低温高衝撃性ダクタイル鋳鉄は、-40℃、あるいは-50℃といった低温下でも高い衝撃靭性を維持する必要があります。特殊な性能が求められる材料として、風力発電、高速鉄道などの分野で広く利用されています。経済の急速な発展に伴い、低温高衝撃性ダクタイル鋳鉄部品の需要も増加しています。
鋳造品の最終的な組織と機械的特性が低温高衝撃性球状黒鉛鋳鉄の要求を満たすようにするためには、主に化学組成の選択と管理、製錬工程、球状化処理、接種処理、および可能な熱処理において、製造上の困難が生じる。
1: 卑鉄の化学組成
炭素含有量3.5～3.8％：球状化効果、黒鉛球の数とサイズに影響を与えるが、衝撃特性への影響は小さい。
シリコン含有量1.9～2.2％：フェライト形成を促進し、低温での衝撃特性を低下させるため、一定の範囲内に制御する必要がある。
マンガン含有量＜0.1％：強度向上に役立つが、過剰になると靭性が低下するため、その量は厳密に管理する必要がある。
リンと硫黄の含有量が0.025%未満の場合、鋳造品の靭性と強度を低下させるため、可能な限り低減する必要があります。この悪影響は、低温環境でより顕著になります。
溶融鉄の組成制御に加え、このグレードの鋳鉄を鋳造状態で製造する際には、炭化物の形成を制御することも重要です。炭化物は、材料の衝撃靭性やその他の機械的特性に影響を与えるからです。炭化物形成を促進する元素としては、主にクロム、モリブデン、タングステン、バナジウムが挙げられます。これらの元素は鋳鉄中に炭化物を形成し、硬度と強度を高めますが、過剰になると衝撃靭性が低下します。
2. 装填と製錬
2.1料金
パーライト、炭化物、および偏析元素の生成を促進することを避けるため、装入材を慎重に選択してください。装入材の比率は、リサイクル装入材（30～50％）、高品質スクラップ鋼（25～30％）、高純度銑鉄（25～30％）が目安です。
2.2 電源ユニットの溶融
急速溶解には高電流を使用し、常に装薬量の減少に注意を払い、溶銑の剥離や溶融鉄の局所的な過熱を避け、異質核の消失や球状化効果への影響を防ぐようにしてください。
2.3 サンプリング分析と調整
溶融鉄を約1450℃まで加熱した時点でサンプリング分析を行い、熱分析装置と分光計を用いて化学組成を測定し、要求事項を満たしていることを確認する。
2.4 炉から溶けた鉄が出てくる
高電流を流し、炉の排出温度まで急速に温度を上昇させる。溶銑表面のスラグを掻き取り、その後溶銑を排出することで、球状化反応後の黒鉛球の数と溶銑の精製効果を確保する。
3. 球状化処理
3.1 球状化装置の種類
低温衝撃値への悪影響を軽減するために、特殊な低マグネシウム・低希土類球状化装置など、安定性の高い球状化装置を選択してください。
3.2 球状化装置の粒子サイズと添加量
球状化装置の粒子サイズは一定範囲（3～20mm）内に制御され、添加量は溶銑の組成や炉の排出温度などの要因に応じて調整される。
3.3 球状化 とりべ こちらから
球状化用お玉の底 ピット状に修復され、球状化反応が円滑に進むように、ピットの大きさや深さは適切でなければならない。
3.4 球状化剤の添加およびタッピングの方法
球状化剤は、取鍋底部のくぼみに投入して平らにならし、その後、接種剤で覆い、さらに薄い鋼板で覆います。球状化効果を確保するため、叩く際に球状化剤に直接衝撃を与えないようにしてください。
4.接種処理
41．接種剤の選択
黒鉛の核生成能力を高め、結晶粒を微細化し、黒鉛球の数とフェライト含有量を増加させるために、接種処理に適した接種剤と添加量を選択する。
4.2 接種の回数とタイミング：接種効果を高めるため、特に鋳造工程中に流し込み接種技術を用いて複数回の接種処理を行う。
接種剤の種類は、鋳鉄の冷却速度と黒鉛球の形成に影響を与える。接種処理温度は、接種効果と鋳造性能に影響を与える。
実験を通して、溶銑の品質は前処理、前接種、接種、および流下接種の観点から改善できることがわかり、接種プロセスと球状化数に関する最適な解決策を見出すことができました。
5. 熱処理
低温焼鈍は、内部応力を除去し、構造の均一性を向上させるために用いられ、それによって低温衝撃靭性を向上させる。
要約すると、低温高衝撃性球状黒鉛鋳鉄の製造特性は、主に化学組成の選択と制御、製錬工程、球状化処理、接種処理、および熱処理に反映されます。これらの製造特性が一体となって、低温高衝撃性球状黒鉛鋳鉄が優れた低温靭性、高強度、およびその他の性能特性を有することを保証します。
