D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1960.04.003 -I7… 鎢细銅合金球墨鑄铁冷硬軋輥的研究 .战妍 前 蕾 随帝凤鋼作业的迅浊吹乐风輥的？“远远不能溺足实际的需要，在以铁代翔以飴代 锻的口号下我国札龈生产者已大1地鏽进了1150mm的球墨器铁礼提代林级铜軋糖： 初札开不机架上得到了成功的戍川只为我园札脱驿了，'阴的猫途。 们是日前要求商强度高硬度的冷札薄板轧觀仍然采用若合金毅铜包湿：这种札麟出 要过一系的热处理过程，生：产過期很長，成本很高，因此大删地以个合球柴氟狱 親代林这种：金缎纲札帆乃是一件很们意义的7作。 我們在采川金充茶时考虑到了我国益微战极共卡富的锡、：金元茶並使鎢修， 在：诈天城内直医还元类成功，这任我們所肝究来的合个球跟头札棍和具备！代 良的：能而L代金锻调札序使放本踪低倍以上，我捫随疗鸿众金球 墨结铁风悦的咒成功、将为而耐后卖。要求高温变，高温更度的合金剂泄我 特的玉就。 究过程：门设备与会观菜件我們的熔化没备是死用的200小冲天城， 此成份的探制上造成很人州难，下度是川100×120×mT艺武块洛膜！变汁： 进行测定，强安采川了30×0m托鸡武棒。同时进行丁了化学分忻与核。 作所究的后期我們与新中翁)`作逃行了生性弑险，北后篇进了中180m,20 nmm,00m三种尺了的混，论以求尔武捧作抗拉强度击武，取195入120×25 mm了艺武块调定1日装度与预度，在轧是T进行了长i面观然。 由」户时間仓促，我們对鶴、卸、闋个元素对能的影响还木秘的浙比， 这项工作將在以后箱进行。 合金元素的探討 朗被泛采用在谢磨时热鑄铁器阕竹：上行很晏的时間，辯陕札牌上翊的…般舍 量为0.4，组之所以到此'泛的议川是于它具行粗化与均匀L被的性能从 可以提尚强度与硬度。鎢在每头面的以川可以论还很少看到。这方而的武料也几乎没 行。我們坊虑到编的炭化物胶为稳龙.其有高的硬度因此用在札混上将会堤尚其耐性 根据已住我們所进行的究发现随着尝铁小鎢合量的提高硬度提而，觳細化，但是我 們也芳虑到鎢组为反对石墨化的元荟捉站已化究随着WMo舍最的捉高，與氏体技品 增加而且拉退，这將不利于冲击的提高为了元分发彈VMo的打利作用避免其不利影 响，我們mV、Mo的同时也鼎人Cu这-一細化均匀組撮且促进石墨化的元茶。 在初次武验中我侧运羽WMo,WMoCu,VMoC1Ti三种成份其含鼎各为C:I,2 ,Mo:0.46,W:0.49,Ti:0.2?w其它元素含0各为：3.27%C,1.049Si,0.25 F%Mn,其最后成份与性能見长1
踢 匆 铜 合 金 球 墨 铸 铁 冷 硬 礼 机 的 研 究 乡典 ，一 教研水比 ‘ 色 益 二二‘ 月叨 舌 随 衍札 貌 一 唯业 的 翅速 发展札斡的 产 一 产 远远不能 满足实 际 的 需要 ， 在以数 代剔以豁代 锻的 口号下我 国札棍 生产者 已 大侧 地赫造 了 势 的球墨豁铁札级代料锻细 札朝 在 初 札 汗坏机 架 得 到 丁成 功的 应 川从而 为我 困札棍生产 开朴 了厂 阴 的 前途 。 但是 门前要求 苍张度 浴硬 度 的 冷札 薄板 札幌仍然采 用肴合 个锻粼中以几 这 种 札帆需 要拯过 一 系州的 热处理 士程 ， 习 产 习 切很公 ， 成本很 高 ， 因此 大川 地以 介 个球 攀瑞徽 间 棍 代林这 种 介 全锻酮卓蜕 乃是 一 件很 尔合义 的工作 。 我 们 六采川 介金元素 时劣虑 到 ’ 了我 国 流藏 狱极共 卜官的端 、 如介 金元 素 旅使 嫣裕 ， 在 冲灭服 内八按 还元 获 犷少成 功 ， 翁全样 我们所 研光出 来的 合个球 黑端武 札 漫不落比吐备 书 伏 飞的性 能而 儿官 代甘合个锻朗 札恢日州洲吏成本 争低 一卜千部认 匕 我右沂旧洲谊 了鸦 如 介 万球 半篇毅 札棍 的拼光成 ， 将为而打扛么扮丈 ， 要 求 落祝 弧 鬓 ， 石流欣 座 的 合个井且 创 左州上我 川 独 令 一 与 一 的 系袄 。 了 研 究过 程 当 中限于设备 与客 倪 条 件我们 的熔化 投备是 采 用的 小 冲灭燎 ， 囚 此 在 成份的 挑制 匕查成 很 人 困难 ， 议 度是 明 只 扮 只 腼 工 艺藏块在 洛氏 硬 度 浏 一 卜 进 行侧 定 ， 强度采 用 丁 沪加 时 功二珠 弯武棒 。 同时 进 行 了化学分 析 一与个 泪价愉 。 在研光的后期我俩与新 中别 厂介作进行 丁生 产性武服 ， 先后 端 贵了 动 ， 动组。 ， 动 加 附 三种尺 寸 的 札依 ， 兹取共尔 俄林作 抗杖 强度 冲击试敬 ， 取 均 、 扮 丫 厅 一 〔 艺拭块侧定 自 口 深度 与硬 嘴 ， 在 札搜 加工 后进行 了表而现 察 。 由 于时周 仓促 ， 我护 对鹅 、 却 、 知 介 奈元 索对 札妮性 能 钓影响还才 作系橄 钧研万匕 这 项工作 将在以后楹植进 行 。 合 金元素的探封 翎被广泛采 用在耐麟 耐热铸斜纂铜件 已 有很畏 的时 周 ， 在 给轶 札娜 土却 的一般含 准为 夕 。 左 右 ， 胡之 所纵件到如 此 少 ’ 孟二的 应 川是 在于它 其有枷化 与均 匀扭撤的性能 从 而 可以提 高强度与破 度 。 端在舞跌 方 沂的 应 用可以 沃还 很少着 到 。 这 方而 的 五才牛也几 一 手没 有 。 我们七 虑 刘编 的炭化 物校为稳定且其 仃高 的硬 度 因此 用在札辊 将会提 高共 耐决擎梦性 根珊 已 毛我们所进行 的研究 发现随 首铸救 中端含从 的提 高硬 度提 高 ， 粗撒韧化 ， 但是我 们也考虑到鳃如 为反对 石墨化 的元 素权据 已 礼研究 随 着 含 一鼠的提高 ， 典氏体技晶 增 加而 且拉公 ， 这 将不利 于 冲击位的捉高 为 了充 分发 抓 的有利作 用避觅 其不利 影 响 ， 我们在 加 、 。 的 同时也 加入 这 念叫匕均匀祖擞且促进 石墨化 的元素 。 在 初次试输中我们运 用 。 ， ， ‘ 三种成份其含量各 为 呀 ， ， 少 。 ， 叹。 共它 尤素含 缺各 为 ， ， 犯 ， 其最 后 成份与性能 见 表 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1960．04．003
18- 網院學报 我1 化 学 成·份 机械性能 組 别 C Si Mn W M。 Cu Ti Re 杭弯 (吨) WMo 3.19 1.20 0.660.05* 0.35 46.5 5.1 WMoCu· 2.44 1.18 0.540.05* 0.28 1.05 65 :5.85 WMoCaTi 3.25 1.06 0.40 0.05* 0.81 1.05 0.10 52-555.0 *因鎢铁成份错誤故偏差很大 三种缔铁之白口組搬各見图1，图2，图3 圆1(WMo組) 倒2(WMoCu组) 断3(WMoCu組) 从上面精果来看三粗中以WMoCu性能較好而且金相組辙胶邻斑氏体技晶方向性 敕差，我們韶为这乃是Cu的有利作用。 为了樾禎提高硬度与强度我們在进行球化处现的同附將Ml10.69o提将到0.8，， 將Mo由0.4%提高到0.6%，並将矽与鎢的含量进行了改变在球化处理时加入美最为铁 冰量的0.4%，矽铁为铁水最的0.57%各粗最后成份見表2。 表2 化 学 成 份 机械性能 粗 别 si Mn W Mo Cu Re 抗弯（吨） 1 知 3.11 1.42 1.40* 0.06* 0.61 1.05 73 4.7 2 粗 3.19 1.52 1.26* 0.05* 0.61 1.05 65 6.7 妇 粗 8.19 1.2 1.26* 0.80 0.61 1.05 59.5 8.7 来由于Mn一Fe與W-Fe含量错誤故偏差较大 由于Mn与Mo最的提高使金湘組織中自由渗炭体火最增加而 奥氏体技晶大火诚少（見图4）显而易见使颀度提高很多， 但其强度却有所降低，（如第1租)当矽量增加，鳐降低时 (如第2粗)强度可以提高很多。从第3粗来看，在其它元素 完金与第二紅相同的情况下提高含W量至0：8不論硬度与强 度均有显著下降，由此可見W在鑄铁中的应用將受到一定限 碑。在采用提高M.Mo的措施提高硬度之后为了機镇提高强 周4(1組)
一 一 栩 院 擎 母民 粗 别 化 学 成 份 机械性能 ’ ’ 。 杭弯屯 肠 … · 。 ‘ ’ 刁乃 吕 … · ” 因跨鼓成份错筷 故偏 差 很 大 三种偏铁之 白 口粗撤各兑图 ， 图 仑 ， 图 宫 圆 组 民 姐 同 组 从 上面 拮果来看 三粗 中以 加 粗性能较好而 且金才淋住被 凌韧奥氏 体技 晶方 向性 敷券 我俩 韶为这乃是 的有利 作 用 。 为 了榄值提高硬度与 强度我俩在进 行球化 处理 的 同时 将 山 提 高到 ， 将 由 肠提高到 ， 龙拚矽与端的含量进 行 了改 变 在 球 匕处理 时 加 不镁量 为 跌 水最的 ， ， 矽欲为缺水量的 肠各粗最后 成份 见表 。 表 杭械性能 匕， 三至塾 “ … “ 了 又 印 · 执 ︸入 ︵ 一 一 ︷一 成乙一 ， 一一 学 一一 卜︺一 一 一 一 日 · 力白 尔齐 ﹃ 系江 粗’ 粗 欢 能 淞 加 幼 由 于 一 典 一 含 量错级 故 偏 差较 大 由于 一 与 。 量的提高使金相粗撤 中自由渗炭 体 大 毫增 加而 率氏 体技晶 大大诚少 晃图 显而 易觅使硬 度提 高很 多 ， 但其 强度却有所降低 ， 如第 粗 当矽量增 加 ， 锰 量降 低时 如 第 粗 强度可 以提高很 多。 从 第 吕粗来看 ， 在共它元 素 完 全与 第二粗相伺 的情 况下提高含 量至 。 ‘ 不确硬 度与强 度均有显著下降 ， 由此可 晃 在篇铁 中的 应 用将受 到一定 限 畔 。 在采 用提高 二 。 的措 施提 高硬 度之后 为 了桃擅提高强 圆 组
第十一期 -19- 度我們在其它成份不变的情况下，适当降低了M.含量改变S的含是做了以下三粗弑驗 其最后成份与性能見表3 表3 化 学 成 份 机械性能 粗 别 C Si Mn W M。 Cu Rc 抗弯（吨） 粗 2.57-3.36 1.80 0.91 0.05* 0.61 1.05 57 4.0 粗 1.34 ∥ 62.5 6.3 3組 1.46 70 8.1 *由于W-Te含量鲱误，故偏差较大 各組的金相粗槭見图5，图6，图7 5(I組) 圖6(I组) 图7（Ⅲ组） 当含M量由1.42二1.52%降低至0.91%时，.随着含的量的增加，金州知織中白由 渗炭体数量减少，共品萊氏体数量增加，而且組锇細化，从而使硬度强度均大大提高。 ·在整个的献驗过程中由于W一F分析错誤，导至含量一直未达到們原定0.4% 的含量而保持在0.05%。 根据以上分析我們对合金元素的影响归納以下几个秸論。 1)Cu使組罐钿化而且均匀因此可以提高W、Mo合金鑄铁的硬度与强度。 2)Mo,Mn含量提高可以大大提高硬度，但却降低强度，由于Mn对麻口深度有显 著影响，因此为了保証硬度而又保証强度可使M最适当降低。 B)W量提高至0.8%时不論硬度与强度均降低很多，其影响之大比M更毖。 4)S1最提高使自由渗炭体减少，萊氏体增加，組锻細化从而提高了硬度与强度。 5)加【g球化处理后一方面提高了强度另一方面由于增加了过冷傾向亦使硬度增 加。 由于朵用了球化处理与提高Si,MIn,M。的含最从而使WMoCu組合金鳍铁的硬度 提高洛氏15單位，而抗弯負荷提高2.25吨，这样就为在生产中进行弑驗造了有利的条 件。 生產性武驗 根据工厂已往生产冷硬軋輥的情况，在进行生产性武验时确定了以下成份：
第 十 一 期 度我们在其它成份不变 的悄 况下 ， 共最后成份与性能息表 一 适 当降低 了 。 含量改变 的含是做 了以 下 三粗献敏 表 化 学 成 粗 别 机械性能 抗弯 吨 份一 盯 ， 。介 … ·少 一一 犷一夕 】 呵 花 故偏差 较大 图 ， 图 一 一 一 …一卜夕 一区 ， 粗 亲且 粗 由 于 一 含量错筷 ， 各粗的金相粗撅尾 图 ， 圆 姐 圆 卫组 圆 皿组 当含 量 由 招一 降低至 ‘ 时 ， ‘ 随着含矽量的增 加 ， 金相翘撒 中 自由 渗炭体 数最喊少 ， 共 晶莱氏 体 数量增 加 ， 而 且粗减扣化 ， 从而 使硬 度强度均 大大提 高 。 ‘ 在整个的歉般过程 中 由于 一 分析错溪 ， 导至端含量一 渣未达到镜俩原 定 的含量而 保持在 · ， 、 根据以上分析我们对 合金元素的影响 归钠以 下 几个拮靛 。 使粗概翎化而且均匀因此 可以提高 、 合金龄铁的硬度与 强度 。 ， 含量提高可以 大大提高硬度 ， 但却降低 强度 ， 由于 对麻 口 深度有显 著影响 ， 因此 为 了保靓硬度而又保靓强度可使 量适 当降低 。 量提高至 肠时不谕硬 度与强度均降低很多 ， 其影响之 大比 更甚 。 二晨提高使 自由渗炭体诚少 ， 莱氏 体增 加 ， 粗撤翎化从而 提 高了硬度与 强度 。 加 球化处理后 一方面提高 了强度另 一方面 由于增 加 了过冷倾 向亦使硬度增 加 。 ’ 由于采用 了球化处理与提高 ， ， 。 的含量从而使 粗合 金鸽戳的硬度 提高络氏 单位 ， 而抗弯负荷提高 吨 ， 这样就 一 为在生产 中进行藏段肩造了有利的条 件 。 生 魔性献段 根据工厂 已往生产冷硬 札幌的情 况 ， 在进行生产性藏翰时确定 了以下成协
一20 辆.院壁报 c Si n Cu Mo $ 3.7% 1.2% 0.8% 1.2a 0.460.60 ≤0.15<0.05 其配料見表4 拔4 名· 管 批 量 C Si Mn 心 P W Mo Cu 石最山4#铁 195kg 3.88 1.88 0.69 0.055 0.19 新中再生铁 90kg 3.50 0.65 02 0.05 0.1 廢鋼 15kg 0.27. 0.20 0.29 0.06180.013 銅 8.75kg 吨 錦铁 1.7kg 74、5 钼铁 3.3kg 43 鱷铁 3.0kg 42一4 生中采用帶有前爐的3吨/小时的化铁城，所加鎢铁，铝铁、艋铁均破碎成30一50m、 块度随批料加入为避免銅因过早塔化与前批铁水相混，铜料在憝种铁冰的后几批料中加 入，其它塔化工艺与一般相同球化处理采用籲罩法处理铁水 总量的75%之后补加其余的25%饮水同时加入矽铁孕有。 軋龌的締型工艺与一般相同，取样共分三大即：球化处 理前取工艺断口与化学分析武样，球化处理后未补加剩余铁 水前取工艺断口武样决定冲入矽铁多少，补加铁水后至浇注 前取基尔武块弑样，化学分析武验与工艺断武样以使仁挑 8(中心灰口) 注过程中采取措施最后丽整臼口深度。 第.一武制时用美量为铁水量的0.35%，孕育用矽铁只加了铁水量的0.3ò，此外 由于Mo-Fe,W-Fe等合金料含是分析鳍誤造成了球化不良，中心出现钢状炭化物 (見图8)强度冲击值不高等缺陷，其最后成价与性能見表5。 表5 化 学 成 侨 硬度 抗拉强度 冲击俺 试样白口 ak 深 度 Si Mn P S W Mo Cu Re KT/MM? KT-M/MM? MM 3.661.09 0.606 0.285 0.044 0.20.281.63 71-78 38-48 0.15 15-20 在第二次武制过程中我們校正了合金料的成份，使孕肯时矽铁加人景提高到0.8%， 其它情况与第一次者完企相同，这样由于$量增加促使中心自由渗炭体减少（見图9) W,Mo含量增加促使白口粗镀異常知化而且均勻（見图10)同时球化效果良好（見图 11),这样就使得硬度，强度，冲击值均有很大提高，（見丧6）但器說明的由于抗拉 试样加工不良而使断裂发生在断面积突变处，如果州工正常深信强度將会更高
一 即 一 ’ 翎 院 季 机 夕云 奚 砚 其配料尾表 生 表 一 一 一曰飞 名 一 称 石景 山 莽 族 新 中再生铁 魔 铜 铜 林 橄 一 量 … 咚产…物 一 … 叫 今 尧 、 交 仓 幻 、 〔 拐 拐 搞锰匆 敛姚铁 、 生产 小果用带有前娘的 屯 小 时的化缺慷 ， 所 加瑞敛 ，如敛 、 锰敛均破碎成加一 、 块度随批料 加入 为避觅摒园过早熔化 一与前批跌水相 混 ， 铜料在莎种铁水的后 几批料 叮 ， 加 凡 其它熔化工艺与寸般胡同球化处理采用拔 罩法处理敛水 ’ 总量的 之后补加共 余的 跌水 同时 加入矽敛孕育 。 轧辊的铸 掣工艺与 一 般相同 ， 取样 共分 三次 即 球化 处 理 前取工艺断 口 与 化学分析藏样 ， 球化处理后 未补 加 剩余跌 水前取工艺断 口斌样 决 定 冲入矽敛 多少 ， 补 加敛水后 至 浇 注 前取基尔拭块拭样 ， 化 学分析藏瀚与 工艺断 「就样 以便在 浇 注趁程 中采取措施最后 稠整 白 ’ 口 深度 。 月 中 二灰 口 鲜卜 次就制 时 用瑛量为铁水量的 ， 孕育 用矽敛只 加 了敛水量的 ， 此 外 由于 一 ， 一 等合金料含量分析错 奚造 成 了球化不 良 ， 中心出现翎状炭化物 兑 图 强度 冲击值不 高等缺陷 ， 其最后 成侨与性能兑表 石。 表 二共车三牛二琪一… 硬 度 二户书川华 兰毕 一 竺尸尹仁 一 “ · “ 只 一 夕 · “ · “ 妞 “ · 抬 ” · “ 一 抗拉强度 ‘ 材 冲击 值一 一州 、 样 白 口 度 一 么 匕 七工叭一占已、一，一﹄ 仓一 一 在第二次藏制过程 中我们校正 了合金料的成份 ， 使 孕育时矽跌加入量提高到。 ‘ 肠 ， 其它情 况与第‘ 次者完全相 同 ， 这样 由于 量增加促使 中心 自由渗炭体诚少 兑 图 ， ‘ 含量增加促使 白 口粗被具 常翎化而 且均 匀 兑 图 同时球化 效果 良好 兑 图 ， 这样就使得硬度 ， 强度 ， 冲击值均有很大提高 ， 觅 表 但需甜 明 的 由于抗拉 拭样 加主示良而使 断翻发生在断面 积突变处 ， ‘ 如果加工 正常深指 强度牌会 更 高
第十一期 刷9（灰口组織) 团10（白口织織） 图11（麻口組織） 表6 化 学 成 份 硬度 强度·冲击值試样白 口深 C Si Mn P S w ax Mo Cu db Re KT/MM2KTM/MM2 MM 3.6-1.01-0.94-0.2950.108 0.4- 0.96- 0.35 8.41.1.92 0.87-0.27- 0.18 0.518 0.89 67.7 52 0.40 10-15 鹤钼铜合金球墨鳞铁冷硬軋觀在性能上已远远超过目前国内生：产的各种冷预軋起在： 主要性能上已接近合金锻解冷轧薄板軋輥因此有理由相馆代替合金锻蜘轧輥將有很大成 功的可能，各种冷硬虬輥性能此酸見裘7 表7 名 称 强度a冲击值 硬度 Hs Si Mn. 令 .S W M。 Cu Ni Cr 鎢钼銅合金 52 0.35-96.63.61.920.940.295 0.180.40.5780.96 球铁軋辊 0.40 鎳络无限冷24-350.3860-703.271.040.6250.05-≤0.08一 0.4 1.80.8 硬軋輥球 0.2 墨鑄铁复合35-422.2860-703.0.0.70.4650.4-≤0.01- 0.3 1.50.6 輥 0.5 普通冷軋輥15-260.1 70-753.20.70.43520.55≤0.12- 合 金鍛鋼冷札61-703-4 90 今后方向 I.应对WMoCu合金元素对札輥性能的影响作系統的深入究， 2.为了，节約用Cu可以研究用其它元案代替Cu或降低Cu含量的問超。 3, 所究非美球化剂在軋輥中应用的閻題。 4.为是高冷硬軋觀表面层飩洁度，及使液度均匀可考虑朵用复合軋輥或在球化处 理时采用清除黑渣等措施。 5..WMoCu在大札辊中的应用徜待研究。 6.为普逼提高轧觀寿命改善轧舰質量可以所究WMoCu在华硬面軋腿中应用的可 能性
第 十 一 期 固 灰 口 姐峨 圆 白 口 姐戏 园 麻 口 蛆峨 表 、 化 份 ， 硬 度 冲击 植 卜一众匕卜 可加” 一 、 一注 。 一 二 一 · ” 协 … 一 、 。 。 一 卜 】 · 一 …臀 ” 加 下 一 如 就择 白 … 口黔 一 鹅朔铜 合金球 墨铸跌 冷硬札棍在性能上 已 远远超过 目前 国 内生 产 的各 种 冷硬 华 辊在 主要性能 上 已 接近 合金锻调冷札薄板札辊因此 有理 由相 信代替 合金缎剔札辊将 有很 人成 功 的 可能 ， 谷 种 冷硬乾辊性能 比蛟觅 表 表 犷今 后 布方 向 应对 伪合金元素对轧辊性能 的影响作系就 的深入研究 ， 为 了节 豹 用 可以 研究用其 它 元素 代替 或降低 含量的周题 。 ‘ ‘ 研究非换球化剂在轧辊 中应用的 尚题 。 为提 高冷硬 札幌表面 层摊洁度， 及 使硬 度均 匀可 考 虑采用复 合札辊 或在球化处 理时采用清除黑渣等 措施 。 在 大轧搅 中的 应 用沁待研 究 。 为普 通提 高札帆寿 命改善札棍 臀 能可 以 研究 在半硬 面轧辊 中应 用的 可 有巨仁仁