LT,QT450—15LT,QT350-22AL,QT400-18AL,QT400-18AL-1,QT400-18AL-2。

下面我们讲解部分低温球墨铸铁的基本知识。

QT350-22L低温球墨铸铁

QT350-22L属于GB/T 1348-2009《球墨铸铁件》标准 。

QT350-22L是一种具有优异低温性能的球墨铸铁材料,以下是其主要性能特点:

低温韧性

在低温环境下具有极高的韧性,即使在极低温度如-40℃甚至更低时,仍能保持良好的延展性和抗冲击能力,有效避免零件在低温下发生脆断现象。

强度

抗拉强度一般在350MPa以上,屈服强度通常不低于220MPa,伸长率≥22%,在保证良好低温韧性的同时,具备一定的承载能力,能满足一些在低温工况下对强度有一定要求的零件使用。

硬度

通常布氏硬度在130-170HB之间,硬度适中,既有利于机械加工,又能在一定程度上保证零件在低温下的耐磨性和抗变形能力。

金相组织

金相组织主要为铁素体基体,球化率一般要求在90%以上,石墨球细小且分布均匀,这种组织状态为其优异的低温性能提供了微观结构基础。

耐腐蚀性

在一定程度上具有较好的耐腐蚀性,在低温且可能存在腐蚀介质的环境中,能较好地抵抗腐蚀,延长零件的使用寿命。

应用领域:主要用于制造在低温环境下工作的机械零件,如寒冷地区的汽车零部件、冷冻设备部件、户外低温工程机械零件等。

QT400-18LT低温球墨铸铁

QT400-18LT主要依据GB/T 1348-2009《球墨铸铁件》标准 。

QT400-18LT材料具有良好的低温性能,以下是一些常见的低温性能数据:

冲击韧性

在-40℃时,其V型缺口试样冲击功大于12J 。

韧脆转变温度 

通过研究发现,QT400-18LT冲击功随温度降低而逐渐降低,其韧脆转变温度在-74.3℃左右 。

力学性能

抗拉强度:不低于400MPa,具有较高的强度,能够承受一定的载荷。

屈服强度:不低于250MPa,在受力时能保持较好的稳定性。

伸长率:不小于18%,具有良好的塑性和韧性,尤其是在低温环境下。

冲击韧性:在-40℃时冲击功大于12J,具有优异的低温抗冲击性能。

金相组织

主要为铁素体基体,球化率通常在90%以上,石墨球细小且分布均匀,这种组织状态使材料在低温下具有良好的韧性和抗疲劳性能。

适用范围

低温机械零件:如在寒冷地区使用的汽车零部件、工程机械零部件等,如发动机缸体、曲轴、齿轮、管道、阀门、风力发电设备等。

低温设备构件:如冷冻设备、液化天然气储存和运输设备等的关键构件。

加工工艺

熔炼:采用电炉熔炼,严格控制化学成分和熔炼温度,确保铁水质量。

球化处理:通过向铁水中加入球化剂进行球化处理,使石墨球化,常用的球化剂有镁合金等。

孕育处理:在球化处理后进行孕育处理,可细化石墨球,提高材料的力学性能。

热处理:根据零件的使用要求,可进行退火、正火等热处理,进一步改善材料的组织和性能。

QT450-10LT低温球墨铸铁

QT450-10LT主要依据GB/T 1348-2009《球墨铸铁件》标准 。力学性能:抗拉强度≥450MPa,屈服强度≥310MPa,伸长率≥10%。

QT450-10LT作为一种低温球墨铸铁,其低温性能如下:

 低温韧性

QT450-10LT在低温环境下韧性有所下降,但仍具有一定的韧性,能在一定程度上抵抗低温冲击。 

低温冲击功 

与普通QT450-10球墨铸铁相比,QT450-10LT经过特殊的成分设计和工艺处理,-20℃时的V型缺口试样冲击功会有所提高,一般可达到10J左右,能满足一些在-20℃左右低温环境下工作的机械零件的使用要求。

适用温度范围

QT450-10LT适用于-20℃至-30℃左右的低温环境,在该温度区间内,其力学性能相对稳定,能够保持较好的强度和韧性,从而确保在低温工况下的可靠性和安全性。

应用领域:可用于制造低温下的泵体、叶轮、齿轮箱外壳等机械零件,以及一些需要在低温环境中具有较好综合力学性能的结构件。

QT450-10LT替代QT400-18LT使用吗?

低温冲击韧性 

QT400-18LT:在-40℃时具有优异的冲击韧性,其冲击功通常大于12J,能够很好地承受低温冲击而不发生脆断。

QT450-10LT:在-40℃时冲击韧性明显不足,冲击功远低于QT400-18LT,在该温度下使用易发生脆断,导致零件失效。

金相组织

QT400-18LT:金相组织中通常要求铁素体基体含量更高,球化率一般在90%以上,石墨球数较多且分布均匀,这种组织使其在低温下具有良好的韧性。

QT450-10LT:金相组织中珠光体含量相对较高,铁素体含量相对较少,在低温下对韧性不利,无法提供与QT400-18LT相当的低温性能。

适用标准规范

QT400-18LT:是专门为-40℃及以下极寒工况设计的低温球墨铸铁材料,各项性能指标满足该工况的特殊要求。

QT450-10LT:主要适用于-20℃至-30℃左右的低温环境,按照相关标准规范,不推荐用于-40℃工况。

QT400-187AL低温球墨铸铁

QT400-18AL低温球墨铸铁主要依据GB/T 1348-2009《球墨铸铁件》标准 。此外,风电领域也有专门标准,即《风电用球墨铸铁件订货技术条件》。

GB/T 1348-2009

力学性能:抗拉强度≥400MPa,屈服强度≥240MPa,伸长率≥18%,硬度HBW为130-180 ,-20℃冲击韧度大于12J 。

附铸试块要求:如果是附铸试块检测,牌号后面带标记“A”。

《风电用球墨铸铁件订货技术条件》

适用环境温度:该标准下QT400-18AL适用于环境温度-20℃~+50℃ 。

化学成分:C含量3.6%-3.9%,Si含量1.8%-2.4%,Mn含量≤0.150%,P含量≤0.04%,S含量≤0.020%,Re含量≤0.02%,Mg含量0.03%-0.06% 。镍含量0.7%-0.8%之间。

QT350-22AL低温球墨铸铁材料:

力学性能:抗拉强度≥350MPa,屈服强度≥220MPa,伸长率≥22%,布氏硬度130-180HBW  。

化学成分:碳含量为3.6%-3.9%,硅含量为1.7%-2.1%,锰含量≤0.20%,磷含量≤0.04%,硫含量≤0.020%,稀土元素含量≤0.02%,镁含量为0.03%-0.06% 。

适用温度:适用于环境温度-40℃~+50℃ 。

生产工艺:生产过程需对微量元素严格控制,并加入 Ni、Mo 等合金元素,同时合理选择和配比炉料等材料,控制熔炼温度、时间和合金成分等因素 。

应用领域:主要用于风电领域,如轮毂、前机架等大型风电设备部件  。

QT400-18LT与QT400-18AL同为低温球墨铸铁,有什么区别?

低温冲击韧性

QT400-18LT:能在-40℃左右的低温环境下保持良好的冲击韧性,其冲击功通常要求在-40℃时大于12J 。

QT400-18AL:在-20℃时冲击功要求大于等于12J,单个值不低于9J 。

使用温度范围

QT400-18LT:主要适用于极寒区域,如-40℃及以下的低温环境,满足极端情况下的性能要求。

QT400-18AL:适用于环境温度-20℃~+50℃ ,如果是QT400-18AL-1则适用于环境温度-30℃~+50℃ ,QT400-18AL-2适用于环境温度-40℃~+50℃ 。

金相组织要求

QT400-18LT:通常要求铁素体基体含量较高,球化率一般在90%以上,石墨球数较多且分布均匀,以保证良好的低温韧性。

QT400-18AL:要求100%铁素体基体,球化率90%~95%,石墨大小6~7级,石墨球数90~200个/mm² ,无磷共晶和碳化物。


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