不同Ni、Si含量对低温球墨铸铁组织和性能的影响

风电主机的升级换代对轮毂铸件使用的低温球墨铸铁抗低温冲击性能提出了更高要求。通过优化低温球墨铸铁QT400-18AL成分,研究不同Ni、Si含量对低温球墨铸铁组织和性能的影响,来选取能达到力学性能要求的镍和硅含量。试验表明,镍可以提高球墨铸铁的强度、硬度,但会降低其塑性;硅可以提高球墨铸铁的伸长率,但也会降低其强度和硬度;综上,当控制ω(Ni)0.6%、ω(Si)2.0%的添加量时,可获得低温球墨铸铁最佳的力学性能。

非标牌号QT700-10风电球墨铸铁的性能探索

对非标牌号QT700-10在风电行业的应用以及力学性能进行探索研究,提出铸态下抗拉强度≥650 MPa,屈服强度≥400 MPa,伸长率≥6%,硬度200~260 HB;珠光体体积分数50%~85%,石墨球大小4~7级,球化率≥85%的材料性能指标,通过浇注250 mm×250 mm×250 mm试块+强制冷却工艺进行性能检测试验。最后指出:(1)在D型附铸试块中,随着铜加入量的增加,抗拉强度、屈服强度和硬度都有明显的上升趋势,伸长率在强冷条件下相对稳定可靠,可达到QT700-10的要求;(2)铜在混合基体中是非常好的合金元素,可细化石墨,提高淬透性,改善铸件断面组织与性能的均匀性。

钇基重稀土球化剂在高硅固溶风电厚大断面主轴铸件上的应用

介绍了高硅固溶工艺在厚大断面球铁上的应用优势和不足,描述了钇基重稀土球化剂在生产高硅固溶风电厚大断面主轴铸件上的试验过程,以及其生产条件、方法、铸造工艺、熔炼工艺的选择与控制。通过对风电主轴化学成分、附铸试块力学性能和本体金相检测和分析,发现应用钇基重稀土球化剂加上合理严格的生产工艺设计和管控措施,可以实现应用高硅固溶工艺生产厚大断面风电主轴铸件。

大型风电球墨铸铁轮毂的质量控制

大型风电大断面球墨铸铁轮毂易产生石墨球粗大、石墨球数量减少、石墨漂浮、石墨球畸变、缩孔、缩松、浮渣等缺陷,结合国内外大断面球墨铸铁件生产情况,总结出了一系列大型风电球墨铸铁轮毂生产过程中的质量控制措施,并从原辅材料的选择,铁液化学成分的控制,合适的球化和孕育处理以及微量合金元素适当的添加等方面论述了厚大断面球墨铸铁轮毂生产中应采取的质量控制措施及工艺参数。应用这些措施,生产出了各项性能指标合格的风电轮毂。两年内生产4种共400件风电轮毂,轮毂合格率达96%以上。

镍和硅对低温高韧性球墨铸铁耐蚀性能的影响

通过模拟海水静态全浸腐蚀试验,研究了镍和硅对低温高韧性球墨铸铁的耐蚀性能的影响。结果表明:在硅量一定时,腐蚀速率随镍量的增加而降低;在镍量一定时,腐蚀速率随硅量的增加而降低。在所设计的成分范围内,低温高韧性球墨铸铁的腐蚀速率都小于0.1 g.m-2.h-1,属于1级耐蚀等级。当Si量为2.46%,Ni量为1.74%时,在3.5%NaCl腐蚀液中的腐蚀速率最低为0.042 86 g.m-2.h-1。

低牌号球墨铸铁风冷强化工艺的试验研究

研究了风冷热处理对低牌号球墨铸铁(QT450-10)组织和性能的影响。利用对比法和网格法对珠光体组织进行了定量分析,并测试了风冷前后球墨铸铁的力学性能,分析了球墨铸铁风冷强化的微观机制。结果表明,QT450-10球铁经风冷强化以后,其内部组织由原来85%的铁素体基体转变成90%以上的珠光体,且经测量的珠光体片层间距仅为0.45μm,这种细珠光体的片层结构是导致球墨铸铁的抗拉强度由原来的495 MPa增至905 MPa的主要原因。

风电箱体铸件气孔缺陷的解决方法

球墨铸铁箱体铸件是风力发电机组中较关键的部件。在下箱体铸件的实际生产中发现因气孔缺陷引起的渗油或漏油造成大量铸件报废。通过对该铸件的铸造工艺进行分析研究,发现造成气孔缺陷的主要原因是因为树脂砂的发气量大,型芯的排气不顺畅所致。通过改进铸造工艺,在型芯中增加排气孔,保证了型芯之间的排气道在浇注过程中和浇注完成后始终畅通,从而基本消除了气孔缺陷。同时,加强生产过程管理,严格执行箱体铸件涂料涂刷的工艺要求和树脂固化剂加入量的规定,对消除气孔也起到关键性作用。

风电底座球铁铸件力学性能与金相组织的研究

对比分析了QT400-18AL风电球墨铸铁件底座的本体以及附铸试块的力学性能、金相组织,结果表明:珠光体以及夹杂物的存在对铸件本体力学性能有不利影响,使本体性能与附铸试块相比存在很大的差异,需要对生产过程作严格的质量控制;珠光体体积分数越高,低温冲击值及其伸长率越低;石墨球直径越小,石墨分布越均匀,低温冲击值、伸长率以及抗拉强度越高;石墨球数增加,低温冲击值以及伸长率呈增加的趋势。

中速大功率柴油机球铁曲轴的研究

较详细地介绍了3680kW(5000马力)16V240ZJE型柴油机球铁曲轴的由来和发展,具体结构设计和主要技术性能参数及有关计算分析,曲轴实物的试验、台架试验和实际运用情况,以及与国内外同类柴油机曲轴技术水平对比,从中可以看出该球铁曲轴完全具有自主知识产权,是具有中国特色的豪诺技术产品,达到了国际先进水平,其中某些重要特性指标处于世界领先地位。

1.5MW风机主轴轴承架残余应力的测量及分析

用"盲孔法"对1.5 MW风机主轴轴承架铸态、粗加工态和时效处理前后的残余应力进行了测量。测试结果表明:铸态下的平均残余应力为116.2 MPa;粗加工后平均残余应力水平增长了58.17%;人工时效处理后残余应力平均消除率为37.8%;振动时效处理后应力平均消除率为27.6%。振动时效后残余应力的均匀性比人工时效好。

镍和硅复合添加对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响

采用1.2%～1.8%的镍对低温球墨铸铁进行合金化,同时加入2.0%～2.5%Si,并采用石墨化两阶段退火或低温石墨化退火工艺进行热处理。结果表明,热处理后材料的微观组织由铁素体、球状石墨和极少珠光体组成。当Si量为2.01%,Ni量为1.2%时,-20℃和-40℃的低温冲击功AKV都最高,分别达到16.3 J和13.6 J,同时抗拉强度大于400 MPa,伸长率高达23%。因此,要获得低温高韧性球墨铸铁,即保证不降低材料低温冲击功的前提下,提高其抗拉强度,应该选择合理的镍、硅含量,其中Ni量不超过1.5%,Si量在1.9%和2.3%之间。

耐低温冲击风电球铁铸件生产工艺要点

简述了风电类耐低温冲击球铁件的发展趋势。以生产QT350-22AL轴承座为例,介绍耐低温冲击球铁件的工艺要点,包括:(1)生产中必须选择高纯生铁,原材料中Si、Mn、S、P含量越少越好;(2)球化剂选用REMgSiFe合金,孕育剂必须具有较强的抗衰退能力,并进行2次孕育;(3)采取适当的措施降低铸件冷却速度,加强球化率在线检测;(4)通过热处理保证基体为全铁素体,以满足低温冲击韧性的要求。

风电铸件球墨铸铁材料的发展现状与趋势

风电铸件球墨铸铁材料在风能行业中具有重要地位,其发展现状与趋势备受关注。球墨铸铁作为一种高强度、高韧性、耐腐蚀的材料,已经成为风电铸件的首选之一,其具有可铸性好、可加工性强以及良好的综合力学性能。影响风电铸件球墨铸铁材料性能的因素众多,本文总结了风电用球墨铸铁件的发展现状及生产中存在的主要问题,并着重分析了化学成分、微量元素和球化孕育法对风电用球墨铸铁材料组织与性能的影响,最后对风电用球墨铸铁件所面临的挑战与发展方向进行了展望。

双联熔炼工艺在风电铸件生产中的应用

介绍了风电铸件的发展动态,为了适应风电铸件的发展,满足风电铸件的技术要求,对比分析了不同熔炼工艺生产风电球墨铸铁件的优缺点。在此基础上,结合风电铸件生产实践,探索了冲天炉-电炉双联熔炼工艺,得到了力学性能优良、球化率及球化等级较高的风电铸件,获得了明显优于感应电炉熔炼得到的铸件性能。

风电装备整机与铸件生产的现状及展望

介绍了全球风力发电的发展形势,我国风电装备基本情况及风电装备对铸件的要求。并指出了建设风电铸造工厂的一些注意事项。

大型风电球墨铸铁轮毂铸造工艺CAD系统的研究与开发

基于UG6.0平台,以UG/OpenAPI与VC++6.0为开发工具,结合ODBC技术,并利用参数化设计方法开发适用于大型风电球墨铸铁轮毂的铸造工艺CAD系统。系统主要功能包括冒口系统设计,浇注系统设计,冷铁系统设计及铸造工艺参数设计,并根据工厂实际生产情况设计相应的辅助功能系统。

大型风电球墨铸铁件超声波检测技术研究

介绍了超声波检测大型风电球墨铸铁件缺陷的经验,指出球墨铸铁件超声检测缺陷漏检或误判的重要原因之一是由反射波信号确定缺陷大小、形状和性质时存在较大偏差所致。对引起缺陷的原因和探伤方法的合理选用进行了全面深入的探讨,对探伤中比较突出的问题进行了系统的分析。叙述了A型脉冲反射技术和不同缺陷性质的异同点,定义了缺陷性质与波形的特点。根据欧洲标准EN 12680-3:2012,参考射线检测和逐层解剖检测结果,对大型球墨铸铁件缺陷超声检测的准确性进行了评定。

风电球墨铸铁件生产技术及最新发展

介绍了大型风力发电机组用风电球铁铸件的通用技术要求及随着轻量化和低成本发展要求出现的新变化;总结了风电球铁铸件的化学成分控制范围、铸造工艺特点和常见质量问题;认为生产风电球铁铸件的主要技术难点是既要满足综合力学性能要求,又要减少缩松和表面夹渣,以达到超声波检测和磁粉检测的等级要求;指出采用优化的熔炼工艺、炉前处理工艺和造型工艺,选用优质原材料,是完全能够达到产品的通用技术质量要求和特殊要求的。

大型风电主轴球铁铸件的生产工艺和质量控制

介绍了质量为16 t、壁厚达200 mm的球墨铸铁风电主轴铸件的生产工艺和质量控制实践工作。为防止产生铸造缺陷和满足高疲劳强度及低温韧性要求,采取了如下措施:(1)选择化学成分为w(C)3.5%～3.7%、w(Si)2.0%～2.2%、w(Mn)<0.3%、w(P)<0.04%、w(S)<0.015%、w(RE)0.02%～0.03%、w(Mg)0.050%～0.070%,并添加w(Ni)0.5%～1.0%,以提高低温韧性;(2)采用呋喃树脂砂和高刚度砂箱造型,并采用冷铁强化铸件凝固;(3)采用带过滤网的底注开放式浇注系统,同时借助Procast模拟软件优化铸造工艺设计;(4)采用喂线法进行球化处理,浇注时进行随流孕育处理。检查铸件的结果显示:各项力学性能均达到了EN-GJS-400-18LT材料标准的要求,而且UT探伤未发现3级以上的铸造缺陷。

大型风电海机铸件的树脂砂质量控制

介绍了5 MW风电大型海机底座的铸件结构、技术要求、浇注系统及工装设计,阐述了呋喃树脂砂的使用规范及质量控制重点,包括:树脂砂参数的控制、再生砂的控制、流量精准度的控制、新砂的加入以及树脂砂的混制过程。得出以下结论:树脂砂的质量波动对于铸件的质量好坏有重大影响,虽然现在有较先进的设备与技术支持,但仍然需要规范制度、细分责任、加强控制。为保证型砂质量及其稳定性,在型砂质量管控过程中,不仅要做好型砂参数控制,还要抓好现场管理。