CN108823485A - 一种qt400-18ar球墨铸铁、轧辊和球墨铸铁的制备方法 - Google Patents

一种qt400-18ar球墨铸铁、轧辊和球墨铸铁的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于球墨铸铁领域，其公开了一种QT400‑18AR球墨铸铁，包括如下重量百分比组分：C：3.73‑3.78％；Si：2.31‑2.40％；Mn：0.25‑0.32％；P≤0.015％；S：0.006‑0.012％；Cu：0.15‑0.20％；Y：0.0040‑0.0050％；La：0.0012‑0.0020％；Mg：0.038‑0.048％；余量铁和不可除杂质。本发明的目的在于提供一种QT400‑18AR球墨铸铁、轧辊和球墨铸铁的制备方法，当该规格的球墨铸铁用于轧辊以及轧辊上的试块时，其性能反映和匹配准确，其抗拉强度、冲击值、屈服强度、断后伸长率和心部套样疲劳强度均表现优异。

Description

一种QT400-18AR球墨铸铁、轧辊和球墨铸铁的制备方法
技术领域
本发明涉及球墨铸铁领域，特别是一种QT400-18AR球墨铸铁、轧辊和球墨铸铁的制备方法。
背景技术
随着球墨铸铁制造技术的不断成熟，且其质量不断稳定，球墨铸铁在诸多领域(如工程机械、轨道交通、矿冶重机和木工机械)不断代替原来采用铸钢、锻钢和焊接方式的零件。木工机械用的轧辊(图1)原来采用S355J0钢板焊接而成，现采用材料牌号QT400-18AR进行试制，该材质具有优异的韧性，与钢基本接近。
根据GB/T1348-2009《球墨铸铁件》第8页8.3附铸试块表7附铸试块尺寸：当铸件的主要壁厚＞60～200mm时附铸试块采用D型，即附铸试块厚度a为70mm。材料牌号QT400-18AR附铸试块力学性能参照GB/T1348-2009《球墨铸铁件》第4页表3中当铸件的主要壁厚＞60～200mm时，抗拉强度Rm≥370MPa，屈服强度Rp0.2≥240MPa，伸长率A≥12％，V形缺口附铸试样的冲击功(参照GB/T1348-2009《球墨铸铁件》第5页表4)：室温(23±5℃)三个试样平均值≥12J。而图1所示的木工机械用的轧辊需在4处不同位置放置非标尺寸200mm×200mm×200mm的附铸试块，并要求力学性能和室温冲击功的各项指标符合上述要求。目前采用此非标尺寸的附铸试块验收，不仅在国内很少采用，基本上没有生产经验借鉴，而且给制造带来很大难度。
但是我们需要明确的是，不同的用途和规格的轧辊，需要适用不同规格的试块，试块的规格不一样即使采用相同组分，其展现的性能也不一样。
客户所提出的轧辊的尺寸以及试块的要求与国标不一致，其试块体积明显增大，在CN2017100782163中公开了一种轧辊，本发明创造的轧辊的体积比该专利所公开的轧辊的体积还要大，因此只有特定规格的试块才能有效的准确的反应轧辊的性能。在CN2017100782163中公开的轧辊组分为C：3.85-3.88％；Si：1.80-1.90％；Mn≤0.10％；P≤0.020％；S≤0.010％；Mo：0.35-0.50％；Ni：0.70-0.85％；Ti≤0.025％；Cr+Pb+V≤0.020％；RE：0.0030-0.0050％；Mg：0.030-0.045％以及余量铁和不可除杂质。
客户所要求的的规格的试块在采用CN2017100782163的球墨铸铁时，并不能展现出轧辊的性能。如果要开发出合适规格的轧辊的试块和轧辊且轧辊和试块的性能要能够一致，这个时候就必须调整球墨铸铁的组分。
同时，客户对于最终产品-轧辊的端轴的抗疲劳性能也提出了特别的要求。其原因在于：球墨铸铁件的力学性能主要以抗拉强度和断后伸长率两个指标为验收指标，疲劳强度作为一项非强制性指标，在实际生产和验收中未被真正重视。然而随着球墨铸铁的广泛应用，尤其是在承受交变应力工况下球墨铸铁件，疲劳破坏是其主要失效形式，断裂突然发生，危险性很大。
因此，如果要满足于特定客户的严苛要求，必须在球墨铸铁组分、制备等方面做出大量的实验和调整才能使上述工作得以实现。
发明内容
本发明旨在提供一种QT400-18AR球墨铸铁、轧辊和球墨铸铁的制备方法，当该规格的球墨铸铁用于轧辊以及轧辊上的试块时，其性能反映和匹配准确，其抗拉强度、冲击值、屈服强度、断后伸长率和心部套样疲劳强度均表现优异，同时，该球墨铸铁所生产出来的轧辊的端轴的抗疲劳性能非常优异。
其具体方案为：一种QT400-18AR球墨铸铁，包括如下重量百分比组分：
C：3.73-3.78％；Si：2.31-2.40％；Mn：0.25-0.32％；P≤0.015％；S：0.006-0.012％；Cu：0.15-0.20％；Y：0.0040-0.0050％；La：0.0012-0.0020％；Mg：0.038-0.048％；余量铁和不可除杂质。
同时，本发明还公开了一种轧辊，所述的轧辊两端轴的直径为Φ400～480mm；所述的轧辊上设有试块，所述的试块的尺寸为200mm×200mm×200mm；所述的轧辊以及轧辊上的试块的材质如上所述。
与此同时，本发明还公开了一种如上所述QT400-18AR球墨铸铁的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将原材料熔化成液态温度至1400-1410℃时取样分析，并调整达到以下重量百分比成分范围：C：3.78-3.83％；Si：1.24-1.33％；Mn：0.25-0.32％；P≤0.015％；S≤0.015％；余量的铁和不可除杂质；
步骤2：继续升温至1460-1470℃后，出水球化孕育处理，在出水球化孕育处理过程中加入电解铜；
步骤3：浇注已备好的树脂砂型。
在上述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法中，所述的原材料包括如下重量份的组分：100份废钢；3.95-3.99份增碳剂；1.45-1.89份硅铁。
在上述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法中，废钢包括如下重量百分比组分：C：0.10-0.20％；Si：0.10-0.30％；Mn≤0.30％；P≤0.015％；S≤0.010％；Cr≤0.010％；Ti≤0.005％；Pb≤0.0030％；V≤0.0010％；余量铁和不可除杂质；
所述的增碳剂包括如下重量百分比组分：固定碳≥99％，灰份≤0.50％，挥发份≤0.50％，S≤0.025％；
所述的硅铁为75SiFe硅铁，包括如下重量百分比组分：Si：73.18％；Al：1.08％；余量铁和不可除杂质。
当上述步骤1原材料带入的锰不足时，补加常规用的65％锰铁至需要的成分范围。
在上述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法中，所述的步骤1具体为：在中频熔炼炉炉底加10-20wt％废钢，待熔化成液态后，按废钢和增碳剂按15-16:1的重量比例逐层加入，并确保加入80wt％废钢时增碳剂全部加完；然后加入硅铁，确保加入90％废钢时硅铁全部加完；待上述物料熔化成液态温度至1400-1410℃时取样分析。
在上述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法中，所述的步骤2具体为：继续升温至1460-1470℃后，出水球化孕育处理；
球化剂加入量相当于原材料总重量的1.0％，覆盖剂加入量相当于原材料总重量的0.6％，全部压在球化剂上；电解铜加入量相当于原材料总重量的0.14-0.19％，全部压在球化剂上；孕育剂1加入量相当于原材料总重量的0.4％，出水1/2时加入；孕育剂1加入量相当于原材料总重量的0.15％，拔渣后加入液面并搅拌；孕育剂2加入量相当于原材料总重量的0.15％，放置在定量浇口杯内随流孕育处理；所述的孕育剂1包括如下重量百分比组分：Si：74.8％；Ca：1.39％；Ba：2.32％，Al：1.01％以及余量的铁；粒度：3-8mm；所述的孕育剂2包括如下重量百分比组分：Si：73.4％；Ca：0.99％；Ce：1.72％，Al：0.88％；S、O适量以及余量的铁；粒度：0.2-0.7mm；所述电解铜的含铜量为99％。
在上述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法中，所述的球化剂包括如下重量百分比组分：Mg：5.98％；Si：44.8％；Ca：1.15％；Y：1.26％；La：0.48％；Al：0.50％以及余量的铁；粒度：4-32mm。
在上述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法中，所述的覆盖剂包括如下重量百分比组分：Si：45.5％；Ca：0.55％；Ba：2.12％，Al：0.71％以及余量的铁；粒度：2-5mm。
在上述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法中，所述的步骤3的浇注温度为1350-1370℃。
本发明的有益效果在于：
本发明的球墨铸铁应用于大尺寸轧辊时，采用的是非标尺寸试块200mm×200mm×200mm，其力学性能：抗拉强度Rm：390-420MPa，屈服强度Rp0.2：261-272MPa，断后伸长率A：21-26％；室温冲击功(23±5℃)三个试样平均值为：16-19J；两端轴心部套样样品在210MPa应力下通过1×107的旋转弯曲疲劳试验的测试。试块能够科学的反映轧辊本身的性能。
附图说明
图1为实施例1的轧辊、试块和套样的结构示意图；
图2为实施例1的试块1的金相图；
图3为实施例1的试块2的金相图；
图4为实施例1的试块3的金相图；
图5为实施例1的试块4的金相图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
为了更加清楚的对本发明进行说明，列举如下实施例和对比例来说明本发明的优越性。在没有特殊说明的情况下，％均代表重量百分比。
实施例1
原材料：100％废钢+3.97％增碳剂+1.45％硅铁
废钢成分要求(％)：C：0.10；Si：0.30；Mn：0.28；P：0.012；S：0.010；Cr：0.008；Ti：0.005；Pb：0.0020；V：0.0008。
增碳剂成分要求(％)：固定碳：99.5，灰份：0.20，挥发份：0.30，S：0.021。
硅铁(75SiFe)成分(％)：Si：73.18；Al：1.08；余Fe。
步骤1：在中频熔炼炉炉底加20％废钢，待熔化成液态后，按废钢和增碳剂按15:1比例逐层加入，并确保加入80％废钢时增碳剂全部加完。然后加入硅铁，确保加入90％废钢时硅铁全部加完。待上述物料熔化成液态温度至1400℃时取样分析，并调整达到以下成分范围：C：3.80％；Si：1.26％；Mn：0.28％；P：0.012％；S：0.015％；余量的铁和不可除杂质。
步骤2：继续升温至1460℃后，出水球化孕育处理。球化剂加入量为1.0％，覆盖剂加入量：0.6％，全部压在球化剂上；电解铜：0.17％，全部压在球化剂上；孕育剂1加入量：0.4％，出水1/2时加入；孕育剂1加入量：0.15％，拔渣后加入液面并搅拌；孕育剂2加入量：0.15％，放置在定量浇口杯内随流孕育处理。
球化剂(％)：Mg：5.98；Si：44.8；Ca：1.15；Y：1.26；La：0.48；Al：0.50；余Fe；粒度：4-32mm。
覆盖剂(％)：Si：45.5；Ca：0.55；Ba：2.12，Al：0.71；余Fe；粒度：2-5mm。
孕育剂1(％)：Si：74.8；Ca：1.39；Ba：2.32，Al：1.01；余Fe；粒度：3-8mm。
孕育剂2(％)：Si：73.4；Ca：0.99；Ce：1.72，Al：0.88；S、O适量；余Fe；粒度：0.2-0.7mm。
电解铜(％)：Cu：99。
步骤3：浇注已备好的树脂砂型并成型，浇注温度：1370℃。
通过上述步骤制备得到尺寸为两端轴直径Φ480mm，长度990mm；辊身外径Φ2060mm长度3121mm的轧辊，上设试块1-试块4四个试块，如图1。试块1-4的规格均为200mm×200mm×200mm。两端轴心部套样样品1-2，如图1。套样1-2的规格均为Φ20mm。
轧辊和试块的最终成分为：C:3.75％；Si：2.33％；Mn：0.28％；P：0.012％；S：0.008％；Cu：0.18％；Y：0.0046％；La：0.0017％；Mg：0.045％，余量铁和不可除杂质。
其性能参数如表1、2：
表1轧辊上试块的性能参数
表2轴心部套样样品疲劳试验测试结果
参考图2，图2腐蚀前100倍球化率95％，石墨大小：7级；腐蚀后100倍基体组织为：珠光体数量2％，铁素体数量98％。
参考图3，图3腐蚀前100倍球化率93％，石墨大小：6级；腐蚀后100倍基体组织为：珠光体数量4％，铁素体数量96％。
参考图4，图4腐蚀前100倍球化率94％，石墨大小：6级；腐蚀后100倍基体组织为：珠光体数量3％，铁素体数量97％。
参考图5，图5腐蚀前100倍球化率95％，石墨大小：7级；腐蚀后100倍基体组织为：珠光体数量5％，铁素体数量95％。
上述测试的测试标准。
抗拉强度Rm的测试方法是按GB/T228-2010金属材料室温拉伸试验方法进行，采用Φ14的试样，沿试样轴向匀速施加静态拉伸载荷，直到试样断裂的伸长，在整个过程中，测量施加在试样上载荷，可计算出抗拉强度值。
屈服强度Rp0.2的测试方法是按GB/T228-2010金属材料室温拉伸试验方法进行，采用Φ14的试样，沿试样轴向匀速施加静态拉伸载荷过程中，根据在发生0.2％塑性变形时的应力可计算得出屈服强度。
断后伸长率A的测试方法是按GB/T228-2010金属材料室温拉伸试验方法进行，采用Φ14的试样，沿试样轴向匀速施加静态拉伸载荷，直到试样断裂的伸长，在整个过程中，测量试样标距伸长值，可计算出断后伸长率，即断后标距的残余伸长与原始标距之比的百分率。
硬度的测试方法是按GB/T231.2-2002金属布氏硬度试验的方法进行。
球化率、石墨数量和铁素体数量的测试方法是按GB/T9441-2009球墨铸铁金相检验的方法进行。
室温冲击功的测试方法是按GB/T229-2007金属夏比摆锤冲击试验方法，试样加工成55mm×10mm×10mm，V型缺口有45度夹角，深度2mm，底部曲率半径为0.25mm，试验在温度23±5℃进行，试样紧贴试验机砧座，锤刃沿缺口对称面打击试样缺口的背面。
疲劳强度的测试方法是按GB/T4337-2008金属材料疲劳试验旋转弯曲方法进行，施加固定的应力，进行疲劳极限寿命测试。
实施例2
原材料：100％废钢+3.95％增碳剂+1.89％硅铁
废钢成分要求(％)：C：0.20；Si：0.10；Mn：0.20；P：0.014；S：0.009；Cr：0.009；Ti：0.005；Pb：0.0025；V：0.0008。
增碳剂成分要求(％)：固定碳：99.5，灰份：0.20，挥发份：0.30，S：0.021。
硅铁(75SiFe)成分(％)：Si：73.18；Al：1.08；余Fe
步骤1：在中频熔炼炉炉底加15％废钢，待熔化成液态后，按废钢和增碳剂按16:1比例逐层加入，并确保加入80％废钢时增碳剂全部加完。然后加入硅铁和0.21％的65％锰铁，确保加入90％废钢时硅铁和锰铁全部加完。待上述物料熔化成液态温度至1400℃时取样分析，并调整达到以下成分范围：C：3.88％；Si：1.24％；Mn：0.32％；P：0.014％；S：0.012％；余量的铁和不可除杂质。
步骤2：继续升温至1470℃后，出水球化孕育处理。球化剂加入量为1.0％，覆盖剂加入量：0.6％，全部压在球化剂上；电解铜：0.19％，全部压在球化剂上；孕育剂1加入量：0.4％，出水1/2时加入；孕育剂1加入量：0.15％，拔渣后加入液面并搅拌；孕育剂2加入量：0.15％，放置在定量浇口杯内随流孕育处理。
球化剂(％)：Mg：5.98；Si：44.8；Ca：1.15；Y：1.26；La：0.48；Al：0.50；余Fe；粒度：4-32mm。
覆盖剂(％)：Si：45.5；Ca：0.55；Ba：2.12，Al：0.71；余Fe；粒度：2-5mm。
孕育剂1(％)：Si：74.8；Ca：1.39；Ba：2.32，Al：1.01；余Fe；粒度：3-8mm。
孕育剂2(％)：Si：73.4；Ca：0.99；Ce：1.72，Al：0.88；S、O适量；余Fe；粒度：0.2-0.7mm。
电解铜(％)：Cu：99。
步骤3：浇注已备好的树脂砂型并成型，浇注温度：1365℃。
通过上述步骤制备得到尺寸为两端轴直径Φ400mm，长度990mm；辊身外径Φ2060mm长度3121mm的轧辊，上设试块1-试块4四个试块，如图1。试块1-4的规格均为200mm×200mm×200mm。两端轴心部套样样品1-2，如图1。套样1-2的规格均为Φ20mm。
轧辊和试块的最终成分为：C:3.83％；Si：2.31％；Mn：0.32％；P：0.014％；S：0.009％；Cu：0.20％；Y：0.0050％；La：0.0012％；Mg：0.038％，余量铁和不可除杂质。
其性能参数如表3、4：
表3轧辊上试块的性能参数
表4轴心部套样样品疲劳试验测试结果
实施例3
原材料：100％废钢+3.99％增碳剂+1.67％硅铁
废钢成分要求(％)：C：0.20；Si：0.20；Mn：0.25；P：0.010；S：0.007；Cr：0.01；Ti：0.005；Pb：0.0015；V：0.0010。
增碳剂成分要求(％)：固定碳：99.5，灰份：0.20，挥发份：0.30，S：0.021。
硅铁(75SiFe)成分(％)：Si：73.18；Al：1.08；余Fe
步骤1：在中频熔炼炉炉底加10％废钢，待熔化成液态后，按废钢和增碳剂按16:1比例逐层加入，并确保加入80％废钢时增碳剂全部加完。然后加入硅铁，确保加入90％废钢时硅铁全部加完。待上述物料熔化成液态温度至1400℃时取样分析，并调整达到以下成分范围：C：3.78％；Si：1.33％；Mn：0.25％；P：0.010％；S：0.011％；余量的铁和不可除杂质。
步骤2：继续升温至1465℃后，出水球化孕育处理。球化剂加入量为1.0％，覆盖剂加入量：0.6％，全部压在球化剂上；电解铜：0.14％，全部压在球化剂上；孕育剂1加入量：0.4％，出水1/2时加入；孕育剂1加入量：0.15％，拔渣后加入液面并搅拌；孕育剂2加入量：0.15％，放置在定量浇口杯内随流孕育处理。
球化剂(％)：Mg：5.98；Si：44.8；Ca：1.15；Y：1.26；La：0.48；Al：0.50；余Fe；粒度：4-32mm。
覆盖剂(％)：Si：45.5；Ca：0.55；Ba：2.12，Al：0.71；余Fe；粒度：2-5mm。
孕育剂1(％)：Si：74.8；Ca：1.39；Ba：2.32，Al：1.01；余Fe；粒度：3-8mm。
孕育剂2(％)：Si：73.4；Ca：0.99；Ce：1.72，Al：0.88；S、O适量；余Fe；粒度：0.2-0.7mm。
电解铜(％)：Cu：99。
步骤3：浇注已备好的树脂砂型并成型，浇注温度：1365℃。
通过上述步骤制备得到尺寸为两端轴直径Φ460mm，长度990mm；辊身外径Φ2060mm长度3121mm的轧辊，上设试块1-试块4四个试块，如图1。试块1-4的规格均为200mm×200mm×200mm。两端轴心部套样样品1-2，如图1。套样1-2的规格均为Φ20mm。
轧辊和试块的最终成分为(％)：C:3.73；Si：2.40；Mn：0.25；P：0.010；S：0.006；Cu：0.15；Y：0.0040；La：0.0020；Mg：0.048，余量铁和不可除杂质。
其性能参数如表5、6：
表5轧辊上试块的性能参数
表6轴心部套样样品疲劳试验测试结果
对比例1
制备方法同实施例1，调整原材料的组成，使轧辊和试块的成分符合以下重量百分比组分：
C:3.75％；Si：2.33％；Mn：0.28％；P：0.012％；S：0.008％；Cu：：0.10％；Y：0.0046％；La：0.0017％；Mg：0.045％，余量铁和不可除杂质。
其性能参数如表7、8：
表7轧辊上试块的性能参数
表8轴心部套样样品疲劳试验测试结果
通过表1和表7的对比可以发现，Cu的微小变化会带来抗拉强度Rm，屈服强度Rp0.2，硬度的降低。
同时，通过表2和表8对比可以发现，Cu的微小变化会带来实测疲劳极限寿命和通过疲劳极限寿命的劣化。
此外，本发明还实验过不加铜的情况，其和对比例1的测试结果具有一致性，在抗拉强度Rm，屈服强度Rp0.2，硬度方面无法满足大尺寸轧辊的性能要求。
一般来说，如果采用不加铜的QT400-18AR球墨铸铁来制作小尺寸的轧辊和试块，基本可以满足性能要求，在抗拉强度Rm方面会略微降低。
本领域公知：QT400-18AR球墨铸铁为铁素体基体球墨铸铁，但铜是强促进形成珠光体元素，所以传统制造工艺是不加铜的。同时通过传统的工艺和经验已经证实，加铜不利于轧辊的制作。
但是具体的，本大尺寸的轧辊和试块的制备过程中，通过实施例1-3可以看出，加入铜是更为有利的。
对比例2
制备方法同实施例1，调整原材料的组成，使轧辊和试块的成分符合以下重量百分比组分：
C:3.75％；Si：2.18％；Mn：0.20％；P：0.012％；S：0.008％；Cu：0.18％；Y：0.0046％；La：0.0017％；Mg：0.045％，余量铁和不可除杂质。
其性能参数如表9、10：
表9轧辊上试块的性能参数
表10轴心部套样样品疲劳试验测试结果
通过表1和表9的对比可以发现，Si和Mn的微小变化会带来抗拉强度Rm，屈服强度Rp0.2，硬度的降低。
同时，通过表2和表10对比可以发现，Si和Mn的微小变化会带来实测疲劳极限寿命和通过疲劳极限寿命的严重劣化。
对比例3
制备方法同实施例1，调整原材料的组成，使轧辊和试块的成分符合以下重量百分比组分：
C:3.75％；Si：2.41％；Mn：0.35％；P：0.012％；S：0.008％；Cu：0.18％；Y：0.0046％；La：0.0017％；Mg：0.045％，余量铁和不可除杂质。
其性能参数如表11、12：
表11轧辊上试块的性能参数
表12轴心部套样样品疲劳试验测试结果
通过表1和表11的对比可以发现，Si和Mn的微小变化会带来抗拉强度Rm，屈服强度Rp0.2，硬度和冲击功的降低。
同时，通过表2和表10对比可以发现，Si和Mn的微小变化会带来实测疲劳极限寿命和通过疲劳极限寿命的劣化。
对比例4
制备方法同实施例1，附铸试块采用GB/T1348-2009《球墨铸铁件》第8页8.3附铸试块表7附铸试块尺寸：当铸件的主要壁厚＞60～200mm时附铸试块采用D型，即附铸试块厚度a为70mm。
其性能参数如表13：
表13轧辊上试块GB/T1348-2009《球墨铸铁件》D型的性能参数
金相分析结果：腐蚀前100倍球化率90％-93％，石墨大小：7级；腐蚀后100倍基体组织为：珠光体数量25-35％，铁素体数量65-75％。
通过表1和表13的对比可以发现，当工件的尺寸达到一定的程度后，试块的尺寸变化会带来断后伸长率和冲击功的降低。
通过实施例1-3以及对比例1-4的测试可以得出以下结论：
1、Si、Mn、Cu之一或多个组分的微小变化普遍会带来抗拉强度Rm，屈服强度Rp0.2，硬度的降低，同时，轴心部套样样品的抗疲劳性能也会劣化；当Si和Mn超过本发明的组分用量的上限时，冲击功的测试重复性不佳。
2、本发明的球墨铸铁的组分特别适用于试块的尺寸为200mm×200mm×200mm的工件。
需要说明的是，试块的尺寸和特定产品的规格和用途是有关联的，当特定产品工件的规格比较小时，试块的性能、尺寸和工件的尺寸关系不大，只需要按照国标的方法进行制备和测试即可。当特定产品工件的尺寸变得非常大的时候，按照国标方法进行试块的制备已经不能准确反映工件的性能。因此本发明的球墨铸铁的组分、试块的尺寸、特定产品工件时密切相关的。这是本发明的特殊的贡献所在。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种QT400-18AR球墨铸铁，其特征在于，包括如下重量百分比组分：
C：3.73-3.78％；Si：2.31-2.40％；Mn：0.25-0.32％；P≤0.015％；S：0.006-0.012％；Cu：0.15-0.20％；Y：0.0040-0.0050％；La：0.0012-0.0020％；Mg：0.038-0.048％；余量铁和不可除杂质。
2.一种轧辊，其特征在于，所述的轧辊两端轴的直径为Φ400～480mm；所述的轧辊上设有试块，所述的试块的尺寸为200mm×200mm×200mm；所述的轧辊以及轧辊上的试块的材质如权利要求1所述。
3.一种如权利要求1所述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将原材料熔化成液态温度至1400-1410℃时取样分析，并调整达到以下重量百分比成分范围：C：3.78-3.83％；Si：1.24-1.33％；Mn：0.25-0.32％；P≤0.015％；S≤0.015％；余量的铁和不可除杂质；
步骤2：继续升温至1460-1470℃后，出水球化孕育处理，在出水球化孕育处理过程中加入电解铜；
步骤3：浇注已备好的树脂砂型。
4.根据权利要求3所述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述的原材料包括如下重量份的组分：100份废钢；3.95-3.99份增碳剂；1.45-1.89份硅铁。
5.根据权利要求4所述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法，其特征在于，废钢包括如下重量百分比组分：C：0.10-0.20％；Si：0.10-0.30％；Mn≤0.30％；P≤0.015％；S≤0.010％；Cr≤0.010％；Ti≤0.005％；Pb≤0.0030％；V≤0.0010％；余量铁和不可除杂质；
所述的增碳剂包括如下重量百分比组分：固定碳≥99％，灰份≤0.50％，挥发份≤0.50％，S≤0.025％；
所述的硅铁为75SiFe硅铁，包括如下重量百分比组分：Si：73.18％；Al：1.08％；余量铁和不可除杂质。
6.根据权利要求3所述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述的步骤1具体为：在中频熔炼炉炉底加10-20wt％废钢，待熔化成液态后，按废钢和增碳剂按15-16:1的重量比例逐层加入，并确保加入80wt％废钢时增碳剂全部加完；然后加入硅铁，确保加入90％废钢时硅铁全部加完；待上述物料熔化成液态温度至1400-1410℃时取样分析。
7.根据权利要求3所述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述的步骤2具体为：继续升温至1460-1470℃后，出水球化孕育处理；
球化剂加入量相当于原材料总重量的1.0％，覆盖剂加入量相当于原材料总重量的0.6％，全部压在球化剂上；电解铜加入量相当于原材料总重量的0.14-0.19％，全部压在球化剂上；孕育剂1加入量相当于原材料总重量的0.4％，出水1/2时加入；孕育剂1加入量相当于原材料总重量的0.15％，拔渣后加入液面并搅拌；孕育剂2加入量相当于原材料总重量的0.15％，放置在定量浇口杯内随流孕育处理；所述的孕育剂1包括如下重量百分比组分：Si：74.8％；Ca：1.39％；Ba：2.32％，Al：1.01％以及余量的铁；粒度：3-8mm；所述的孕育剂2包括如下重量百分比组分：Si：73.4％；Ca：0.99％；Ce：1.72％，Al：0.88％；S、O适量以及余量的铁；粒度：0.2-0.7mm；所述电解铜的含铜量为99％。
8.根据权利要求7所述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述的球化剂包括如下重量百分比组分：Mg：5.98％；Si：44.8％；Ca：1.15％；Y：1.26％；La：0.48％；Al：0.50％以及余量的铁；粒度：4-32mm。
9.根据权利要求7所述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述的覆盖剂包括如下重量百分比组分：Si：45.5％；Ca：0.55％；Ba：2.12％，Al：0.71％以及余量的铁；粒度：2-5mm。
10.根据权利要求3所述的QT400-18AR球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述的步骤3的浇注温度为1350-1370℃。
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