CN107130093A - 一种高强蠕墨铸铁板材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强蠕墨铸铁板材的制备方法，属于金属材料技术领域。本发明首先将铸态蠕墨铸铁样品进行奥氏体化处理，然后快速冷却至上贝氏体转变温度的上限；并放入在该温度区间的炉中进行保温，保温时间视样品的成分和尺寸而定，目的在于促进奥氏体快速向珠光体转变，同时抑制铁素体的形成；保温处理后空冷至室温，即获得所述高强蠕墨铸铁板材。本发明不仅有效的避免传统正火处理工艺所导致的明显脆化现象，同时可以明显提高蠕墨铸铁强度且保持一定延伸率。

Description

一种高强蠕墨铸铁板材的制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料制备技术领域，具体涉及一种高强蠕墨铸铁板材的制备方法。
背景技术
在金属材料强韧化方法中，热处理是其中最为常用，且非常重要的一种方法。对于铸态蠕墨铸铁，适当的热处理工艺同样可以通过改变其显微组织从而达到改善其力学性能的目的，如正火热处理可以提高蠕墨铸铁的强度，而退火热处理可以改善蠕墨铸铁的延性等，从而能扩大其工程应用范围。
目前，传统的蠕墨铸铁的热处理工艺主要包括淬火、正火、退火以及回火等工艺。这些热处理工艺及其组合应用可以满足大多数的蠕墨铸铁力学性能需求。然而，当铸态蠕墨铸铁为板状结构时，采用传统的正火工艺会导致蠕墨铸铁冷速过快而出现脆化。这样的热处理工艺显然难以满足薄板蠕墨铸铁强韧化需求。
发明内容
为了克服蠕墨铸铁板材采用传统正火工艺产生脆化的问题，本发明提供了一种高强蠕墨铸铁板材的制备方法，通过对铸态蠕墨铸铁板材采用等温正火热处理方法，不仅可以实现传统正火工艺对蠕墨铸铁板材的强化作用，同时可以避免其脆化作用。所述蠕墨铸铁板材是指厚度不小于8mm的板状蠕墨铸铁。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高强蠕墨铸铁板材的制备方法，该方法是以铸态蠕墨铸铁板材为基材，采用等温正火热处理工艺后，制得高强蠕墨铸铁板材；所述等温正火热处理工艺包括如下步骤：
(1)奥氏体化处理：将铸态蠕墨铸铁样品加热至奥氏体区进行奥氏体化处理，至基体组织完全奥氏体化；
(2)将经步骤(1)进行奥氏体化处理后的样品取出，快速冷却至上贝氏体转变温度的上限；
(3)保温处理：将样品放至设定温度的炉中进行保温，保温时间视样品的成分和尺寸而定，目的在于促进奥氏体快速向珠光体转变，同时抑制铁素体的形成；
(4)经步骤(3)保温处理后，将样品取出并空冷至室温，即获得所述高强蠕墨铸铁板材。
上述步骤(1)中，所述奥氏体化处理中，优选将铸态蠕墨铸铁样品加热至920～980℃，保温时间视样品成分和尺寸而定，优选的保温时间1～3h。
上述步骤(2)中，所述上贝氏体转变温度的上限优选为600～620℃。
上述步骤(2)中，所述快速冷却的方式为空冷，冷却速率优选为10℃/s。
上述步骤(3)中，炉内温度预先设定为所述上贝氏体转变温度的上限，即600～620℃；保温时间优选为2～5min。
本发明的优点和有益效果如下：
1、针对蠕墨铸铁板材采用传统正火工艺脆化的问题，本发明采用等温正火热处理工艺在能够保证蠕墨铸铁强化效果的同时，保持有一定的延性，不会脆化。
2、本发明工艺操作简单，有效降低成本，强化效果明显，还适用于其他铸铁，可以在工程应用中广泛推广。
附图说明
图1是传统正火态RuT300板材的工程应力应变曲线。
图2是本发明等温正火态RuT300板材的工程应力应变曲线。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进一步说明。
对比例1：
本例是对100mm×28mm×8mm(长×宽×厚)的铸态RuT300薄板进行传统正火热处理，热处理过程如下：
第一，将100mm×28mm×8mm厚的铸态RuT300薄板加热至960℃，保温1h。
第二，取出薄板样品进行空冷至室温。
图1是传统正火态RuT300薄板的工程应力应变曲线；对比例1中采用传统正火热处理工艺后蠕墨铸铁薄板的抗拉强度为355MPa，断后伸长率为0.09％。
实施例1：
本实施例是对100mm×28mm×8mm(长×宽×厚)的铸态RuT300薄板进行热处理，热处理过程如下：
第一，将100mm×28mm×8mm厚的铸态RuT300薄板加热至960℃，保温1h。
第二，取出薄板样品空冷至600℃。
第三，将薄板放至预先加热到600℃的炉中，并在600℃条件下进行保温，保温时间5min。
第四，保温结束后，将薄板取出空冷至室温。
图2是本发明等温正火态RuT300薄板的工程应力应变曲线；采用本发明的等温正火热处理工艺后蠕墨铸铁薄板的抗拉强度为493MPa，断后伸长率为0.975％。
可见，与传统正火热处理工艺相比，采用本发明的等温正火热处理工艺可以显著地提高蠕墨铸铁薄板的强度以及延伸率。

Claims (6)

1.一种高强蠕墨铸铁板材的制备方法，其特征在于：该方法是以铸态蠕墨铸铁板材为基材，采用等温正火热处理工艺后，制得高强蠕墨铸铁板材；所述等温正火热处理工艺包括如下步骤：
(1)奥氏体化处理：将铸态蠕墨铸铁样品加热至奥氏体区进行奥氏体化处理，至基体组织完全奥氏体化；
(2)将经步骤(1)进行奥氏体化处理后的样品取出，快速冷却至上贝氏体转变温度的上限；
(3)保温处理：将样品放至设定温度的炉中进行保温，保温时间视样品的成分和尺寸而定，目的在于促进奥氏体快速向珠光体转变，同时抑制铁素体的形成；
(4)经步骤(3)保温处理后，将样品取出并空冷至室温，即获得所述高强蠕墨铸铁板材。
2.根据权利要求1所述的高强蠕墨铸铁板材的制备方法，其特征在于：所述铸态蠕墨铸铁板材的厚度不小于8mm，其与珠光体形成的冷却速度有关。
3.根据权利要求1所述的高强蠕墨铸铁板材的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述奥氏体化处理中，将铸态蠕墨铸铁样品加热至920～980℃，保温时间为完全奥氏体化的时间。
4.根据权利要求1所述的高强蠕墨铸铁板材的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述上贝氏体转变温度的上限为600～620℃。
5.根据权利要求1或4所述的高强蠕墨铸铁板材的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述冷却方式为空冷，冷却速率约为10～20℃/s。
6.根据权利要求1所述的高强蠕墨铸铁板材的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，炉内温度预先设定为所述上贝氏体转变温度的上限，即600～620℃；保温时间为2～5min。
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