CN106011610A - 一种高强度球墨铸铁qt900-6及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度球墨铸铁QT900‑6,由按重量百分比计的以下元素组成:C:3.2‑3.7%,Si:2.4‑2.8%,Mn:≤0.2%,P:≤0.03%,S:0.005‑0.02%,Cu:0.8‑1.4%,余量为Fe以及不可避免的微量元素。该高强度球墨铸铁QT900‑6抗压强度大,屈服强度大,机械性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及铸铁冶金技术领域,尤其是涉及一种高强度球墨铸铁QT900-6及其制备方法,可作为汽车零部件、矿山机械等零部件的材料。
背景技术
球墨铸铁材料具有良好的综合机械性能与工艺性能,强度高,抗冲击,韧性好,在塑性、抗蚀、抗氧化、耐热、抗裂、减振等方面,是其他材料不可比拟的,可应用于一些受力复杂,对强度、韧性、耐磨性要求较高的零件中。
汽车类零部件对材料的性能要求随着科学技术的发展越来越高,较高的使用性能可提高汽车的使用性和安全性,高牌号、低价格、优良性能的材料是改善汽车使用性的突破方向。QT900-6铸态下抗拉强度大于900Mpa,基体组织为珠光体,具有高强度、高韧性、耐磨的特性,成为汽车零部件、连接支架、矿山机械等铸件材料的新选择。
中国专利CN104120332B公开了一种高强度高韧性球墨铸铁600-10,属于铸铁冶金技术领域,所述高强度高韧性球墨铸铁600-10的各元素质量百分比为:C:3.48%-3.7%,Si:2.5%-2.7%,Mn:0.7%-1.0%,P:0.019%-0.04%,S:
0.009%-0.02%,ΣRE:0.054%-0.0648%,Mg:0.04%-0.05%,余量为Fe以及不可避免的微量元素。本发明还公开了一种生产高强度高韧性球墨铸铁600-10的生产工艺,该发明的高强度高韧性球墨铸铁600-10具有强度高,韧性好,铸造工艺简单,易于成型等特点;但是该发明制备的球墨铸铁600-10的抗拉强度和屈服强度不够高。中国专利CN103981434B公开了一种高强韧球墨铸铁的制备方法,它是一种利用中频电炉、通过选用含硫、磷和锰量低的生铁、废钢等原材料熔炼铁液生产高强韧球墨铸铁铸件的方法,主要包括化学成分设计、炉料选择及中频炉熔炼、球化剂选择及球化处理方法、孕育剂选择及孕育处理方法等。该发明制备的抗拉强度≥600MPa,不适用于对材料有更高强度的要求。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种高强度球墨铸铁QT900-6,该高强度球墨铸铁抗拉强度大,屈服强度大,延伸率高、耐磨性好,各项优异性能。
另外本发明还提供了高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种高强度球墨铸铁QT900-6,由按重量百分比计的以下元素组成:C:3.2-3.7%,Si:2.4-2.8%,Mn:≤0.2%,P:≤0.03%,S:0.005-0.02%,Cu:0.8-1.4%,余量为Fe以及不可避免的微量元素。
一种高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:采用原料以及配比如下:高纯生铁45-55%、低硫低锰废钢40-50%、碳化硅0.5-1.5%、增碳剂0.3-0.8%、铜0.8-1.4%、铬铁0.15-0.4%、硅铁合金1.1-2.0%;
(2)熔炼:将上述高纯生铁加入中频感应电炉熔炼,见铁水后加入一半重量的碳化硅,然后加入增碳剂、低硫低锰废钢,待熔炼至2/3时加入余下碳化硅,待所有炉料熔清,向铁水中添加铜、铬铁和硅铁合金,当铁水温度≥1500℃后取样检测炉内化学成份,根据检测结果确定球化剂和孕育剂的添加量以对铁水中化学成分进行微调;
(3)球化、孕育:当步骤(2)中铁水温度达到1520-1540℃时出炉到球化包,所述球化包底部放置原料总量1.0-1.3%的球化剂,在球化剂上覆盖原料总量0.3-0.5%的稀土硅铁合金孕育剂,用包内冲入法对铁水进行球化、孕育处理;当出铁水为总量的2/3时,随铁液流动加入原料总量0.3-0.6%硅锶锆孕育剂和0.3-0.6%珠光体孕育剂进行孕育,继续出铁至额定量;
(4)浇注:浇注温度控制在1370-1420℃,浇注时随流添加原料总量0.08-0.15%硅钡孕育剂;
(5)后处理:铸件冷却至600℃-700℃时,扒箱,待完全冷却后,清砂、去除浇、冒口,清理分型面毛刺,抛丸15-20min,获得产品。
进一步的,所述步骤(1)中低硫低锰废钢中S≤0.04%、Mn≤0.5%;所述增碳剂中碳含量≥98%,粒径为2-6mm。
进一步的,所述高纯生铁型号为C04,所述硅铁合金为FeSi75-B,所述铬铁为FeCr55C4.0。
进一步的,所述球化剂为镧系球化剂,粒径为5-20mm。
进一步的,所述硅锶锆孕育剂的粒径为0.1-0.4mm,所述珠光体孕育剂的粒径为0.2-0.8mm;所述稀土硅铁合金孕育剂的粒径为10-20mm,所述硅钡孕育剂粒径为0.1-0.4mm。
进一步的,所述步骤(3)中球化包为球铁材质球化包。
进一步的,所述步骤(2)中熔炼的过程中增碳剂分2批添加并用低硫低锰废钢压入。
本发明的有益效果是:
1、本发明公开的高强度球墨铸铁QT900-6的抗拉强度为930-960Mpa,屈服强度为550-620Mpa,延伸率为6-8%,球化率为85%,各项性能优异。
2、本发明高强度球墨铸铁材料QT900-6主要组织为珠光体。为了提高韧性,即,提高石墨球数,控制含碳量,最终C的含量控制在3.2%-3.7%。
为使材料抗拉强度达到900MPa以上,必须适当提高孕育效果,增加并细化石墨球,因此适当的提高硅的含量,起到固溶强化作用,因此将硅的含量控制在2.4%-2.8%。
锰是稳定珠光体的元素,可以提高球墨铸铁的强度和硬度,但是它有严重的正偏析倾向,严重时会促使形成晶间碳化物,显著降低球墨铸铁的韧性,经多次试验,本发明将锰的含量控制在≤0.2%。
磷在球墨铸铁中有严重的偏析倾向,易在晶间形成磷共晶,严重降低球墨铸铁的塑性、韧性和强度,增加缩松倾向,因此严格控制P≤0.03%。
硫与球化元素镁、稀土有很强的结合能力,生成硫化物或硫的氧化物,不仅消耗球化剂,造成球化不稳定,而且还是夹杂物数量增多因素,导致铸件产生缺陷,造成球化衰退速度加快,但过低的硫降低了结晶核心,不利于石墨球数的提高,因此应严格控制S在0.005%-0.02%。
为了有效控制珠光体含量,促进石墨化,减少或消除游离渗碳体的形成,细化珠光体,强化基体组织,提高基体强度和硬度,改善铸件断面组织均匀性,改善石墨球的形状和增加石墨球数,本发明在材料中加入0.8-1.4%的铜。
3、制备高强度球墨铸铁QT900-6原料包括低硫低锰废钢和碳化硅,其中低硫低锰废钢加入量的不同对铸铁室温组织、共晶团数量、初生枝晶形貌及拉伸性能和断裂机理有很大影响。低硫低锰废钢的添加增加了铁液中的含氮量,氮对铸铁的珠光体晶粒尺寸和片间距减小以及共晶团数量增加起到稳定作用;同时改善铁液过热和保温状态下的石墨形状,能使铁液的化学成分稳定,提高铁液纯净度,进而使铸件的机械性能大大提高。
熔炼炉内加入少量的碳化硅具有很好的预孕育作用,碳化硅可与降低FeO和MnO在铁液中的含量,净化铁液,进而达到提高铸铁高温力学性能的目的。碳化硅在铁液中的溶解,受加入时间影响,加入时间越早,碳化硅在铁液中溶解的扩散就越充分,改善冶金质量越明显,因此本发明高强度球墨铸铁QT900-6制备方法中当见铁水后就加入一半重量的碳化硅,从而极大的改善产品的性能。
4、本发明高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法中,采用三次孕育,即在球化剂上覆盖稀土硅铁合金孕育剂,用包内冲入法对铁水进行球化、孕育处理;当出铁量为总量2/3时,随铁液流动进行随流硅锶锆孕育、珠光体孕育;浇注时硅钡孕育剂随流孕育;三次孕育作用在于:第一次孕育采用稀土硅铁合金孕育剂,一方面可以调整铁液中硅的含量,另一方面起到孕育作用;第二次孕育是出铁时随流孕育硅锶锆孕育剂和珠光体孕育剂,硅锶锆孕育剂和珠光体孕育剂复合使用,可以使石墨球更圆整、细小,分布更均匀,提高细化珠光体,从而能进一步增加产品的性能;第三次孕育采用硅钡孕育剂,能进一步细化晶粒,改善球化状况,确保孕育效果并改善产品的性能。本发明制备方法中各个步骤是经过申请人无数次试验确定出来的,任何一个步骤出现问题将导致产品性能下降,本发明最终的产品通过金相组织检测可以看出:球化效果良好,石墨球圆整度好,石墨球数多,铸态下珠光体和碳化物含量分布均匀,因此产品耐磨、耐压、耐冲击,适合作为汽车零部件、矿山机械等零部件的材料。
附图说明
图1为本发明实施例3产品的石墨金相图;
图2为本发明实施例3产品的基体金相图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述,其中本发明中的百分比均为重量百分比。
本发明原材料和合金的配比是根据其本身材料的化学成分含量与本发明材料要求的成分比例之间的差异计算后的值,本发明的高强度球墨铸铁QT900-6在制备之前会对原材料进行检测,以确定原料是否符合行业标准,标注要求低硫低锰废钢中Mn≤0.3%、Mn≤0.12%,高纯生铁中C 3.9%-4.3%。
实施例1
一种高强度球墨铸铁QT900-6,由按重量百分比计的以下元素组成:C:3.2%,Si:2.6%,Mn:0.1%,P:0.015%,S:0.005%,Cu:0.9%,余量为Fe以及不可避免的微量元素。
上述高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:采用原料以及配比如下:高纯生铁46%、低硫低锰废钢50%、碳化硅0.5%、增碳剂0.3%、铜1.0%、铬铁0.2%、硅铁合金2%;
(2)熔炼:将步骤(1)中的高纯生铁加入中频感应电炉熔炼,见铁水后加入一半重量的碳化硅,然后加入增碳剂、低硫低锰废钢,熔炼的过程中增碳剂分2批添加并用低硫低锰废钢压入,待熔炼至2/3时加入余下碳化硅;待所有炉料熔清,向铁水中添加1.0%铜、0.2%铬铁和2%硅铁合金,当铁水温度≥1500℃后取样检测炉内化学成份,根据检测结果确定球化剂和孕育剂的添加量以对铁水中化学成分进行微调;
(3)球化、孕育:当步骤(2)中铁水温度达到1520℃时出炉到球化包,用包内冲入法对铁水进行球化、孕育处理;即球化包底部放置原料总量1.0%的球化剂,在球化剂上覆盖原料总量0.3%的稀土硅铁合金,当出铁水为总量的2/3时,随铁液流动加入原料总量0.5%的硅锶锆孕育剂和原料总量0.6%的珠光体孕育剂进行孕育,继续出铁至额定量;
(4)浇注:浇注温度控制在1410℃,浇注时用孕育漏斗随流添加原料总量0.09%的硅钡孕育剂;
(5)后处理:铸件冷却至600℃时扒箱,冷却至室温时清砂,去除浇、冒口,清理分型面毛刺,抛丸15min,获得产品。
其中步骤(1)中低硫低锰废钢中S≤0.04%、Mn≤0.5%;增碳剂中碳含量≥98%,粒径为2-6mm。
其中高纯生铁型号为C04,硅铁合金为FeSi75-B,所述铬铁为FeCr55C4.0。
其中球化剂为镧系球化剂,粒径为5-20mm。
其中硅锶锆孕育剂粒径为0.1-0.4mm,所述珠光体孕育剂粒径为0.2-0.8mm;所述稀土硅铁合金孕育剂粒径为10-20mm,所述硅钡孕育剂粒径为0.1-0.4mm。
其中步骤(3)中球化包为球铁材质球化包。
实施例2
一种高强度球墨铸铁QT900-6,由按重量百分比计的以下元素组成:C:3.5%,Si:2.4%,Mn:0.01%,P:0.01%,S:0.01%,Cu:1.0%,余量为Fe以及不可避免的微量元素。
一种高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:采用原料以及配比如下:高纯生铁45%、低硫低锰废钢50.3%、碳化硅1.5%、增碳剂0.7%、铜1.1%、铬铁0.3%、硅铁合金1.1%;
(2)熔炼:将上述高纯生铁加入中频感应电炉熔炼,见铁水后加入一半重量的碳化硅,然后加入增碳剂、低硫低锰废钢,熔炼的过程中增碳剂分2批添加并用低硫低锰废钢压入;待熔炼至2/3时加入余下碳化硅;待所有炉料熔清,向铁水添加1.1%铜、0.3%铬铁和1.1%硅铁合金,铁水温度≥1500℃后取样检测炉内化学成份,根据检测结果确定球化剂和孕育剂的添加量以对铁水中化学成分进行微调;
(3)球化、孕育:当步骤(2)中铁水温度达到1530℃时出炉到球化包,用包内冲入法对铁水进行球化、孕育处理;即,球化包底部放置原料总量1.2%的球化剂,在球化剂上覆盖原料总量0.4%的稀土硅铁合金孕育剂,当出铁水为总量的2/3时,随铁液流动加入原料总量0.6%的硅锶锆孕育剂和原料总量0.5%的珠光体孕育剂孕育,继续出铁至额定量;
(4)浇注:浇注温度控制在1400℃,浇注时用孕育漏斗随流添加原料总量0.1%的硅钡孕育剂;
(5)后处理:铸件冷却至650℃时扒箱,冷却至室温时清砂,去除浇、冒口,清理分型面毛刺,抛丸20min,获得产品。
其中步骤(1)中低硫低锰废钢中S≤0.04%、Mn≤0.5%;增碳剂中碳含量≥98%,粒径为2-6mm。
其中高纯生铁型号为C04,硅铁合金为FeSi75-B,所述铬铁为FeCr55C4.0。
其中球化剂为镧系球化剂,粒径为5-20mm。
其中硅锶锆孕育剂粒径为0.1-0.4mm,所述珠光体孕育剂粒径为0.2-0.8mm;所述稀土硅铁合金孕育剂粒径为10-20mm,所述硅钡孕育剂粒径为0.1-0.4mm。
其中步骤(3)中球化包为球铁材质球化包。
实施例3
一种高强度球墨铸铁QT900-6,由按重量百分比计的以下元素组成:C:3.7%,Si:2.6%,Mn:0.1%,P:0.03%,S:0.01%,Cu:0.9%,余量为Fe以及不可避免的微量元素。
一种高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:采用原料以及配比如下:高纯生铁50%、低硫低锰废钢45.2%、碳化硅1.4%、增碳剂0.8%、铜1.0%、铬铁0.2%、硅铁合金1.4%;
(2)熔炼:将上述高纯生铁加入中频感应电炉熔炼,见铁水后加入一半重量的碳化硅,然后加入增碳剂、低硫低锰废钢,熔炼的过程中增碳剂分2批添加并用低硫低锰废钢压入,待熔炼至2/3时加入余下碳化硅;待所有炉料熔清,向铁水添加1.0%铜、0.2%铬铁和1.4%硅铁合金,铁水温度≥1520℃后取样检测炉内化学成份,根据检测结果确定球化剂和孕育剂的添加量以对铁水中化学成分进行微调;
(3)球化、孕育:当步骤(2)中铁水温度达到1530℃时出炉到球化包,用包内冲入法对铁水进行球化、孕育处理;即,球化包底部放置原料重量1.2%的球化剂,在球化剂上覆盖原料重量0.4%的稀土硅铁合金孕育剂,当出铁水为总量的2/3时,随铁液流动加入原料重量0.5%的硅锶锆孕育剂和原料重量0.5%的珠光体孕育剂孕育,继续出铁至额定量;
(4)浇注:浇注温度控制在1420℃,浇注时用孕育漏斗随流添加原料重量0.1%的硅钡孕育剂;
(5)后处理:铸件冷却至680℃时扒箱,冷却至室温清砂,去除浇、冒口,清理分型面毛刺,抛丸18min,获得产品。
其中步骤(1)中低硫低锰废钢中S≤0.04%、Mn≤0.5%;增碳剂中碳含量≥98%,粒径为2-6mm。
其中高纯生铁型号为C04,硅铁合金为FeSi75-B,所述铬铁为FeCr55C4.0。
其中球化剂为镧系球化剂,粒径为5-20mm。
其中硅锶锆孕育剂粒径为0.1-0.4mm,所述珠光体孕育剂粒径为0.2-0.8mm;所述稀土硅铁合金孕育剂粒径为10-20mm,所述硅钡孕育剂粒径为0.1-0.4mm。
其中步骤(3)中球化包为球铁材质球化包。
实施例4
一种高强度球墨铸铁QT900-6,由按重量百分比计的以下元素组成:C:3.6%,Si:2.8%,Mn:0.2%,P:0.02%,S:0.02%,Cu:1.1%,余量为Fe以及不可避免的微量元素。
一种高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:采用原料以及配比如下:高纯生铁51%、低硫低锰废钢44.5%、碳化硅1.2%、增碳剂0.7%、铜1.0%、铬铁0.3%、硅铁合金1.3%;
(2)熔炼:将上述高纯生铁加入中频感应电炉熔炼,见铁水后加入一半重量的碳化硅,然后加入增碳剂、低硫低锰废钢,熔炼的过程中增碳剂分2批添加并用低硫低锰废钢压入,待熔炼至2/3时加入余下碳化硅;待所有炉料熔清,向铁水添加1.0%铜、0.3%铬铁和1.3%硅铁合金,铁水温度≥1500℃后取样检测炉内化学成份,根据检测结果确定球化剂和孕育剂的添加量以对铁水中化学成分进行微调;
(3)球化、孕育:当步骤(2)中铁水温度达到1540℃时出炉到球化包,用包内冲入法对铁水进行球化、孕育处理;即,球化包底部放置原料总量1.3%的球化剂,在球化剂上覆盖原料总量0.5%的稀土硅铁合金孕育剂,当出铁水为总量的2/3时,随铁液流动加入原料总量0.55%的硅锶锆孕育剂和原料总量0.5%的珠光体孕育剂孕育,继续出铁至额定量;
(4)浇注:浇注温度控制在1420℃,浇注时用孕育漏斗随流添加原料总量0.2%硅钡孕育剂;
(5)后处理:铸件冷却至700℃时扒箱,冷却至室温时清砂、去除浇、冒口,清理分型面毛刺,抛丸20min,获得产品。
其中步骤(1)中低硫低锰废钢中S≤0.04%、Mn≤0.5%;增碳剂中碳含量≥98%,粒径为2-6mm。
其中硅铁合金为FeSi75-B,所述铬铁为FeCr55C4.0。
其中高纯生铁型号为C04,球化剂为镧系球化剂,粒径为5-20mm。
其中硅锶锆孕育剂粒径为0.1-0.4mm,所述珠光体孕育剂粒径为0.2-0.8mm;所述稀土硅铁合金孕育剂粒径为10-20mm,所述硅钡孕育剂粒径为0.1-0.4mm。
其中步骤(3)中球化包为球铁材质球化包。
实施例5
一种高强度球墨铸铁QT900-6,由按重量百分比计的以下元素组成:C:3.3%,Si:2.5%,Mn:0.06%,P:0.016%,S:0.005%,Cu:1.4%,余量为Fe以及不可避免的微量元素。
一种高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:采用原料以及配比如下:高纯生铁53%、低硫低锰废钢43%、碳化硅1.05%、增碳剂0.5%、铜0.8%、铬铁0.15%、硅铁合金1.5%;
(2)熔炼:将上述高纯生铁加入中频感应电炉熔炼,见铁水后加入一半重量的碳化硅,然后加入增碳剂、低硫低锰废钢,熔炼的过程中增碳剂分2批添加并用低硫低锰废钢压入,待熔炼至2/3时加入余下碳化硅;待所有炉料熔清,向铁水添加0.8%铜、0.15%铬铁和1.5%硅铁合金,铁水温度≥1500℃后取样检测炉内化学成份,根据检测结果确定球化剂和孕育剂的添加量以对铁水中化学成分进行微调;
(3)球化、孕育:当步骤(2)中铁水温度达到1530℃时出炉到球化包,用包内冲入法对铁水进行球化、孕育处理;即,球化包底部放置原料总量1.0%的球化剂,在球化剂上覆盖原料总量0.35%的稀土硅铁合金孕育剂,当出铁水为总量的2/3时,随铁液流动加入原料总量0.3%的硅锶锆孕育剂和原料总量0.4%的珠光体孕育剂孕育,继续出铁至额定量;
(4)浇注:浇注温度控制在1400℃,浇注时用孕育漏斗随流添加原料总量0.15%的硅钡孕育剂;
(5)后处理:铸件冷却至700℃时扒箱,冷却至室温时清砂,去除浇、冒口,清理分型面毛刺,抛丸15min,获得产品。
其中步骤(1)中低硫低锰废钢中S≤0.04%、Mn≤0.5%;增碳剂中碳含量≥98%,粒径为2-6mm。
其中硅铁合金为FeSi75-B,所述铬铁为FeCr55C4.0。
其中高纯生铁型号为C04,球化剂为镧系球化剂,粒径为5-20mm。
其中硅锶锆孕育剂粒径为0.1-0.4mm,所述珠光体孕育剂粒径为0.2-0.8mm;所述稀土硅铁合金孕育剂粒径为10-20mm,所述硅钡孕育剂粒径为0.1-0.4mm。
其中步骤(3)中球化包为球铁材质球化包。
实施例6
一种高强度球墨铸铁QT900-6,由按重量百分比计的以下元素组成:C:3.4%,Si:2.4%,Mn:0.15%,P:0.01%,S:0.008%,Cu:0.8%,余量为Fe以及不可避免的微量元素。
一种高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,包括以下步骤:
(1)配料:采用原料以及配比如下:高纯生铁55%、低硫低锰废钢40%、碳化硅1.2%、增碳剂0.5%、铜1.4%、铬铁0.4%、硅铁合金1.5%;
(2)熔炼:将上述高纯生铁加入中频感应电炉熔炼,见铁水后加入一半重量的碳化硅,然后加入增碳剂、低硫低锰废钢,熔炼的过程中增碳剂分2批添加并用低硫低锰废钢压入,待熔炼至2/3时加入余下碳化硅;待所有炉料熔清,向铁水添加1.4%铜、0.4%铬铁和1.5%硅铁合金,铁水温度≥1500℃后取样检测炉内化学成份,根据检测结果确定球化剂和孕育剂的添加量以对铁水中化学成分进行微调;
(3)球化、孕育:当步骤(2)中铁水温度达到1530℃时出炉到球化包,用包内冲入法对铁水进行球化、孕育处理;即,球化包底部放置原料总量1.0%的球化剂,在球化剂上覆盖原料总量0.3%的稀土硅铁合金孕育剂,当出铁水为总量的2/3时,随铁液流动加入原料总量0.5%的硅锶锆孕育剂和原料总量0.3%的珠光体孕育剂孕育,继续出铁至额定量;
(4)浇注:浇注温度控制在1370℃,浇注时用孕育漏斗随流添加原料总量0.08%的硅钡孕育剂;
(5)后处理:铸件冷却至650℃时扒箱,冷却至室温时清砂,去除浇、冒口,清理分型面毛刺,抛丸20min,获得产品。
其中步骤(1)中低硫低锰废钢中S≤0.04%、Mn≤0.5%;增碳剂中碳含量≥98%,粒径为2-6mm。
其中高纯生铁型号为C04,硅铁合金为FeSi75-B,所述铬铁为FeCr55C4.0。
其中球化剂为镧系球化剂,粒径为5-20mm。
其中硅锶锆孕育剂粒径为0.1-0.4mm,所述珠光体孕育剂粒径为0.2-0.8mm;所述稀土硅铁合金孕育剂粒径为10-20mm,所述硅钡孕育剂粒径为0.1-0.4mm。
其中步骤(3)中球化包为球铁材质球化包。
性能测试
按照GB/T 228.1-2010和GB/T 9441-2009标准进行检测,实施例1-6产品的机械性能指标见表1。
表1 力学性能测试结果
由表1可以看出:高强度球墨铸铁QT900-6的抗拉强度为930-960Mpa,屈服强度为550-620Mpa,延伸率为6-8%,各项性能优异。
对实施例3制备的产品进行金相检验,检验结果见图1和图2,由图1和图2可知,实施例3产品球化效果良好,球化率为85%,石墨球圆整度好,石墨球数多,基体组织为珠光体(铁素体+碳化物≤15%),铸态下珠光体和碳化物含量分布均匀。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种高强度球墨铸铁QT900-6,其特征在于:由按重量百分比计的以下元素组成:C:3.2-3.7%,Si:2.4-2.8%,Mn:≤0.2%,P:≤0.03%,S:0.005-0.02%,Cu:0.8-1.4%,余量为Fe以及不可避免的微量元素。
2.一种如权利要求1所述的高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)配料:采用原料以及配比如下:高纯生铁45-55%、低硫低锰废钢40-50%、碳化硅0.5-1.5%、增碳剂0.3-0.8%、铜0.8-1.4%、铬铁0.15-0.4%、硅铁合金1.1-2.0%;
(2)熔炼:将上述高纯生铁加入中频感应电炉熔炼,见铁水后加入一半重量的碳化硅,然后加入增碳剂、低硫低锰废钢,待熔炼至2/3时加入余下碳化硅,待所有炉料熔清,向铁水中添加铜、铬铁和硅铁合金,当铁水温度≥1500℃后取样检测炉内化学成份,根据检测结果确定球化剂和孕育剂的添加量以对铁水中化学成分进行微调;
(3)球化、孕育:当步骤(2)中铁水温度达到1520-1540℃时出炉到球化包,所述球化包底部放置原料总量1.0-1.3%的球化剂,在球化剂上覆盖原料总量0.3-0.5%的稀土硅铁合金孕育剂,用包内冲入法对铁水进行球化、孕育处理;当出铁水为总量的2/3时,随铁液流动加入原料总量0.3-0.6%硅锶锆孕育剂和0.3-0.6%珠光体孕育剂进行孕育,继续出铁至额定量;
(4)浇注:浇注温度控制在1370-1420℃,浇注时随流添加原料总量0.08-0.15%硅钡孕育剂;
(5)后处理:铸件冷却至600℃-700℃时,扒箱,待完全冷却后,清砂、去除浇、冒口,清理分型面毛刺,抛丸15-20min,获得产品。
3.根据权利要求2所述的高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中低硫低锰废钢中S≤0.04%、Mn≤0.5%;所述增碳剂中碳含量≥98%,粒径为2-6mm。
4.根据权利要求2所述的高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,其特征在于:所述高纯生铁型号为C04,所述硅铁合金为FeSi75-B,所述铬铁为FeCr55C4.0。
5.根据权利要求2所述的高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,其特征在于:所述球化剂为镧系球化剂,粒径为5-20mm。
6.根据权利要求2所述的高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,其特征在于:所述硅锶锆孕育剂的粒径为0.1-0.4mm,所述珠光体孕育剂的粒径为0.2-0.8mm;所述稀土硅铁合金孕育剂的粒径为10-20mm,所述硅钡孕育剂粒径为0.1-0.4mm。
7.根据权利要求2所述的高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中球化包为球铁材质球化包。
8.根据权利要求2所述的高强度球墨铸铁QT900-6的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中熔炼的过程中增碳剂分2批添加并用低硫低锰废钢压入。
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