CN105886692B - ‑70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺 - Google Patents

‑70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN105886692B
CN105886692B CN201610261678.4A CN201610261678A CN105886692B CN 105886692 B CN105886692 B CN 105886692B CN 201610261678 A CN201610261678 A CN 201610261678A CN 105886692 B CN105886692 B CN 105886692B
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron
molten iron
ultralow
spheroidal graphite
cast
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
CN201610261678.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105886692A (zh
Inventor
苗昕旺
李国栋
张晓军
李翠英
张雪梅
韩庆利
赵文学
伊泽建
王树峰
高崇彧
孙明
高宝文
孙海清
马宇
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.)
Jinzhou Czech Railway Mechanical Ltd By Share Ltd
Original Assignee
Jinzhou Czech Railway Mechanical Ltd By Share Ltd
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 Jinzhou Czech Railway Mechanical Ltd By Share Ltd filed Critical Jinzhou Czech Railway Mechanical Ltd By Share Ltd
Priority to CN201610261678.4A priority Critical patent/CN105886692B/zh
Publication of CN105886692A publication Critical patent/CN105886692A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105886692B publication Critical patent/CN105886692B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
    • C21C1/105—Nodularising additive agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/08—Making cast-iron alloys
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

一种‑70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，以生铁、废钢、镍、硅铁、增碳剂，或生铁、回炉料、废钢、镍、增碳剂作为铁水冶炼原料，放入在中频炉进行冶炼，得到合格铁水，加入增碳剂进行预孕育，并出炉；对球化处理包进行烤包作业，装入球化剂、孕育剂和铁屑，保温，将铁水冲入球化处理包中，当球化处理包中冲入铁水的量占铁水总质量2/3时，加入孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后进行浇注，在浇注的同时加入随流孕育剂进行随流孕育，得到超低温高韧性球墨铸铁。优点是：工艺简单，操作容易。制得的‑70℃超低温高韧性球墨铸铁拉伸强度为400MPa以上、在‑70℃下冲击性能为12J以上。

Description

-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺。
背景技术
超低温高韧性球墨铸铁具有优良的耐超低温机械性能，特别是塑性和韧性，主要应用于寒冷地区的重要设备部件上，如风电的变速箱、轮毅、底座、铁路及地铁配件。
目前，国内外超低温高韧性球墨铸铁耐超低温温度一般为-20℃和-40℃，如QT350-22AL标准和QT400-18AL标准中分别规定材料的-40℃和-20℃超低温冲击性能为12J以上。随着高铁列车运行向更低气温区域拓展，-70℃超低温高韧性球墨铸铁被提出来，要求其-70℃的超超低温下拉伸强度为400MPa以上，冲击性能为12J以上。由于对性能要求较高，-70℃超低温高韧性球墨铸铁生产工艺的相关报道很少。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在-70℃的超超低温下拉伸强度为400MPa以上、冲击性能为12J以上的-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺。
本发明的技术解决方案是：
一种-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其具体步骤是：
(1)配料
称取铁水冶炼原料：
铁水冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：生铁70％-73.5％，废钢25％-28.5％，Ni0.71％-0.9％，硅铁0.3％-0.35％，增碳剂0.4％-0.5％；
或铁水冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：生铁45％-55％，-70℃超低温高韧性球墨铸铁回炉料25％-35％，废钢18％-20％，增碳剂0.4％-0.5％；Ni 0.71％-0.9％；
(2)冶炼铁水
将铁水冶炼原料放入在中频炉进行冶炼，当冶炼温度达到1510℃-1530℃时，取样检测冶炼得到的铁水成分，根据取样检测结果，进行成分调整，使铁水中的C的质量含量为3.5％-3.9％、Si的质量含量为0.6％-0.8％、Ni的质量含量为0.71％-0.9％，得到合格铁水，加入占铁水总质量0.08％-0.12％的增碳剂进行预孕育，并出炉；
(3)、球化处理包的烤包处理
装料前，对球化处理包进行烤包作业，烤包温度为400℃-450℃；
(4)、球化处理
向球化处理包装入占铁水总质量1.0％-1.3％的球化剂、占铁水总质量0.4％的孕育剂、占铁水总质量1％的铁屑，在400℃-450℃保温1h，将步骤(2)中的铁水冲入球化处理包中，当球化处理包中冲入铁水的量占铁水总质量2/3时，加入占铁水总质量0.4％孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；
两次加入的所述孕育剂为硅钙钡孕育剂；
(5)、浇注处理
铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后进行浇注，在浇注的同时加入随流孕育剂进行随流孕育，所述随流孕育剂为硫氧孕育剂，其中，随流孕育剂的加入量占铁水总质量的0.1％，完成浇注；
(6)、热处理
将浇注完成后的铸铁冷却后进行退火热处理，退火温度为900℃，退火时间为3小时，退火处理后进行炉冷至580℃，然后空冷，得到超低温高韧性球墨铸铁。
所述生铁为高纯生铁，其中成分质量百分含量的要求如下：
C Si Mn P S Ti
≥4.0 ≤0.4 ≤0.10 ≤0.025 ≤0.02 ≤0.03
生铁中微量元素质量百分含量的要求如下：
所述废钢为碳素钢，其中成分质量百分含量的要求如下：
C Si Mn P S
≤0.3 ≤0.2 ≤0.3 ≤0.02 ≤0.015
。
所述的球化剂为埃肯5800球化剂，其中成分质量百分含量如下：
Si Mg Re Ca Al
44-48 5.55-6.15 0.85-1.15 0.80-1.20 1.0max
。
所述硅铁的牌号按GB2272-87标准的FeSi75-B和FeSi75-C。
所述增碳剂为高温石墨化增碳剂，其中，C的质量含量≥99.5％，N和S的质量含量合计≤0.05％。
所述孕育剂为埃肯钙钡孕育剂，牌号为BARINOC，其粒度为3mm-8mm；所述随流孕育剂为埃肯硫氧孕育剂，其粒度为0.2mm-0.7mm。
步骤(2)成分调整为C的质量含量为3.5％-3.8％、Si的质量含量为0.6％-0.8％、Ni的质量含量为0.71％-0.9％，
浇注时，整个浇注完成时间≤10min。
浇注时，浇注温度为1380℃-1440℃。
本发明的有益效果是：
工艺简单，操作容易。通过减少球墨铸铁中硅元素的含量，降低超低温冲击温度，通过加入镍，提高抗拉强度，解决硅元素含量降低导致的抗拉强度减低的问题。并且冶炼铁水时，在出铁前，加入增碳剂的同时进行出炉，使增碳剂不能变成碳原子，而是以碳原子微晶的形式存在，形成多个单独的晶核，从而增加球铁中的石墨球数。因此，制得的超低温高韧性球墨铸铁在-70℃下也具有优异的塑性和韧性，其-70℃的超超低温下拉伸强度为400MPa以上、冲击性能为12J以上。
附图说明
图1是本发明实施例1的未经腐蚀的100倍金相图；
图2是本发明实施例2的未经腐蚀的100倍金相图；
图3是本发明实施例4的未腐蚀的100倍金相图；
图4是本发明实施例3的腐蚀后的100倍金相图；
图5是本发明实施例5的腐蚀后的100倍金相图；
图6是本发明实施例6的腐蚀后的100倍金相图；
图7是本发明实施例1的拉伸性能力变形曲线；
图8是本发明实施例2的拉伸性能力变形曲线；
图9是本发明实施例3的拉伸性能力变形曲线。
具体实施方式
本发明合格铁水标准要求按下表执行：
表1合格铁水标准要求
实施例1
(1)配料
称取铁水冶炼原料：
铁水冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：生铁70.04％，废钢28.5％，Ni0.71％，硅铁0.35％，增碳剂0.4％；
a.生铁为高纯生铁，其中成分质量百分含量如下：
C Si Mn P S Ti
≥4.0 ≤0.4 ≤0.10 ≤0.025 ≤0.02 ≤0.03
生铁中微量元素质量百分含量如下：
余量为铁；
b.废钢为碳素钢，其中成分质量百分含量如下：
C Si Mn P S
≤0.3 ≤0.2 ≤0.3 ≤0.02 ≤0.015
余量为铁；
c.硅铁的牌号按GB2272-87标准的FeSi75-B；
(2)冶炼铁水
将铁水冶炼原料放入在中频炉进行冶炼，当冶炼温度达到1510℃时，取样检测冶炼得到的铁水成分，得到合格铁水，加入占铁水总质量0.08％的增碳剂进行预孕育，并出炉；
d.步骤(1)和步骤(2)增碳剂牌号SQ-ZT-09，济南圣泉产，为石墨化增碳剂，其中，C的质量含量≥99.5％，N和S的质量含量合计≤0.05％；
(3)、球化处理包的烤包处理
装料前，对球化处理包进行烤包作业，烤包温度为400℃；
(4)、球化处理
向球化处理包装入占铁水总质量1.0％的球化剂、占铁水总质量0.4％的孕育剂、占铁水总质量1％的铁屑，在400℃-450℃保温1h，将步骤(2)中的铁水冲入球化处理包中，当球化处理包中冲入铁水的量占铁水总质量2/3时，加入占铁水总质量0.4％孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余1/3铁水；
e.球化剂为埃肯5800球化剂，其中成分质量百分含量如下：
Si Mg Re Ca Al
44-48 5.55-6.15 0.85-1.15 0.80-1.20 1.0max
f.两次加入的孕育剂为埃肯钙钡孕育剂，粒度3-8mm(BARINOC)，其中成分质量百分含量如下：
Si(％) Ca(％) Ba(％) Al(％)
72-78 1.0-1.2 2.0-3.0 1.5max
g.随流孕育剂为埃肯硫氧孕育剂，粒度0.2-0.7mm。其中成分质量百分含量如下：
Si％ Ca％ Ce％ Al％ (S+O)％
70-76 0.75-1.25 1.5-2 0.75-1.25 1max
(5)、浇注处理
铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后在1380℃-1440℃下进行浇注，在浇注的同时加入随流孕育剂进行随流孕育，随流孕育剂的加入量占铁水总质量的0.1％，整个浇注完成时间≤10min，完成浇注；
(6)、热处理
将浇注完成后的铸铁冷却后进行退火热处理，退火温度为900℃，退火时间为3小时，退火处理后进行炉冷至580℃，然后空冷，得到超低温高韧性球墨铸铁。
球墨铸铁金相＿石墨大小和评定[GB/T 9441-2009]，评定结果为：
评定级别：3级:(球化率＝84.92％)；
7级:石墨颗粒真实平均直径＝0.0247㎜，石墨球数(个/平方毫米)＝211。
实施例2
(1)配料
称取铁水冶炼原料：
铁水冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：生铁73.3％，废钢25％，Ni0.9％，硅铁0.3％，增碳剂0.5％；
a.生铁为高纯生铁，其中成分质量百分含量如下：
生铁中微量元素质量百分含量如下：
余量为铁；
b.废钢为碳素钢，其中成分质量百分含量如下：
C Si Mn P S
≤0.3 ≤0.2 ≤0.3 ≤0.02 ≤0.015
余量为铁；
c.硅铁的牌号按GB2272-87标准的FeSi75-C；
(2)冶炼铁水
将铁水冶炼原料放入在中频炉进行冶炼，当冶炼温度达到1530℃时，取样检测冶炼得到的铁水成分，得到合格铁水，加入占铁水总质量0.12％的增碳剂进行预孕育，并出炉；
d.步骤(1)和步骤(2)增碳剂牌号SQ-ZT-09，济南圣泉产，为石墨化增碳剂，其中，C的质量含量≥99.5％，N和S的质量含量合计≤0.05％；
(3)、球化处理包的烤包处理
装料前，对球化处理包进行烤包作业，烤包温度为450℃；
(4)、球化处理
向球化处理包装入占铁水总质量1.3％的球化剂、占铁水总质量0.4％的孕育剂、占铁水总质量1％的铁屑，在400℃-450℃保温1h，将步骤(2)中的铁水冲入球化处理包中，当球化处理包中冲入铁水的量占铁水总质量2/3时，加入占铁水总质量0.4％孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；
e.球化剂为埃肯5800球化剂，其中成分质量百分含量如下：
Si Mg Re Ca Al
44-48 5.55-6.15 0.85-1.15 0.80-1.20 1.0max
f.两次加入的孕育剂为埃肯钙钡孕育剂，粒度3-8mm(BARINOC)，其中成分质量百分含量如下：
Si(％) Ca(％) Ba(％) Al(％)
72-78 1.0-1.2 2.0-3.0 1.5max
g.随流孕育剂为埃肯硫氧孕育剂，粒度0.2-0.7mm，其中成分质量百分含量如下：
Si％ Ca％ Ce％ Al％ (S+O)％
70-76 0.75-1.25 1.5-2 0.75-1.25 1max
(5)、浇注处理
铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后在1380℃-1440℃下进行浇注，在浇注的同时加入随流孕育剂进行随流孕育，随流孕育剂的加入量占铁水总质量的0.1％，整个浇注完成时间≤10min，完成浇注；
(6)、热处理
将浇注完成后的铸铁冷却后进行退火热处理，退火温度为900℃，退火时间为3小时，退火处理后进行炉冷至580℃，然后空冷，得到超低温高韧性球墨铸铁。
球墨铸铁金相＿石墨大小和评定[GB/T 9441-2009]，评定结果为：
评定级别：3级:(球化率＝89.86％)；
7级:石墨颗粒真实平均直径＝0.0225㎜，石墨球数(个/平方毫米)＝247。
实施例3
(1)配料
称取铁水冶炼原料：
铁水冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：生铁72％，废钢26.3％，Ni0.8％，硅铁0.4％，增碳剂0.5％；
a.生铁为高纯生铁，其中成分质量百分含量如下：
C Si Mn P S Ti
≥4.0 ≤0.4 ≤0.10 ≤0.025 ≤0.02 ≤0.03
生铁中微量元素质量百分含量如下：
余量为铁；
b.废钢为碳素钢，其中成分质量百分含量如下：
C Si Mn P S
≤0.3 ≤0.2 ≤0.3 ≤0.02 ≤0.015
余量为铁；
c.硅铁的牌号按GB2272-87标准的FeSi75-B；
(2)冶炼铁水
将铁水冶炼原料放入在中频炉进行冶炼，当冶炼温度达到1520℃时，取样检测冶炼得到的铁水成分，得到合格铁水，加入占铁水总质量0.10％的增碳剂进行预孕育，并出炉；
d.步骤(1)和步骤(2)增碳剂牌号SQ-ZT-09，济南圣泉产，为石墨化增碳剂，其中，C的质量含量≥99.5％，N和S的质量含量合计≤0.05％；
(3)、球化处理包的烤包处理
装料前，对球化处理包进行烤包作业，烤包温度为420℃；
(4)、球化处理
向球化处理包装入占铁水总质量1.2％的球化剂、占铁水总质量0.4％的孕育剂、占铁水总质量1％的铁屑，在400℃-450℃保温1h，将步骤(2)中的铁水冲入球化处理包中，当球化处理包中冲入铁水的量占铁水总质量2/3时，加入占铁水总质量0.4％孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；
e.球化剂为埃肯5800球化剂，其中成分质量百分含量如下：
Si Mg Re Ca Al
44-48 5.55-6.15 0.85-1.15 0.80-1.20 1.0max
f.两次加入的孕育剂为埃肯钙钡孕育剂，粒度3-8mm(BARINOC)，其中成分质量百分含量如下：
Si(％) Ca(％) Ba(％) Al(％)
72-78 1.0-1.2 2.0-3.0 1.5max
g.随流孕育剂为埃肯硫氧孕育剂，粒度0.2-0.7mm，其中成分质量百分含量如下：
Si％ Ca％ Ce％ Al％ (S+O)％
70-76 0.75-1.25 1.5-2 0.75-1.25 1max
(5)、浇注处理
铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后在1380℃-1440℃下进行浇注，在浇注的同时加入随流孕育剂进行随流孕育，随流孕育剂的加入量占铁水总质量的0.1％，整个浇注完成时间≤10min，完成浇注；
(6)、热处理
将浇注完成后的铸铁冷却后进行退火热处理，退火温度为900℃，退火时间为3小时，退火处理后进行炉冷至580℃，然后空冷，得到超低温高韧性球墨铸铁。
球墨铸铁金相＿石墨大小和评定[GB/T 9441-2009]，评定结果为：
评定级别：3级:(球化率＝85.44％)；
7级:石墨颗粒真实平均直径＝0.0236㎜，石墨球数(个/平方毫米)＝225；
铁素体量为100％。
表2本发明实施例1-实施例3冲击功检验结果
实施例4
(1)配料
称取铁水冶炼原料：
铁水冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：生铁45.89％，实施例1生产的-70℃超低温高韧性球墨铸铁回炉料35％，废钢18％，Ni 0.71％，增碳剂0.4％；
a.生铁为高纯生铁，其中成分质量百分含量的要求如下：
C Si Mn P S Ti
≥4.0 ≤0.4 ≤0.10 ≤0.025 ≤0.02 ≤0.03
生铁中微量元素质量百分含量的要求如下：
余量为铁；
b.废钢为碳素钢，其中成分质量百分含量的要求如下：
C Si Mn P S
≤0.3 ≤0.2 ≤0.3 ≤0.02 ≤0.015
余量为铁；
(2)冶炼铁水
将铁水冶炼原料放入在中频炉进行冶炼，当冶炼温度达到1510℃时，取样检测冶炼得到的铁水，根据取样检测结果，进行成分调整，得到合格铁水，加入占铁水总质量0.08％的增碳剂进行预孕育，并出炉；
c.步骤(1)和步骤(2)增碳剂牌号SQ-ZT-09，济南圣泉产，为石墨化增碳剂，其中，C的质量含量≥99.5％，N和S的质量含量合计≤0.05％；
(3)、球化处理包的烤包处理
装料前，对球化处理包进行烤包作业，烤包温度为400℃；
(4)、球化处理
向球化处理包装入占铁水总质量1.0％的球化剂、占铁水总质量0.4％的孕育剂、占铁水总质量1％的铁屑，在400℃-450℃保温1h，将步骤(2)中的铁水冲入球化处理包中，当球化处理包中冲入铁水的量占铁水总质量2/3时，加入占铁水总质量0.4％孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；
d.球化剂为埃肯5800球化剂，其中成分质量百分含量如下：
Si Mg Re Ca Al
44-48 5.55-6.15 0.85-1.15 0.80-1.20 1.0max
e.两次加入的孕育剂为埃肯钙钡孕育剂，粒度3-8mm(BARINOC)，其中成分质量百分含量如下：
Si(％) Ca(％) Ba(％) Al(％)
72-78 1.0-1.2 2.0-3.0 1.5max
f.随流孕育剂为埃肯硫氧孕育剂，粒度0.2-0.7mm，其中成分质量百分含量如下：
Si％ Ca％ Ce％ Al％ (S+O)％
70-76 0.75-1.25 1.5-2 0.75-1.25 1max
(5)、浇注处理
铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后在1380℃-1440℃下进行浇注，在浇注的同时加入随流孕育剂进行随流孕育，随流孕育剂的加入量占铁水总质量的0.1％，整个浇注完成时间≤10min，完成浇注；
(6)、热处理
将浇注完成后的铸铁冷却后进行退火热处理，退火温度为900℃，退火时间为3小时，退火处理后进行炉冷至580℃，然后空冷，得到超低温高韧性球墨铸铁。
球墨铸铁金相＿石墨大小和评定[GB/T 9441-2009]，评定结果为：
评定级别：3级:(球化率＝88.93％)；
7级:石墨颗粒真实平均直径＝0.0241㎜，石墨球数(个/平方毫米)＝272。
实施例5
(1)配料
称取铁水冶炼原料：
铁水冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：生铁54.2％，实施例1生产的-70℃超低温高韧性球墨铸铁回炉料25％，废钢19.4％，Ni 0.9％，增碳剂0.5％；
a.生铁为高纯生铁，其中成分质量百分含量的要求如下：
C Si Mn P S Ti
≥4.0 ≤0.4 ≤0.10 ≤0.025 ≤0.02 ≤0.03
生铁中微量元素质量百分含量的要求如下：
余量为铁；
b.废钢为碳素钢，其中成分质量百分含量的要求如下：
C Si Mn P S
≤0.3 ≤0.2 ≤0.3 ≤0.02 ≤0.015
余量为铁；
(2)冶炼铁水
将铁水冶炼原料放入在中频炉进行冶炼，当冶炼温度达到1530℃时，取样检测冶炼得到的铁水成分，根据取样检测结果，进行成分调整，得到合格铁水，加入占铁水总质量0.12％的增碳剂进行预孕育，并出炉；
c.步骤(1)和步骤(2)增碳剂牌号SQ-ZT-09，济南圣泉产，为石墨化增碳剂，其中，C的质量含量≥99.5％，N和S的质量含量合计≤0.05％；
(3)、球化处理包的烤包处理
装料前，对球化处理包进行烤包作业，烤包温度为450℃；
(4)、球化处理
向球化处理包装入占铁水总质量1.3％的球化剂、占铁水总质量0.4％的孕育剂、占铁水总质量1％的铁屑，在400℃-450℃保温1h，将步骤(2)中的铁水冲入球化处理包中，当球化处理包中冲入铁水的量占铁水总质量2/3时，加入占铁水总质量0.4％孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；
d.球化剂为埃肯5800球化剂，其中成分质量百分含量如下：
Si Mg Re Ca Al
44-48 5.55-6.15 0.85-1.15 0.80-1.20 1.0max
e.两次加入的孕育剂为埃肯钙钡孕育剂，粒度3-8mm(BARINOC)，其中成分质量百分含量如下：
Si(％) Ca(％) Ba(％) Al(％)
72-78 1.0-1.2 2.0-3.0 1.5max
f.随流孕育剂为埃肯硫氧孕育剂，粒度0.2-0.7mm，其中成分质量百分含量如下：
Si％ Ca％ Ce％ Al％ (S+O)％
70-76 0.75-1.25 1.5-2 0.75-1.25 1max
(5)、浇注处理
铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后在1380℃-1440℃下进行浇注，在浇注的同时加入随流孕育剂进行随流孕育，随流孕育剂的加入量占铁水总质量的0.1％，整个浇注完成时间≤10min，完成浇注；
(6)、热处理
将浇注完成后的铸铁冷却后进行退火热处理，退火温度为900℃，退火时间为3小时，退火处理后进行炉冷至580℃，然后空冷，得到超低温高韧性球墨铸铁。
球墨铸铁金相＿石墨大小和评定[GB/T 9441-2009]，评定结果为：
评定级别：3级:(球化率＝87.27％)；
7级:石墨颗粒真实平均直径＝0.0229㎜，石墨球数(个/平方毫米)＝266；
铁素体量为100％。
实施例6
(1)配料
称取铁水冶炼原料：
铁水冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：生铁50％，实施例1生产的-70℃超低温高韧性球墨铸铁回炉料30％，废钢18.8％，Ni 0.8％，增碳剂0.4％；
a.生铁为高纯生铁，其中成分质量百分含量的要求如下：
C Si Mn P S Ti
≥4.0 ≤0.4 ≤0.10 ≤0.025 ≤0.02 ≤0.03
生铁中微量元素质量百分含量的要求如下：
余量为铁；
b.废钢为碳素钢，其中成分质量百分含量的要求如下：
C Si Mn P S
≤0.3 ≤0.2 ≤0.3 ≤0.02 ≤0.015
余量为铁；
(2)冶炼铁水
将铁水冶炼原料放入在中频炉进行冶炼，当冶炼温度达到1520℃时，取样检测冶炼得到的铁水成分，根据取样检测结果，进行成分调整，得到合格铁水，加入占铁水总质量0.09％的增碳剂进行预孕育，并出炉；
c.步骤(1)和步骤(2)增碳剂牌号SQ-ZT-09，济南圣泉产，为石墨化增碳剂，其中，C的质量含量≥99.5％，N和S的质量含量合计≤0.05％；
(3)、球化处理包的烤包处理
装料前，对球化处理包进行烤包作业，烤包温度为430℃；
(4)、球化处理
向球化处理包装入占铁水总质量1.1％的球化剂、占铁水总质量0.4％的孕育剂、占铁水总质量1％的铁屑，在400℃-450℃保温1h，将步骤(2)中的铁水冲入球化处理包中，当球化处理包中冲入铁水的量占铁水总质量2/3时，加入占铁水总质量0.4％孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；
d.球化剂为埃肯5800球化剂，其中成分质量百分含量如下：
Si Mg Re Ca Al
44-48 5.55-6.15 0.85-1.15 0.80-1.20 1.0max
e.两次加入的孕育剂为埃肯钙钡孕育剂，粒度3-8mm(BARINOC)，其中成分质量百分含量如下：
Si(％) Ca(％) Ba(％) Al(％)
72-78 1.0-1.2 2.0-3.0 1.5max
f.随流孕育剂为埃肯硫氧孕育剂，粒度0.2-0.7mm，其中成分质量百分含量如下：
Si％ Ca％ Ce％ Al％ (S+O)％
70-76 0.75-1.25 1.5-2 0.75-1.25 1max
(5)、浇注处理
铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后在1380℃-1440℃下进行浇注，在浇注的同时加入随流孕育剂进行随流孕育，随流孕育剂的加入量占铁水总质量的0.1％，整个浇注完成时间≤10min，完成浇注
(6)、热处理
将浇注完成后的铸铁冷却后进行退火热处理，退火温度为900℃，退火时间为3小时，退火处理后进行炉冷至580℃，然后空冷，得到超低温高韧性球墨铸铁。
球墨铸铁金相＿石墨大小和评定[GB/T 9441-2009]，评定结果为：
评定级别：3级:(球化率＝86.22％)；
7级:石墨颗粒真实平均直径＝0.0221㎜，石墨球数(个/平方毫米)＝261；
铁素体量为100％。
表3本发明实施例4-实施例6冲击功检验结果
将本发明实施例1-实施例6制成规格为Φ10的样件，进行拉伸性能试验，试验标准为GB/T228-2002，标距为50nm，测试温度为22℃，试验结果如表4所示：
表4拉伸性能试验表
表5本发明实施例1-实施例6制备的-70℃超低温高韧性球墨铸铁中成分表
注：余量为铁。
由表2和表3可以看出，本发明实施例1-实施例6生产的超低温高韧性球墨铸铁在-70℃的冲击性能为12J以上，冲击性能符合-70℃超低温高韧性球墨铸铁的产品标准要求，并优于国家同类产品。由表4可以看出，本发明实施例1-实施例6生产的超低温高韧性球墨铸铁拉伸强度均＞400MPa，拉伸强度指标符合高韧性球墨铸铁的产品标准要求。
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：具体步骤是：
(1)配料
称取铁水冶炼原料：
铁水冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：生铁70％-73.5％，废钢25％-28.5％，Ni0.71％-0.9％，硅铁0.3％-0.35％和增碳剂0.4％-0.5％；
或铁水冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：生铁45％-55％，-70℃超低温高韧性球墨铸铁回炉料25％-35％，废钢18％-20％，Ni 0.71％-0.9％和增碳剂0.4％-0.5％；
(2)冶炼铁水
将铁水冶炼原料放入在中频炉进行冶炼，当冶炼温度达到1510℃-1530℃时，取样检测冶炼得到的铁水成分，根据取样检测结果，进行成分调整，使铁水中的C的质量含量为3.5％-3.9％、Si的质量含量为0.6％-0.8％、Ni的质量含量为0.71％-0.9％，得到合格铁水，加入占铁水总质量0.08％-0.12％的增碳剂进行预孕育，并出炉；
(3)、球化处理包的烤包处理
装料前，对球化处理包进行烤包作业，烤包温度为400℃-450℃；
(4)、球化处理
向球化处理包装入占铁水总质量1.0％-1.3％的球化剂、占铁水总质量0.4％的孕育剂和占铁水总质量1％的铁屑，在400℃-450℃保温1h，将步骤(2)中的铁水冲入球化处理包中，当球化处理包中冲入铁水的量占铁水总质量2/3时，加入占铁水总质量0.4％孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；
两次加入的所述孕育剂为硅钙钡孕育剂；
(5)、浇注处理
铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后进行浇注，在浇注的同时加入随流孕育剂进行随流孕育，所述随流孕育剂为硫氧孕育剂，其中，随流孕育剂的加入量占铁水总质量的0.1％，完成浇注；
(6)、热处理
将浇注完成后的铸铁冷却后进行退火热处理，退火温度为900℃，退火时间为3小时，退火处理后进行炉冷至580℃，然后空冷，得到-70℃超低温高韧性球墨铸铁；
-70℃超低温高韧性球墨铸铁中C质量含量3.5％-3.8％，Si质量含量1.6％-2.0％，Mn的质量含量≤0.15％，P的质量含量≤0.025％，Mg的质量含量为0.03％-0.045％，RE的质量含量＜0.01％，Ni的质量含量为0.71％-0.9％，S的质量含量为0.006％-0.015％。
2.根据权利要求1所述的-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：所述生铁为高纯生铁，其成分质量百分含量的要求如下：
C Si Mn P S Ti ≥4.0 ≤0.4 ≤0.10 ≤0.025 ≤0.02 ≤0.03
生铁中微量元素质量百分含量的要求如下：
3.根据权利要求1所述的-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：所述废钢为碳素钢，其成分质量百分含量的要求如下：
4.根据权利要求1所述的-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：
所述的球化剂为埃肯5800球化剂，其中成分质量百分含量如下：
5.根据权利要求1所述的-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：所述硅铁的牌号按GB2272-87标准的FeSi75-B或FeSi75-C。
6.根据权利要求1所述的-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：所述增碳剂为高温石墨化增碳剂，其中，C的质量含量≥99.5％，N和S的质量含量合计≤0.05％。
7.根据权利要求1所述的-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：所述孕育剂为埃肯钙钡孕育剂，牌号为BARINOC，其粒度为3mm-8mm；所述随流孕育剂为埃肯硫氧孕育剂，其粒度为0.2mm-0.7mm。
8.根据权利要求1所述的-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：浇注时，整个浇注完成时间≤10min。
9.根据权利要求1所述的-70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：浇注时，浇注温度为1380℃-1440℃。
CN201610261678.4A 2016-04-22 2016-04-22 ‑70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺 Active CN105886692B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610261678.4A CN105886692B (zh) 2016-04-22 2016-04-22 ‑70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610261678.4A CN105886692B (zh) 2016-04-22 2016-04-22 ‑70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105886692A CN105886692A (zh) 2016-08-24
CN105886692B true CN105886692B (zh) 2017-09-12

Family

ID=56705349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610261678.4A Active CN105886692B (zh) 2016-04-22 2016-04-22 ‑70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105886692B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108950369B (zh) * 2018-07-16 2019-11-08 佛山市高明康得球铁有限公司 一种变速器壳体用球墨铸铁的制备方法
CN108950368B (zh) * 2018-07-16 2019-11-08 佛山市高明康得球铁有限公司 一种变速器壳体用球墨铸铁
CN108624806B (zh) * 2018-07-16 2019-11-08 佛山市高明康得球铁有限公司 一种高强度高韧性的球墨铸铁的制备方法
CN109097670B (zh) * 2018-07-16 2019-11-08 佛山市高明康得球铁有限公司 一种高强度高韧性的球墨铸铁
CN110129661A (zh) * 2019-05-30 2019-08-16 锦州捷通铁路机械股份有限公司 高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺
CN111187973B (zh) * 2020-03-02 2021-11-23 锦州捷通铁路机械股份有限公司 一种高伸长率RuT400蠕墨铸铁及其生产工艺
CN111321267A (zh) * 2020-04-29 2020-06-23 锦州捷通铁路机械股份有限公司 -40℃低温冲击韧性球墨铸铁的铸态生产工艺
CN112281050A (zh) * 2020-10-29 2021-01-29 溧阳市新力机械铸造有限公司 一种新型抗低温的工程机械电机车桥工艺
CN113084096B (zh) * 2021-04-12 2022-06-24 江苏精棱铸锻股份有限公司 风力发电机桨叶轮毂的制造方法
CN114058935A (zh) * 2021-08-03 2022-02-18 常州市大华环宇机械制造有限公司 一种超低温铁素体球墨铸铁及其制备方法
CN114182055A (zh) * 2021-12-13 2022-03-15 东港市辽成机械有限公司 球墨铸铁件的生产方法及采用该方法制得的球墨铸铁件
CN114657307B (zh) * 2022-04-18 2023-08-22 宜宾普什联动科技有限公司 -50℃低温冲击韧性球墨铸铁的生产工艺
CN114836676B (zh) * 2022-04-26 2023-07-04 保定市东利机械制造股份有限公司 一种搪瓷炉架用高铬废钢生产配方和工艺方法
CN116043099A (zh) * 2023-01-18 2023-05-02 株洲九方铸造股份有限公司 轨道交通用超低温球墨铸铁及其生产工艺

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102864269A (zh) * 2012-10-17 2013-01-09 齐齐哈尔市精铸良铸造有限责任公司 一种耐低温耐腐蚀风电球墨铸铁的制备方法
CN103556036A (zh) * 2013-10-30 2014-02-05 青岛良力精铸有限公司 一种耐低温高韧性球墨铸铁的制备方法
CN104988382B (zh) * 2015-07-31 2017-09-19 中国北车集团大连机车车辆有限公司 具有超低温高冲击韧性的球墨铸铁齿轮箱及其制造方法
CN105256220A (zh) * 2015-09-22 2016-01-20 山东汇丰铸造科技股份有限公司 一种低温高韧性球墨铸铁卷筒及其制备方法
CN105420592A (zh) * 2015-11-20 2016-03-23 日月重工股份有限公司 耐低温球墨铸铁件及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105886692A (zh) 2016-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105886692B (zh) ‑70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺
CN110129661A (zh) 高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺
CN104846265B (zh) 一种超低温奥氏体耐磨球铁材质及其制备方法
CN102690986B (zh) 一种中薄壁铸态无镍低温球墨铸铁熔炼方法
CN105483508B (zh) 铁道车辆制动盘用合金蠕墨铸铁及其熔炼方法
CN103320680B (zh) 一种球墨铸铁及其制备方法
CN106011610A (zh) 一种高强度球墨铸铁qt900-6及其制备方法
CN107058883B (zh) 一种高速列车制动盘合金钢材料及其制备方法
CN104328239A (zh) 一种大断面球墨铸铁的组织均匀性与性能的提升方法
CN103194660A (zh) 一种低温铁素体球墨铸铁材料的制造方法
CN111187973B (zh) 一种高伸长率RuT400蠕墨铸铁及其生产工艺
CN110438282B (zh) 一种高强度高韧性球墨铸铁的铸造工艺
CN108396219A (zh) 一种曲轴用铸态高强度球墨铸铁及其制备方法
CN103205645A (zh) 一种加氢设备用超大厚度临氢铬钼钢板及其生产方法
CN109082601A (zh) 一种抗酸性腐蚀x70ms管线钢热轧卷板及其制造方法
WO2019120122A1 (zh) -40℃低温高强高韧球墨铸铁及其制备方法和铁路机车零部件
CN102400032B (zh) 一种大断面球墨铸铁
CN110295312A (zh) 一种低温球墨铸铁及其生产工艺和应用
CN105401064A (zh) 一种中硅钼球墨铸铁及其生产方法
CN103952622A (zh) 一种钒钛铁素体球墨铸铁汽车轮毂及其生产工艺
WO2018166247A1 (zh) 一种风电用高强高韧球墨铸铁的研制方法
CN112680650A (zh) 一种高强度球墨铸铁及其制备方法
CN110284052B (zh) 一种低温球墨铸铁及其制备方法和应用
CN109930059A (zh) 低温高强高韧球墨铸铁及其制备方法和铁路机车零部件
CN106929747A (zh) 一种固溶强化铁素体蠕墨铸铁及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 121017 Jinzhou city of Liaoning Province Taihe District People Road No. 90

Applicant after: Jinzhou Czech railway mechanical Limited by Share Ltd

Address before: 121017 Jinzhou city of Liaoning Province Taihe District People Road No. 90

Applicant before: Jinzhou Jietong Railroad Machine Manufacturing Co., Ltd.

CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Miao Cuanwang

Inventor after: Gao Chongyu

Inventor after: Sun Ming

Inventor after: Gao Baowen

Inventor after: Sun Haiqing

Inventor after: Ma Yu

Inventor after: Li Guodong

Inventor after: Zhang Xiaojun

Inventor after: Li Cuiying

Inventor after: Zhang Xuemei

Inventor after: Han Qingli

Inventor after: Zhao Wenxue

Inventor after: Yi Zejian

Inventor after: Wang Shufeng

Inventor before: Miao Cuanwang

Inventor before: Wang Shufeng

Inventor before: Sun Haiqing

Inventor before: Gao Chongyu

Inventor before: Sun Ming

Inventor before: Gao Baowen

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant