저온 고충격 연성 주철은 -40℃ 또는 -50℃의 저온에서도 높은 충격 인성을 유지해야 합니다. 이러한 특수한 성능 요구 조건을 갖춘 소재로서 풍력 발전, 고속철도 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 급속한 경제 발전과 함께 저온 고충격 연성 주철 부품에 대한 수요 또한 증가하고 있습니다.
저온 고충격 연성 주철의 요구 조건을 충족하는 최종 주조물의 조직 및 기계적 특성을 확보하기 위한 생산상의 어려움은 주로 화학 조성의 선택 및 관리, 제련 공정, 구상화 처리, 접종 처리 및 필요한 열처리에서 나타납니다.
1: 기본 철의 화학적 조성
탄소 함량 3.5~3.8%: 구상화 효과와 흑연 구슬의 개수 및 크기에 영향을 미치지만 충격 특성에는 거의 영향을 미치지 않습니다.
실리콘 함량 1.9~2.2%: 페라이트 형성을 촉진하고 저온에서 충격 특성을 저하시키므로 특정 범위 내에서 제어해야 합니다.
망간 함량 <0.1%: 강도 향상에 도움이 되지만, 과다할 경우 인성이 저하되므로 함량을 엄격하게 관리해야 합니다.
인과 황 함량 <0.025%: 주조물의 인성과 강도를 저하시키므로 가능한 한 줄여야 합니다. 이러한 부정적인 영향은 저온 환경에서 더욱 두드러집니다.
용융 철의 조성 제어 외에도, 주조 상태에서 이러한 등급의 주철을 생산할 때 탄화물 형성을 제어하는 것이 중요합니다. 탄화물은 재료의 충격 인성 및 기타 기계적 특성에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 탄화물 형성을 촉진하는 주요 원소로는 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 바나듐 등이 있습니다. 이러한 원소들은 주철 내에서 탄화물을 형성하여 경도와 강도를 증가시키지만, 과량으로 존재할 경우 충격 인성을 저하시킵니다.
2. 장입 및 제련
2.1 요금
펄라이트, 탄화물 및 편석 원소의 생성을 촉진하지 않도록 장입물을 신중하게 선택하십시오. 장입 비율은 재활용 철(30-50%), 고품질 고철(25-30%), 고순도 선철(25-30%) 순입니다.
2.2 전원 공급 장치 용융
급속 용융을 위해 높은 전류를 사용하고, 장입물의 낙하를 항상 주의 깊게 살피며, 탈락재로 인한 용융철의 국부적인 과열을 방지해야 합니다. 과열은 불균일한 핵의 소멸 및 구상화 효과 저하를 초래할 수 있습니다.
2.3 표본 분석 및 조정
용융 철을 약 1450℃까지 가열한 후 시료 분석을 실시하고, 열분석기와 분광기를 이용하여 화학적 조성이 요구 조건을 충족하는지 확인합니다.
2.4 용광로에서 나온 용융 철
높은 전류를 공급하여 온도를 용광로 배출 온도까지 빠르게 상승시킨다. 용융철 표면의 슬래그를 긁어낸 후 용융철을 배출하여 구상화 반응 후 흑연 구슬의 수와 용융철의 정화 효과를 확보한다.
3. 구형화 처리
3.1 구형화 장치의 종류
저온 충격값에 미치는 부정적인 영향을 줄이기 위해 특수 저마그네슘 및 저희토류 구상화제와 같이 안정성이 우수한 구상화제를 선택하십시오.
3.2 구상화제 입자 크기 및 첨가량
구상화제의 입자 크기는 특정 범위(3~20mm) 내에서 제어되며, 첨가량은 용융철의 조성 및 용광로 배출 온도와 같은 요인에 따라 조정됩니다.
3.3 구상화용 레이들 요구사항
구상화용 국자의 바닥은 구덩이 형태로 수리되며, 구덩이의 크기와 깊이는 구상화 반응이 원활하게 진행될 수 있도록 적절해야 합니다.
3.4 구상화제 첨가 및 탭핑 방법
구상화제를 국자 바닥의 홈에 넣고 평평하게 한 다음 접종제를 덮고 얇은 강판으로 덮습니다. 구상화 효과를 위해 두드릴 때 구상화제를 직접 치지 않도록 주의하십시오.
4. 예방접종 치료
4.1 접종제 선택
흑연 핵 생성 능력을 향상시키고, 결정립을 미세화하며, 흑연 구슬의 수와 페라이트 함량을 증가시키기 위해 접종 처리 시 적절한 접종제와 첨가량을 선택해야 합니다.
4.2 접종 횟수 및 시기: 접종 효과를 높이기 위해, 특히 주형 제작 과정에서 스트림 접종 기술을 이용하여 여러 차례 접종 처리를 실시하십시오.
접종제의 종류는 주철의 냉각 속도와 흑연 구슬 형성에 영향을 미칩니다. 접종 처리 온도는 접종 효과와 주조 성능에 영향을 미칩니다.
실험을 통해 전처리, 사전 접종, 접종 및 유동 접종 측면에서 용융 철의 품질을 향상시킬 수 있으며, 접종 공정 및 구상화 수에 대한 최적의 해결책을 찾을 수 있음을 확인했습니다.
5. 열처리
저온 어닐링은 내부 응력을 제거하고 구조의 균일성을 향상시켜 저온 충격 인성을 개선하는 데 사용됩니다.
요약하자면, 저온 고충격 연성 주철의 생산 특성은 주로 화학 조성의 선택 및 제어, 제련 공정, 구상화 처리, 접종 처리 및 열처리에서 나타납니다. 이러한 생산 특성들이 종합적으로 작용하여 저온 고충격 연성 주철은 우수한 저온 인성, 고강도 등의 성능 특성을 갖게 됩니다.
