CN1026339C - 铸态贝氏体高强度灰口铸铁 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铸态贝氏体高强度铸铁及其铸造方法，属合金材料领域。本发明选用适当的合金化和孕育方法，改变化学配比，可在铸态下获得贝氏体组织的灰口铸铁，而使其主要性能获得大幅度提高，特别是强度性能可达到相当程度，而同时又保持普通灰口铸铁的优良性能。本发明工艺简单、节约能源、成本低，提供了一种性能良好的新合金材料。
Description
本发明涉及合金材料领域。
灰口铸铁广泛用于机械、汽车、工程领域，现有灰口铸铁铸态组织为铁素体或珠光体，或两者之混合+片状石墨，其生产简便，工艺成品率高、成本低，具有一系列优良的铸造性能和较高的机械性能，但由于片状石墨的存在，使其机械性能（特别是强度性能）受限;目前多用孕育法及合金化来使之组织细化（较高弥散度的珠光体或索氏体+细片状石墨）来提高强度性能，但其金属基体没有发生根本性变化，其性能只能到一定程度（σb＝200～400N/mm2，σw＝450～600N/mm2）;采用等温淬火工艺可改变其金属基体结构，获得具有贝氏体组织的金属基体组织，使其性能大幅度提高，但该法耗能、耗时、劳动强度大，蠕墨铸铁和球墨铸铁虽有良好的机械（强度）性能，但其蠕化、球化过程繁杂，特别是蠕化的技术要求很高，质量很难稳定。
经检索世界专利，没有发现有铸态下具有贝氏体基体组织的灰口铸铁报道。
本发明的目的是：选用适当的合金化和孕育方法，改变其化
学成份，在细化石墨的同时，不需繁杂的热处理过程，在铸态下获得具有贝氏体组织的灰口铸铁，使其各项性能大幅度提高，同时又保持普通灰口铁的优良性能，并兼有蠕墨和球墨铸铁的某些优点。
本发明的技术内容是：铸态贝氏体高强度灰口铸铁，铸态组织由金属基体和细片状石墨、碳化物组成，其特殊之处在于其金属基体为贝氏体和少量残余奥氏体，碳化物为少量孤立的岛状碳化物;其化学配比为：C3.0-3.3%，Si1.9-2.4%，Mn0.5-0.9%，S＜0.1%，P＜0.1%，Cr0.2-0.8%，Mo0.2-0.8%，Ni0.5-1.0%，RE0.005-0.025%，Ca0.01-0.023%，余量为Fe。
本发明的铸态贝氏体高强度灰口铸铁的铸造方法的特点在于：铸造工艺工程及参数为：原料入炉→铁水基本化清时加入合金→过热到1480～1500℃铁水出炉并进行第一次孕育→1400～1430℃干模浇注并进行第二次孕育。
本发明采用多次孕育和合金化处理，改变了化学成份和组织结构，获得铸态贝氏体的灰口铸铁，由于贝氏体的较高的综合机械性能，使得铸态贝氏体铸铁的主要性能指标大幅度提高（σb＝402N/mm2，σw＝804N/mm2，HRC＝27）;超过新国标的最高牌号HT350灰铸铁性能，同时又保持了普通灰口
铸铁的主要性能、兼有蠕墨铸铁和球墨铸铁的某些优点，具有高强度和优良的耐磨、耐热、耐腐蚀性能，省去了繁杂的热处理、蠕化、球化过程，因而具有性能好、省工、省时、节约能源、工艺简单、成本低的优点。
附图为本发明铸态金相图。
下面说明本发明的一个实施例：
采用100KW、10Kg可控硅中频电炉。
用料为：易门生铁、本溪生铁、碳钢废料、75硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、金属镍、稀土、硅钙合金。
工艺过程及参数为：
原料入炉→铁水基本化清时加入合金→过热到1480℃铁水出炉并进行第一次孕育→1430℃干模浇注并进行第二次孕育。
化学配比为：C3.3%，Si2.4%，Mn0.9%，S0.1%，P0.1%，Cr0.8%，Ni1.0%，Mo0.8%，RE0.015，Ca0.02%，余量为Fe。
力学性能测量采用φ30mm抗弯试样，在云南省下关汽车修理四厂、云南内燃机厂、云南省轻机厂测试，结果为σb＝402.73N/mm2，σw＝804.29N/mm2，HRC＝27。
金相分析采用XJG-05型大型卧式金相显微镜，从金相照片
（附图）上，可清晰辨认其铸态组织为：贝氏体+少量残余奥氏体+少量孤立岛状碳化物+细片状石墨。
Claims (1)
1、一种铸态贝氏体高强度灰口铸铁，铸态组织由贝氏体和少量残余奥氏体的金属基体、细片状石墨和少量孤立岛状碳化物组成，其特征在于化学成分为：C3.0-3.3%，Si1.9-2.4%，S＜0.1%，P＜0.1%，Cr0.2-0.8%，Mo0.2-0.8%，Ni0.5-1.0%，Mn0.5-0.9%，RE0.005-0.025%，Ca0.01-0.023%，余量为Fe。
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