CN103088251B - 一种球墨铸铁及其热处理方法 - Google Patents

一种球墨铸铁及其热处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103088251B
CN103088251B CN201310035701.4A CN201310035701A CN103088251B CN 103088251 B CN103088251 B CN 103088251B CN 201310035701 A CN201310035701 A CN 201310035701A CN 103088251 B CN103088251 B CN 103088251B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cast iron
spheroidal graphite
graphite cast
treating method
heat treating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310035701.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103088251A (zh
Inventor
李林
郑开宏
余德忠
高萌
王娟
蔡畅
周楠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Diesel Machinery Foundry Co ltd
Institute of New Materials of Guangdong Academy of Sciences
Original Assignee
GUANGDONG DIESEL MACHINERY FOUNDRY Co Ltd
Guangzhou Research Institute of Non Ferrous Metals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GUANGDONG DIESEL MACHINERY FOUNDRY Co Ltd, Guangzhou Research Institute of Non Ferrous Metals filed Critical GUANGDONG DIESEL MACHINERY FOUNDRY Co Ltd
Priority to CN201310035701.4A priority Critical patent/CN103088251B/zh
Publication of CN103088251A publication Critical patent/CN103088251A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103088251B publication Critical patent/CN103088251B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

一种球墨铸铁及其热处理方法。按质量百分含量计的组分如下：C:3.50~3.90；Si:2.30~2.50；Mn≤0.50；P≤0.03；S≤0.018；Mg≤0.036；RE:0.02~0.04；Cu:0.50~0.80；Mo:0.30~0.40；Sn:0.03~0.05；余量Fe。所述的球墨铸铁的热处理方法为等温淬火热处理：升温至550℃，保温1小时，再升温至880~900℃，保温2.5~3.5h，在小于10秒钟的时间内出炉，置于350±2℃的45%KNO3:55%NaNO3混合熔盐盐浴内，保温2~3h，出炉后空冷至室温。本发明的球墨铸铁是一种抗拉强度、延伸率和硬度优良的球墨铸铁，是一种不使用亚硝酸盐盐浴的污染小、节约成本的球墨铸铁的热处理方法。

Description

一种球墨铸铁及其热处理方法
技术领域
本发明涉及一种合金及其热处理方法，特别涉及一种球墨铸铁及其热处理方法。
背景技术
近年来，随着人们对球墨铸铁材料的认识逐渐深入，铁素体、珠光体、铁素体+珠光体球墨铸铁材料以其优良的力学性能和物理性能，已经在公共交通、农业机械、矿山机械等领域逐步代替了传统的合金钢、铸钢等。但是随着机械功率和服役工况的进一步提升，人们对结构零件的性能要求越来越高，即希望能在保证高强度的同时，且具有高韧性的球墨铸铁材料。目前，通过改变基体组织的铁素体和珠光体比例，能够提高球墨铸铁材料的抗拉强度，但是同时却降低了延伸率，不能满足实际需要。
CN201110129613.1公开了一种砂型铸造等温淬火球墨铸铁载重汽车前轴的制造方法。其球墨铸铁的成分为：C:3.45~3.80，Si:1.90~2.10，Mn≤0.30，P≤0.035，S≤0.020，Ni:1.00~1.50，Mo:0.28~0.30，Cu:0.70~0.90，Mg:0.03~0.06，RE:0.01~0.03；抗拉强度≥1000MPa，屈服强度≥700MPa，≥5%，布氏硬度(HB)310~380，该球墨铸铁在热处理前经过喷丸处理强化，其中等温淬火热处理工艺参数为：奥氏体化加热：880~920℃，保温2h；等温淬火处理：330~350℃，保温1.5h。虽然上述方案显著提高了球墨铸铁性能，但是，增加了喷丸处理工序，不利于成本降低。
等温淬火球墨铸铁使用的亚硝酸盐盐浴对人体有害，不适合大范围工
业生产。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种抗拉强度、延伸率和硬度优良的球墨铸铁和提供一种污染小、节约成本的球墨铸铁的热处理方法。
本发明所述的球墨铸铁按质量百分含量计的组分如下：C:3.50~3.90；Si:2.30~2.50、Mn≤0.50、P≤0.03、S≤0.018、Mg≤0.036、RE:0.02~0.04、Cu:0.50~0.80、Mo:0.30~0.40、Sn:0.03~0.05、余量Fe。
本发明所述的球墨铸铁的优选组分为：C:3.71、Si:2.34、Mn:0.35、P:0.021、S:0.009、Mg:0.036、RE:0.034、Cu:0.60、Mo:0.34、Sn:0.042、余量Fe。
本发明所述的球墨铸铁的热处理方法为等温淬火热处理：升温至550℃，保温1小时，再升温至880~900℃，保温2.5~3.5h，在小于10秒钟的时间内出炉，置于350±2℃的45%KNO3:55%NaNO3混合熔盐盐浴内，保温2~3h，出炉后空冷至室温。
碳促进石墨化，利于球化，但是碳过高时，会产生石墨漂浮，故碳含量控制在3.50~3.90。
硅可以增加基体铁素体含量，能固溶于铁素体，强烈促进石墨化，抑制碳化物的形成，改善材料的塑性和韧性，但是含硅量过高，会增加了低温脆性，反而降低了韧性，故硅量以2.30~2.50为宜。
锰能提高淬透性，但是强烈阻碍石墨化。容易在最后凝固的晶界上产生偏析，形成含锰渗碳体，严重影响材料的塑韧性，故选择Mn≤0.50。
磷会沿晶界析出磷共晶，使基体组织硬而脆，而硫消耗球化元素和干扰球化，故要求P≤0.03，S≤0.018。
镁和混合稀土RE是主要的球化元素。残留量过大，白口倾向加大，球铁中易产生碳化物。因此要控制镁和其他球化元素的残留量，以Mg≤0.036，RE0.02~0.04为宜。
铜有助于贝氏体化，而且可以缓和由于钼的加入引起的偏析。但过高的铜因其易于在晶界析出，反而降低，冲击韧性和强度。另外，与钼配合，可以明显提高抗弯强度，故铜控制在0.50~0.80为宜。
钼能够强化基体，细化晶粒，均匀组织，并且提高淬透性效果显著。但是含钼量过多时偏析程度高，偏析于晶界或者晶内且难以消除，降低塑性和韧性，钼量选择在0.30~0.40。
单独加锡没有很大效果，与铜、锰配合时能够显著促进贝氏体化，而且不易产生偏析，所得球墨铸铁性能较好，锡量控制在0.03~0.05。
本发明采用等温淬火的热处理方法，等温淬火温度350±2℃，处于上贝氏体和下贝氏体的临界温度，平衡了两种组织性能的优缺点，从而能使淬火球铁达到较好的综合力学性能。所得等温淬火后球墨铸铁的基体组织为上贝氏体+下贝氏体+残余奥氏体。力学性能检测结果为：抗拉强度≥1000MPa，延伸率≥7%，HB≥280。与铁素体-珠光体球墨铸铁部分性能比较见表2。可见，本发明的球墨铸铁是一种抗拉强度、延伸率和硬度优良的球墨铸铁；是一种不使用亚硝酸盐盐浴的污染小、节约成本的球墨铸铁的热处理方法。
具体实施方式
本发明采用生铁加废钢的熔炼工艺，中频感应电炉加热，包内冲入工艺球化，所选的球化剂为VNA-60P，加入量为1%，炉前及包中孕育工艺孕育，所选的孕育剂为VI-370，加入量为0.4%，用树脂砂型铸造，浇注温度1350℃，浇注时间控制在30秒制备球墨铸铁铸件。实施例与铁素体-珠光体球墨铸铁的成分比较见表1。
实施例1
各成分质量百分含量：C:3.71、Si:2.34、Mn:0.35、P:0.021、S:0.009、
Mg:0.036、RE:0.034、Cu:0.60、Mo:0.3、Sn:0.042、余量Fe。
实施例2
各成分质量百分含量：C:3.54、i:2.38、n:0.30、P:0.025、S:0.015、Mg:0.033、RE:0.030；Cu:0.55、Mo:0.30、Sn:0.036、余量Fe。
实施例3
将实施例1的球墨铸铁铸件等温淬火进行热处理：升温至550℃，保温1小时，再升温至890℃，保温时间3h；45%KNO3:55%NaNO3混合熔盐盐浴内的等温淬火温度350±2℃，等温保温时间2.5h；出炉后空冷至室温。测得力学性能为抗拉强度1120MPa，延伸率8.2%，HB331。
实施例4
将实施例2的球墨铸铁铸件等温淬火进行热处理：升温至550℃保温1小时，再升温至885℃，保温时间2.5h；45%KNO3:55%NaNO3混合熔盐盐浴内的等温淬火温度350±2℃，等温保温时间2h，出炉后空冷至室温。测得力学性能为抗拉强度1099MPa，延伸率8.5%，HB297。
表1实施例与铁素体-珠光体球墨铸铁的成分比较
表2实施例与铁素体-珠光体球墨铸铁的性能比较
注：测试标准：抗拉强度、延伸率：GB/T228.1-2010；HB：GB/T231.1-2009。

Claims (3)

1.一种球墨铸铁，其特征是按质量百分含量计的组分如下：C:3.50~3.90；Si:2.30~2.50；Mn≤0.50；P≤0.03；S≤0.018；Mg≤0.036；RE:0.02~0.04；Cu:0.50~0.80；Mo:0.30~0.40；Sn:0.03~0.05；余量Fe；所述的球墨铸铁的热处理方法是等温淬火热处理：升温至550℃，保温1小时，再升温至880~900℃，保温2.5~3.5h，在小于10秒钟的时间内出炉，置于350±2℃的45%KNO3:55%NaNO3混合熔盐盐浴内，保温2~3h，出炉后空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的球墨铸铁，其特征是按质量百分含量计的组分如下：C:3.71；Si:2.34；Mn:0.35；P:0.021；S:0.009；Mg:0.036；RE:0.034；Cu:0.60；Mo:0.34；Sn:0.042；余量Fe。
3.如权利要求1所述的球墨铸铁的热处理方法，其特征是等温淬火热处理：升温至550℃，保温1小时，再升温至880~900℃，保温2.5~3.5h，在小于10秒钟的时间内出炉，置于350±2℃的45%KNO3:55%NaNO3混合熔盐盐浴内，保温2~3h，出炉后空冷至室温。
CN201310035701.4A 2013-01-30 2013-01-30 一种球墨铸铁及其热处理方法 Active CN103088251B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310035701.4A CN103088251B (zh) 2013-01-30 2013-01-30 一种球墨铸铁及其热处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310035701.4A CN103088251B (zh) 2013-01-30 2013-01-30 一种球墨铸铁及其热处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103088251A CN103088251A (zh) 2013-05-08
CN103088251B true CN103088251B (zh) 2016-04-20

Family

ID=48201375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310035701.4A Active CN103088251B (zh) 2013-01-30 2013-01-30 一种球墨铸铁及其热处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103088251B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103352163B (zh) * 2013-08-01 2016-01-13 中原内配集团股份有限公司 一种离心铸造生产的双相铸铁缸套
CN103614612B (zh) * 2013-12-06 2015-07-01 郑州机械研究所 高强度高弹性模量低应力铸态球墨铸铁的制造方法
CN105112770A (zh) * 2015-09-02 2015-12-02 常州大学 一种高强度高压油缸球铁铸件
CN108588545B (zh) * 2018-03-19 2019-09-13 河北硕凯铸造有限公司 一种ggg70l球墨铸铁及其制备方法
CN110157871A (zh) * 2019-06-28 2019-08-23 含山县兴达球墨铸铁厂 一种球墨铸铁磨球淬火工艺方法
CN112251579B (zh) * 2020-10-22 2022-06-17 安徽工业大学 一种降低珠光体基灰铸铁淬火残余奥氏体的方法
CN113462955B (zh) * 2021-06-30 2022-05-03 东风商用车有限公司 一种高强度高韧性等温淬火球铁材料及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1506486A (zh) * 2002-12-10 2004-06-23 徐振然 高强度合金球墨铸铁曲轴新材料及生产方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5923844A (ja) * 1982-07-31 1984-02-07 Kubota Ltd 複合シリンダ−ライナ−
CN1506485A (zh) * 2002-12-10 2004-06-23 徐振然 高强度合金球墨铸铁曲轴新材料及其生产方法
CN101982554A (zh) * 2010-08-30 2011-03-02 浙江太阳股份有限公司 一种曲轴用铜锑合金球铁材料及其制备方法
CN102409220B (zh) * 2011-11-25 2013-04-17 西安工业大学 高强韧蠕墨铸铁

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1506486A (zh) * 2002-12-10 2004-06-23 徐振然 高强度合金球墨铸铁曲轴新材料及生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103088251A (zh) 2013-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103088251B (zh) 一种球墨铸铁及其热处理方法
CN101660097B (zh) 高硼高铬低碳耐磨合金钢及其制备方法
CN100434558C (zh) 一种含颗粒状硼化物的高硼铸钢及其制备方法
CN103352161B (zh) 一种应用于石油工业的泵壳、泵座、叶轮或泵盖球铁铸件及其铸造工艺
CN103498107A (zh) 耐高温高硼高铬低碳耐磨合金钢及其制备方法
CN104775065A (zh) 一种高强韧耐磨球铁摇臂及其制备方法
CN103602878B (zh) 高强韧球墨铸铁制备方法
CN103572166A (zh) 具有良好红硬性的含硼高速钢及其制备方法
CN105506440A (zh) 一种高强度高延展性球墨铸铁卷筒及其制备方法
CN108315633B (zh) 一种高导热高强度灰铸铁及其制备方法
CN103498108A (zh) 具有良好红硬性的高硼高铬低碳耐磨合金钢及其制备方法
CN102517490A (zh) 一种铸态贝氏体蠕墨铸铁气缸套及其制备方法
CN105441782A (zh) 一种球铁铸件及其制造方法
CN104164616A (zh) 一种高韧性高耐磨的cadi球墨铸铁衬板
CN103882283A (zh) 船舶发动机气缸套材质及其制造方法
EP2775002A1 (en) Spline hub for clutch and manufacturing method thereof
CN104694827B (zh) 一种高强度耐磨铸造中碳钢及其制备方法
CN104233048A (zh) 一种转向桥用铸态高强高韧球铁合金及其制备方法
CN105838972A (zh) 一种含碳化物的奥氏体球墨铸铁及其制备方法
CN107435117A (zh) 一种破碎型铁素体加珠光体结构的高强韧球墨铸铁及其生产方法
CN102234734B (zh) 改进型合金球铁轧辊生产工艺
CN105331874B (zh) 一种球墨铸铁铸造齿轮
CN104294184B (zh) Mn-Si-B奥贝耐磨铸钢及其制备方法
CN105154760A (zh) 一种货车轮毂用球墨铸铁材料及其制备方法
CN109402492B (zh) 一种含碳化物球墨铸铁铁水的炉外处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: 510651 Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, No. 363, No.

Applicant after: GUANGZHOU Research Institute OF NON FERROUS METALS

Applicant after: GUANGDONG DIESEL MACHINERY FOUNDRY Co.,Ltd.

Address before: 510651 Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, No. 363, No.

Applicant before: GUANGZHOU Research Institute OF NON FERROUS METALS

Applicant before: GUANGDONG DIESEL MACHINERY FOUNDRY Co.,Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170321

Address after: 510651 Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, No. 363, No.

Patentee after: Guangdong Institute Of Materials And Processing

Patentee after: GUANGDONG DIESEL MACHINERY FOUNDRY Co.,Ltd.

Address before: 510651 Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, No. 363, No.

Patentee before: GUANGZHOU Research Institute OF NON FERROUS METALS

Patentee before: GUANGDONG DIESEL MACHINERY FOUNDRY Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230629

Address after: 510651 No. 363, Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District

Patentee after: Institute of new materials, Guangdong Academy of Sciences

Patentee after: GUANGDONG DIESEL MACHINERY FOUNDRY Co.,Ltd.

Address before: 510651 No. 363, Changxin Road, Guangzhou, Guangdong, Tianhe District

Patentee before: Guangdong Institute Of Materials And Processing

Patentee before: GUANGDONG DIESEL MACHINERY FOUNDRY Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right