CN107287496A - 基于奥氏体基体的高强韧球墨铸铁及其制造工艺 - Google Patents

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张立安
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Abstract

本发明公开了基于奥氏体基体的高强韧球墨铸铁及其制造工艺，涉及球墨铸铁材料技术领域。由以下组成：2.1wt％至2.7wt％的C；1.0wt％至6.2wt％的Si；0.4wt％至4.5wt％的Mn；0.18wt％至0.4wt％的Cu；6.1wt％至8.2wt％的Al；0.08wt％至0.12wt％的Sb；13.08wt％至36.12wt％的Ni；和余量的Fe及不可避免的杂质；其中百分比是基于该组合物的总重量计的，其中该铸铁具有铁素体球磨铸铁结构。本发明通过采用Mn、Cu、Al和Sb实现对奥氏体基体的球墨铸铁的成型，通过添加的高含量Ni实现高强韧球墨铸铁，该材料成型率高，拉伸强度高，球化效率高。

Description

基于奥氏体基体的高强韧球墨铸铁及其制造工艺
技术领域
本发明属于球墨铸铁材料技术领域，特别是涉及基于奥氏体基体的高强韧球墨铸铁及其制造工艺。
背景技术
奥氏体铸铁是以铁、碳、镍为主，添加硅、锰、铜和铬等元素，经熔炼而成，室温下具有稳定的以奥氏体基体为主的铸铁，有奥氏体灰铸铁和奥氏体球墨铸铁两种，金相组织为奥氏体+少量晶界碳化物+片状石墨(球状石墨)。
奥氏体球墨铸铁因其具备优异的抗热冲击性、抗热蠕变性、耐蚀性、高温抗氧化性以及低的热膨胀性和低温冲击韧性，在国内外被广泛用于制造海水泵、阀、增压器壳体、排气管、气门座等耐热、耐蚀的零部件产品。奥氏体球墨铸铁具有原子紧密堆积的面心立方晶格结构，在常温下具有稳定的奥氏体组织，具有比普通球墨铸铁和硅钼球墨铸铁都高的热化学稳定性。应用前景十分广阔。
发明内容
本发明的目的在于提供基于奥氏体基体的高强韧球墨铸铁及其制造工艺。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为基于奥氏体基体的高强韧球墨铸铁，包括由以下组成：2.1wt％至2.7wt％的C；1.0wt％至6.2wt％的Si；0.4wt％至4.5wt％的Mn；0.18wt％至0.4wt％的Cu；6.1wt％至8.2wt％的Al；0.08wt％至0.12wt％的Sb；13.08wt％至36.12wt％的Ni；和余量的Fe及不可避免的杂质；其中百分比是基于该组合物的总重量计的，其中该铸铁具有铁素体球磨铸铁结构。
基于奥氏体基体的高强韧球墨铸铁的制造工艺，包括如下步骤：
步骤一，炉料准备：将2.1wt％至2.7wt％的C；1.0wt％至6.2wt％的Si；0.4wt％至4.5wt％的Mn；0.18wt％至0.4wt％的Cu；6.1wt％至8.2wt％的Al；0.08wt％至0.12wt％的Sb；13.08wt％至36.12wt％的Ni；余量的Fe及不可避免的杂质进行清洁，除杂质；
步骤二，熔炼：在中频电炉内按配料成份加入废钢、生铁、回炉料及合金，熔炼后原铁液主要元素化学成分(wt％)2.1wt％至2.7wt％的C；1.0wt％至6.2wt％的Si；0.4wt％至4.5wt％的Mn；0.18wt％至0.4wt％的Cu；6.1wt％至8.2wt％的Al；0.08wt％至0.12wt％的Sb；13.08wt％至36.12wt％的Ni；余量的Fe，进行密封熔炼，得到原铁液；
步骤三，球化处理：通过采用包内冲入法加入原铁液重量2.1～2.6％的球化剂、0.36～0.41％的孕育剂和0.36～0.39％的铜，在3-5min内降至1350℃～1410℃，并随流孕育加入原铁液重量0.33～0.37％的孕育剂；
其中，所述孕育剂为硅钡孕育剂，组成为73.5wt％硅和26.5wt％的钡；
球化剂中各组分的重量百分比为Mg：8.0～10.0％，Re：3.3～3.5％，Si：28～31％，Cr：0.5～0.6％，Al：0.9～1.2％，Ti：0.4，其余为Fe。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过采用Mn、Cu、Al和Sb实现对奥氏体基体的球墨铸铁的成型，通过添加的高含量Ni实现高强韧球墨铸铁，该材料成型率高，拉伸强度高，球化效率高。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明为基于奥氏体基体的高强韧球墨铸铁，由以下组成：2.1wt％至2.7wt％的C；1.0wt％至6.2wt％的Si；0.4wt％至4.5wt％的Mn；0.18wt％至0.4wt％的Cu；6.1wt％至8.2wt％的Al；0.08wt％至0.12wt％的Sb；13.08wt％至36.12wt％的Ni；和余量的Fe及不可避免的杂质；其中百分比是基于该组合物的总重量计的，其中该铸铁具有铁素体球磨铸铁结构。
基于奥氏体基体的高强韧球墨铸铁的制造工艺，包括如下步骤：
步骤一，炉料准备：将2.1wt％至2.7wt％的C；1.0wt％至6.2wt％的Si；0.4wt％至4.5wt％的Mn；0.18wt％至0.4wt％的Cu；6.1wt％至8.2wt％的Al；0.08wt％至0.12wt％的Sb；13.08wt％至36.12wt％的Ni；余量的Fe及不可避免的杂质进行清洁，除杂质；
步骤二，熔炼：在中频电炉内按配料成份加入废钢、生铁、回炉料及合金，熔炼后原铁液主要元素化学成分(wt％)2.1wt％至2.7wt％的C；1.0wt％至6.2wt％的Si；0.4wt％至4.5wt％的Mn；0.18wt％至0.4wt％的Cu；6.1wt％至8.2wt％的Al；0.08wt％至0.12wt％的Sb；13.08wt％至36.12wt％的Ni；余量的Fe，进行密封熔炼，得到原铁液；
步骤三，球化处理：通过采用包内冲入法加入原铁液重量2.1～2.6％的球化剂、0.36～0.41％的孕育剂和0.36～0.39％的铜，在3-5min内降至1350℃～1410℃，并随流孕育加入原铁液重量0.33～0.37％的孕育剂；
其中，所述孕育剂为硅钡孕育剂，组成为73.5wt％硅和26.5wt％的钡；
球化剂中各组分的重量百分比为Mg：8.0～10.0％，Re：3.3～3.5％，Si：28～31％，Cr：0.5～0.6％，Al：0.9～1.2％，Ti：0.4，其余为Fe。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (2)

1.基于奥氏体基体的高强韧球墨铸铁，其特征在于：由以下组成：
2.1wt％至2.7wt％的C；
1.0wt％至6.2wt％的Si；
0.4wt％至4.5wt％的Mn；
0.18wt％至0.4wt％的Cu；
6.1wt％至8.2wt％的Al；
0.08wt％至0.12wt％的Sb；
13.08wt％至36.12wt％的Ni；和
余量的Fe及不可避免的杂质；
其中百分比是基于该组合物的总重量计的，其中该铸铁具有铁素体球磨铸铁结构。
2.基于奥氏体基体的高强韧球墨铸铁的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，炉料准备：将2.1wt％至2.7wt％的C；1.0wt％至6.2wt％的Si；0.4wt％至4.5wt％的Mn；0.18wt％至0.4wt％的Cu；6.1wt％至8.2wt％的Al；0.08wt％至0.12wt％的Sb；13.08wt％至36.12wt％的Ni；余量的Fe及不可避免的杂质进行清洁，除杂质；
步骤二，熔炼：在中频电炉内按配料成份加入废钢、生铁、回炉料及合金，熔炼后原铁液主要元素化学成分(wt％)2.1wt％至2.7wt％的C；1.0wt％至6.2wt％的Si；0.4wt％至4.5wt％的Mn；0.18wt％至0.4wt％的Cu；6.1wt％至8.2wt％的Al；0.08wt％至0.12wt％的Sb；13.08wt％至36.12wt％的Ni；余量的Fe，进行密封熔炼，得到原铁液；
步骤三，球化处理：通过采用包内冲入法加入原铁液重量2.1～2.6％的球化剂、0.36～0.41％的孕育剂和0.36～0.39％的铜，在3-5min内降至1350℃～1410℃，并随流孕育加入原铁液重量0.33～0.37％的孕育剂；
其中，所述孕育剂为硅钡孕育剂，组成为73.5wt％硅和26.5wt％的钡；球化剂中各组分的重量百分比为Mg：8.0～10.0％，Re：3.3～3.5％，Si：28～31％，Cr：0.5～0.6％，Al：0.9～1.2％，Ti：0.4，其余为Fe。
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