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第十一期 球墨铸铁

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        王遵明是我国球墨铸铁的研究、开发应用的开拓者和播种者之一,被赞为“中国球墨王”。世界著名的苏联冶金学家瓦中柯在《球墨铸铁》专著中给予王遵明高度评价。日本冶金学界也把他的名字写入60年代出版的《世界名人录》。

1952年夏天。早早地,东山招待所走出一位年近半百的教授。他将要授课的地点距离招待,有往返1小时的步程,他带上了饭盒。餐后也不休息,继续伏案备课。

他就是后来被誉为“中国球墨铸铁的开拓者和播种者”、时任清华大学机械系教授的王遵明。这个假期,他应东北局之邀来开办“球墨铸铁研究班”。

研究班的安排是上午讲课,下午现场实践。每次下车间,每一道工序,王遵明都会详细向学员演示,并讲解如此操作的原因和潜在的危险。有时,要将铜镁合金用钟罩压入高温铁水包,即使白天也会发出耀眼的白光,常常铁水飞溅,围观者都不免惊心动魄,惟恐烫伤。王遵明演示完毕,汗水已湿透了工作服。

理论与实践相结合,历来是王遵明努力的方向。早在1949年春,他便在清华大学的实验室里试验过各种各样的合金做球化剂:铜镁、镍镁、铅镁、锑镁、锌镁……结果,他试验出了多种有效的球化元素,还有在铁水中的处理工艺,以此获得球状石墨铸铁。

王遵明的研究并不仅仅是拘于象牙塔中的理想。他结合我国的国情,选用八二和七三铜镁合金作球化剂。可惜,当时对球墨铸铁研究成功的消息并未在报章、杂志上报导,也未向外界透露。有一年多的时间,外人不知晓这项研究。

球墨铸铁是一种具有优良机械性能的灰口铸铁。一般在浇注之前,在铁液中加入少量球化剂(通常为镁、稀土镁合金或含铈的稀土合金)和孕育剂(通常为硅铁),使铁水凝固后形成球状石墨。

和普通铸铁相比,由于球墨铸铁中的石墨呈球状,表面积与体积之比最小,应力集中现象不明显,所以铸铁的强度和韧性比其他铸铁高,有时可代替铸钢和可锻铸铁(malleablecastiron)。

较强的抗氧化生长性、耐蚀性以及切削加工性能,而线收缩率和热裂倾向又小……由于这一系列较高的综合机械性能,球墨铸铁被广泛应用,比如内燃机曲轴、汽车离合器和底盘零件、某些机床主轴、农业机具中的犁铧、通用机械中的阀体、液压元件……等等各种机械零件,

1947年,时任英国铸铁学会(BCIRA)研究主管的英国人H·莫罗(HentonMorrogh)发现,在过共晶灰口铸铁中附加铈,使其含量在0.02wt%以上时,石墨呈球状——这是人类首次研制成功球墨铸铁。

将混合稀土金属加入高硅、高碳和低硫的高温铁水中,然后再用硅铁或硅钙进行孕育处理,就会获得球墨铸铁。但碍于当时稀土金属的昂贵,对铁水成分的限制又太严,球墨铸铁未能在工业上得到应用。

直到1948年美国A.P.Ganganebin等人研究指出,在铸铁中添加镁,随后用硅铁孕育,当残余镁量大于0.04wt%时,就会得到球状石墨。从此,球墨铸铁开始了大规模工业生产。

时间倒流至10年前。1937年,王遵明还在美国麻省理工学院读博士,在撰写“铝硅合金球化”博士论文的时候,他便根据铁碳合金与铝硅合金的相似性,做出预言:加入碱金属或其化合物,可能使铸铁中的石墨球化。[详细]

什么是铸铁?   什么是球墨铸铁?   王遵明人物简历   王遵明语录

  含碳量在2.1%以上的铁碳合金称为铸铁。铸铁中的主要元素除铁、碳以外还有硅、锰等元素。它是将铸造生铁(有时有炼钢生铁)重新回炉熔化,并加进铁合金、废钢、回炉铁调整成分而得到的。

 

  球墨铸铁是将灰口铸铁经过球化和孕育处理后得到的高性能铸铁,析出的石墨呈球状故称为球墨铸铁。球墨铸铁的塑性和韧性相对于普通铸铁都得到了大幅度提高,故而可以在一些范围“以铁代钢”。

 

 

王遵明-1913年5月14日 出生于江西省南昌市。
1930—1935年 北京清华大学土木系、物理系获理学学士学位。
1935—1936年 清华大学物理系助教。
1936—1939年 美国麻省理工学院冶金系研究生,获MIT冶金博士学位。
1938—1939年 MIT研究助教及NirtralloyCorporation助理冶金师。
1939—1940年 在美国工厂实习。
1941—1946年 清华大学金属研究所及西南联合大学教授,兼任滇北矿务局顾问工程师。
1946—1988年 清华大学教授。
1988年5月12日 逝世于北京。

 

  他经常教育学生:祖国需要科学,科学需要祖国。一个真正的科学工作者,只有把他的事业与祖国命运连在一起,才能成为一个名副其实的科学家。

 

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