高強(qiáng)韌純鐵素體基體球墨鑄鐵及其制造工藝制造技術(shù)

一種高強(qiáng)韌純鐵素體基體球墨鑄鐵，所含化學(xué)成分及所占比重為：C3.4-3.7份,SI2.3-2.7份，Mn0.3-0.5份，Cr0.4-0.6份,Mo0.2-0.4份,S*0.02份,P*0.04份,Mg*0.08份，Re*0.04份，其余為鐵和雜質(zhì)。這種球磨鑄鐵是應(yīng)用特殊球化處理方式獲取純鐵素體基體球墨鑄鐵的同時(shí)，對(duì)其純鐵素體基體進(jìn)行合理的合金強(qiáng)化，并通過(guò)特定的熱處理工藝消除結(jié)晶過(guò)程內(nèi)部應(yīng)力、改善基體組織形態(tài)，使基體強(qiáng)度可以穩(wěn)定在540MPa以上，韌性也遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)鐵素體基體的球墨鑄鐵。這一材料性能使其在溫度逐漸升高的工況下保持較好強(qiáng)度，保證高熱交變應(yīng)力對(duì)基體的影響，保證有充分的應(yīng)用強(qiáng)度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】一種高強(qiáng)韌純鐵素體基體球墨鑄鐵，所含化學(xué)成分及所占比重為：C3.4-3.7份,SI2.3-2.7份，Mn0.3-0.5份，Cr0.4-0.6份,Mo0.2-0.4份,S*0.02份,P*0.04份,Mg*0.08份，Re*0.04份，其余為鐵和雜質(zhì)。這種球磨鑄鐵是應(yīng)用特殊球化處理方式獲取純鐵素體基體球墨鑄鐵的同時(shí)，對(duì)其純鐵素體基體進(jìn)行合理的合金強(qiáng)化，并通過(guò)特定的熱處理工藝消除結(jié)晶過(guò)程內(nèi)部應(yīng)力、改善基體組織形態(tài)，使基體強(qiáng)度可以穩(wěn)定在540MPa以上，韌性也遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)鐵素體基體的球墨鑄鐵。這一材料性能使其在溫度逐漸升高的工況下保持較好強(qiáng)度，保證高熱交變應(yīng)力對(duì)基體的影響，保證有充分的應(yīng)用強(qiáng)度。【專利說(shuō)明】高強(qiáng)韌純鐵素體基體球墨鑄鐵及其制造工藝
本專利技術(shù)涉及一種高強(qiáng)韌純鐵素體基體的球墨鑄鐵及其制造工藝，屬于鋼鐵鑄造領(lǐng) 域。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)的球墨鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)中有純鐵素體基體的球墨鑄鐵，當(dāng)延伸率達(dá)到15%以上 時(shí)，抗拉強(qiáng)度最高為400Mpa，如果要提高其抗拉強(qiáng)度，則其延伸率損失較大。如基體抗拉強(qiáng) 度到500 Mpa時(shí)，延伸率已經(jīng)降到7%，如QT500-7牌號(hào)球墨鑄鐵。這一基體組織已經(jīng)不是純 鐵素體了，而是珠光體+鐵素體基體。實(shí)驗(yàn)證明，球墨鑄鐵材料在溫度逐漸升高的條件下使 用時(shí)，它的基體強(qiáng)度有一個(gè)隨溫度升高而強(qiáng)度驟然下降的溫度點(diǎn)，稱為強(qiáng)度驟降點(diǎn)。純鐵素 體基體的球墨鑄鐵這一強(qiáng)度驟降點(diǎn)明顯高于混合基體的球墨鑄鐵強(qiáng)度驟降點(diǎn)。也就是說(shuō)， 在相同工況條件下，混合基體球墨鑄鐵工件比純鐵素體基體球墨鑄鐵工件更易出現(xiàn)工件變 形、開(kāi)裂等缺陷。冶金燒結(jié)機(jī)臺(tái)車（QT500-7)在過(guò)燒狀態(tài)下應(yīng)用易出現(xiàn)斷幫、開(kāi)裂等缺陷， 給生產(chǎn)帶來(lái)很大的安全隱患，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，一是提供一種抗拉強(qiáng)度大于540MPa的高強(qiáng) 韌純鐵素體基體的球磨鑄鐵，二是提供這種高強(qiáng)韌純鐵素體基體的球磨鑄鐵的制備工藝。 實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的采用以下技術(shù)方案：一種高強(qiáng)韌純鐵素體基體球墨鑄鐵，所含 化學(xué)成分及各成分所占比重為：C 3. 4-3. 7份，SI 2. 3-2. 7份，Μη 0. 3-0. 5份，CrO. 4-0. 6 份，Μο(λ 2-0. 4 份，S*(X 02 份，Ρ*(λ 04 份，Mg*(X 08 份，Re*(X 04 份，其余為鐵和雜質(zhì)。 該球墨鑄鐵以純鐵素體為基體，然后對(duì)其進(jìn)行合金強(qiáng)化，再通過(guò)熱處理消除其結(jié) 晶過(guò)程產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力；該球墨鑄鐵的所含化學(xué)成分及各成分所占比重為：C 3. 4-3. 7份，SI 2. 3-2. 7 份，Μη 0· 3-0. 5 份，CrO. 4-0. 6 份，Μ〇0· 2-0. 4 份，S*0. 02 份，Ρ*0· 04 份，Mg*0. 08 份，Re*0. 04份，其余為鐵和雜質(zhì)；其制造工藝按照以下步驟進(jìn)行： A. 根據(jù)給定的成分要求給出配料單：回爐料10%，廢鋼15%，高碳鉻鐵0.8%，合金鑰鐵 0· 6%，10# 生鐵 73. 6% ; B. 采用中頻電爐對(duì)上述配料進(jìn)行熔煉，設(shè)定出爐溫度為1490-15KTC ; C. 爐料溶清后扒渣、用光譜儀檢測(cè)原水成分，檢測(cè)結(jié)果不合格的再按要求調(diào)整；檢測(cè) 結(jié)果合格的加大中頻電爐功率，爐溫升至1490-15KTC在鐵水包中加入占需出鐵水總量 0. 2-0. 3%的脫硫劑后出爐； D. 對(duì)出爐后的鐵水進(jìn)行喂絲球化處理，檢驗(yàn)球化率達(dá)到II級(jí)以上時(shí)扒渣，在鐵水上面 均勻撒入孕育劑后靜置，待檢測(cè)其溫度在1410-1420°C之間實(shí)施澆注；連體試棒設(shè)置在鑄 件本體上，澆注、清理工作完成后，將連體試棒切下； E. 對(duì)鑄件和連體試棒同時(shí)進(jìn)行熱處理，處理時(shí)升溫速度為80-100°C /h，待溫度加熱到 860°C時(shí)保溫3小時(shí)，然后再對(duì)其進(jìn)行正火處理； F. 對(duì)熱處理后的連體試棒進(jìn)行機(jī)械性能檢測(cè)，檢測(cè)其抗拉強(qiáng)度及延伸率，并將試棒端 部修磨制樣后檢測(cè)基體組織，其抗拉強(qiáng)度> 540MPa，延伸率> 13%，球化率> 85% ; G. 試棒基體組織檢測(cè)合格后批量生產(chǎn)。 采用中頻電爐進(jìn)行熔煉時(shí)，電爐中物料的加料順序?yàn)椋荷F一回爐料一廢鋼一高 碳鉻鐵和合金鑰鐵。 對(duì)爐料采用專用包芯線進(jìn)行喂絲球化處理，其喂絲量為1. 1%，喂絲速度27m/min。 所述的孕育劑為75SiFe，其加入量為鐵水總量的0. 1-0. 2%，其破碎粒度為 6-10mm〇 與現(xiàn)有的球墨鑄鐵相比，本專利技術(shù)所公開(kāi)的這種球墨鑄鐵，是應(yīng)用特殊球化處理方 式獲取純鐵素體基體球墨鑄鐵的同時(shí)，對(duì)其純鐵素體基體進(jìn)行合理的合金強(qiáng)化，并通過(guò)特 定的熱處理工藝消除結(jié)晶過(guò)程內(nèi)部應(yīng)力、改善基體組織形態(tài)，使基體強(qiáng)度不僅大大提高，而 且還可以穩(wěn)定在540MPa以上，韌性也遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)鐵素體基體的球墨鑄鐵，可以達(dá)到13%以 上。另外，這種球墨鑄鐵的驟降點(diǎn)溫度可以提高50-70°C。這一材料性能使其在溫度逐漸升 高的工況下(如燒結(jié)臺(tái)車體在這一溫度區(qū)域內(nèi)）保持較好強(qiáng)度，保證有足夠剛性，確保足夠 韌性，既保證了臺(tái)車的高熱交變應(yīng)力對(duì)基體的影響，又保證有充分的應(yīng)用強(qiáng)度。 【專利附圖】【附圖說(shuō)明】 圖1為本專利技術(shù)的球磨鑄鐵和普通球磨鑄鐵在相同環(huán)境下，溫度對(duì)其抗拉強(qiáng)度影響 程度的對(duì)照曲線圖。 圖2為本專利技術(shù)的球磨鑄鐵和普通球磨鑄鐵在相同環(huán)境下，溫度對(duì)其延伸率影響程 度的對(duì)照曲線圖。 其中：曲線1為本專利技術(shù)的高強(qiáng)韌球鐵；曲線2為普通球墨鑄鐵。 圖3為喂絲球化處理后的鐵水的金相圖。 圖4為本專利技術(shù)所公開(kāi)的球磨鑄鐵的金相組織圖。 【具體實(shí)施方式】 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步說(shuō)明。 本專利技術(shù)所公開(kāi)的這種高強(qiáng)韌純鐵素體基體球墨鑄鐵，其特征在于，該球墨鑄鐵 的所含化學(xué)成分及各成分所占比重為：C 3.4-3. 7份，SI 2. 3-2. 7份，Μη 0.3-0. 5份， CrO. 4-0. 6 份，Μ〇0· 2-0. 4 份，S*0. 02 份，Ρ*0· 04 份，Mg*0. 08 份，Re*0. 04 份，其余為鐵和 雜質(zhì)。這種球墨鑄鐵以純鐵素體為基體，然后對(duì)其進(jìn)行合金強(qiáng)化，再通過(guò)熱處理消除其結(jié)晶 過(guò)程產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。這一材料性能使其在溫度逐漸升高的工況下(如燒結(jié)臺(tái)車體在這一溫 度區(qū)域內(nèi)）保持較好強(qiáng)度，保證有足夠剛性，確保足夠韌性，既保證了臺(tái)車的高熱交變應(yīng)力 對(duì)基體的影響，又保證有充分的應(yīng)用強(qiáng)度，見(jiàn)附圖1-2。 一般情況下，其各種化學(xué)成分按照重量百分比來(lái)確定，即C 3. 4-3.7%，SI 2. 3-2. 7%, Μη 0. 3-0. 5%, CrO. 4-0. 6%, M〇0. 2-0. 4%, S*0. 02%, P*0. 04%, Mg*0. 08%, Re*0. 04%, 其余為鐵和雜質(zhì)。 本專利技術(shù)所公開(kāi)的這種基體為純鐵素體的球磨主體的制造工藝按照以下步驟進(jìn) 行： A.根據(jù)給定的成分要求，按各種需配元素的成分的中線（即中間值)給出精確的原料配 料單：回爐料10%，廢鋼15%，高碳鉻鐵0. 8%，合金鑰鐵0. 6%，10#生鐵73. 6% ;其中的高碳鉻 鐵和合金鑰鐵中的成分含量符合國(guó)家鋼鐵冶煉行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)范本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高強(qiáng)韌純鐵素體基體球墨鑄鐵，其特征在于，該球墨鑄鐵的所含化學(xué)成分及各成分所占比重為：C?3.4?3.7份,SI?2.3?2.7份，Mn?0.3?0.5份，Cr0.4?0.6份,Mo0.2?0.4份,S*0.02份,P*0.04份,Mg*0.08份，Re*0.04份，其余為鐵和雜質(zhì)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宮恩學(xué)，王勝軍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：唐山大隆機(jī)械制造有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：河北;13