CN110129661A - 高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺 - Google Patents

高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺 Download PDF

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CN110129661A CN201910465039.3A CN201910465039A CN110129661A CN 110129661 A CN110129661 A CN 110129661A CN 201910465039 A CN201910465039 A CN 201910465039A CN 110129661 A CN110129661 A CN 110129661A
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Abstract

一种高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，将原料放入中频炉中，升温冶炼，冶炼过程中调整冶炼得到的铁水成分，得到合格铁水，加入增碳剂进行预孕育，并出炉；向球化处理包内装入球化剂、硅钙钡孕育剂和铁屑，在400℃‑450℃保温，冲入部分铁水后，加入硅钙钡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；将浇注完成后的铸铁冷却后进行退火热处理后，经炉冷、空冷后，得到产品。优点是：工艺简单，操作容易。制备的高强度低温高韧性球墨铸铁，在‑20℃的低温下拉伸强度为450MPa以上、屈服强度达到270Mpa以上，用于高铁零件上，可以减轻高铁零件的重量，更加有利于高铁的发展。

Description

高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺。
背景技术
高强度超低温高韧性球墨铸铁不但具有优良的耐低温机械性能以及塑性和韧性，而且具有较高的抗拉强度和屈服强度，主要应用于寒冷地区的重要设备部件上，如轮毅、底座、铁路及地铁配件。
目前，国内外低温高韧性球墨铸铁耐低温温度一般为-20℃和-40℃，抗拉强度如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。随着高铁列车不断拓展，减轻重量降低能耗被提了处来，设计者对材料提出了更高要求，而高强度低温高韧性球墨铸铁在保证其他性能的基础上，抗拉强度可达到450Mpa，屈服强度可达到270Mpa，这样同样一种零件重量可以减少10％，从而更有利于高铁发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在-20℃的低温下拉伸强度为450MPa以上、屈服强度达到270Mpa以上，冲击性能为12J以上高强度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：
一种高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其具体步骤是：
(1)冶炼铁水
将生铁、废钢、锰铁、硅铁、增碳剂和镍为原料，或将生铁、高强度低温高韧性球墨铸铁回炉料、废钢、增碳剂和镍为原料放入中频炉中，升温冶炼，冶炼过程中调整冶炼得到的铁水成分，使铁水中的C的质量含量为3.6％-3.8％、Si的质量含量为1.3％-1.4％、Mn的质量含量0.25％-0.35％、镍的质量含量0.7％-0.8％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；
(2)球化处理
向球化处理包内装入占铁水总质量1.0％-1.3％的埃肯5800球化剂、占铁水总质量0.4％的硅钙钡孕育剂、占铁水总质量1％的铁屑，在400℃-450℃保温1小时，冲入占步骤(1)中铁水总质量2/3的铁水后，加入占铁水总质量0.4％硅钙钡孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；
(3)浇注处理
铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后进行浇注；
(4)、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750℃，退火时间为3小时，退火处理后，进行炉冷至580℃，然后空冷，得到高强度低温高韧性球墨铸铁。
进一步的，所述废钢为碳素钢。
进一步的，所述碳素钢成分要求为C≤0.3wt％、Si≤0.2wt％、Mn≤0.3wt％、P≤0.02wt％、S≤0.015wt％。
进一步的，所述生铁成分要求为C≥4wt％、Si≤0.4wt％、Mn≤0.3wt％、P≤0.025wt％、S≤0.02wt％、Ti≤0.03wt％。
进一步的，铁水冶炼原料为生铁、废钢、锰铁、硅铁、增碳剂和镍时，按重量百分含量由以下成分组成：生铁70.2％-75.2％，废钢23％-28％，锰铁0.2-0.3％，硅铁0.3％-0.35％，增碳剂0.4％-0.5％；镍0.7％-0.8％。
进一步的，铁水冶炼原料为生铁、高强度低温高韧性球墨铸铁回炉料、废钢、增碳剂和镍时，按重量百分含量由以下成分组成：生铁45％-55％，高强度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％；镍0.5-0.6％。
进一步的，所述硅铁的牌号按GB2272-87标准的FeSi75-B和FeSi75-C。
进一步的，所述锰铁牌号按GB3795-87标准的高碳电炉锰铁。
进一步的，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％。
进一步的，浇注温度为1380℃-1440℃，整个浇注完成时间≤10min。
进一步的，所述生铁成分质量百分含量的要求如下：
C Si Mn P S Ti
≥4.0 ≤0.4 ≤0.3 ≤0.025 ≤0.015 ≤0.03
。
生铁中微量元素质量百分含量的要求如下：
本发明的有益效果是：
工艺简单，操作容易。在出铁前，加入增碳剂的同时进行出炉，球墨铸铁中石墨球化率高，使高强度低温高韧性球墨铸铁具有优异的塑性和韧性，-20℃冲击性能为12J以上；通过适当增加球墨铸铁中锰元素的含量，使基体中含有少量珠光体，从而提高抗拉强度，制备的高强度低温高韧性球墨铸铁，在-20℃的低温下拉伸强度为450MPa以上、屈服强度达到270Mpa以上，用于高铁零件上，可以减轻高铁零件的重量，更加有利于高铁的发展。
附图说明
图1是本发明实施例1经腐蚀的100倍金相图；
图2是本发明对比例2经腐蚀的100倍金相图。
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
成分 C％ Si％ Mn％ P％ S％ Mg％(残) RE％(残) Ni％
范围 3.6-3.8 1.3-1.4 0.25-0.35 ≤0.025 0.006-0.015 0.03-0.045 ＜0.01 0.7-0.8
。
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70.5％，废钢27.8％，硅铁0.35％，锰铁0.25％，增碳剂0.4％；Ni 0.7％。
a.生铁成分质量百分含量如下：
C Si Mn P S Ti
≥4.0 ≤0.4 ≤0.30 ≤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；
d.锰铁牌号为GB3795-87电炉锰铁FeMn79C7.5；
(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℃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；
e.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；
f.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
g.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
(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，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750℃，退火时间为3小时，退火处理后进行炉冷至580℃，然后空冷，得到高强度超低温高韧性球墨铸铁。
球墨铸铁金相石墨大小评定[根据GB/T 9441-2009]，评定结果为：7级，石墨颗粒真实平均直径＝0.0238mm,石墨球个数(个/平方毫米)＝225
球化率评定[根据GB/T9441-2009]：3级:(球化率＝85.18％)；
珠光体评定[根据GB/T9441-2009]珠20。
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75.2％，废钢23％，硅铁0.3％，锰铁0.3％，增碳剂0.5％；Ni 0.7％。
a.生铁成分质量百分含量如下：
C Si Mn P S Ti
≥4.0 ≤0.4 ≤0.30 ≤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；
d.锰铁牌号为GB3795-87电炉锰铁FeMn79C7.5；
(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；
e.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1.1％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1/3铁水；
f.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
g.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
(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，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750℃，退火时间为3小时，退火处理后进行炉冷至580℃，然后空冷，得到高强度超低温高韧性球墨铸铁。
球墨铸铁金相石墨大小评定[根据GB/T 9441-2009]，评定结果为：7级，石墨颗粒真实平均直径＝0.0238mm,石墨球个数(个/平方毫米)＝225
球化率评定[根据GB/T9441-2009]：3级:(球化率＝85.18％)；
珠光体评定[根据GB/T9441-2009]珠20。
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70.25％，废钢28％，硅铁0.32％，锰铁0.2％，增碳剂0.43％；Ni 0.8％。
a.生铁成分质量百分含量如下：
C Si Mn P S Ti
≥4.0 ≤0.4 ≤0.30 ≤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；
d.锰铁牌号为GB3795-87电炉锰铁FeMn79C7.5；
(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；
e.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1.3％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1/3铁水；
f.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
g.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
(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，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750℃，退火时间为3小时，退火处理后进行炉冷至580℃，然后空冷，得到高强度超低温高韧性球墨铸铁。
球墨铸铁金相石墨大小评定[根据GB/T 9441-2009]，评定结果为：7级，石墨颗粒真实平均直径＝0.0232mm,石墨球个数(个/平方毫米)＝218
球化率评定[根据GB/T9441-2009]：3级:(球化率＝84.99％)；
珠光体评定[根据GB/T9441-2009]珠20。
对比例1
按照实施例3的工艺以及下表成分配料进行生产球墨铸铁，制得的球墨铸铁产品指标如下表所示：
名称 C Si Mn P S Mg Re
数量％ 3.69 2.25 0.11 0.021 0.008 0.051 0.007
。
对比例2
按照实施例3的工艺以及下表成分配料进行生产球墨铸铁，制得的球墨铸铁产品指标如下表所示：
名称 C Si Mn p S Mg Re
数量％ 3.62 2.19 0.55 0.021 0.014 0.043 0.007
该球磨铸铁经腐蚀的100倍金相图如图2所示。
表2本发明实施例1-实施例3冲击功检验结果
将本发明实施例1-实施例3、对比例1、对比例2制成规格为Φ10的样件，进行拉伸性能试验，试验标准为GB/T 228-2002，标距为50nm，测试温度为22℃，试验结果如表3所示：
表3拉伸性能试验表
表4本发明实施例1-实施例3化学成分表
C％ Si％ Mn％ P％ S％ Ni％ Mg％(残) RE％(残)
实施例1 3.68 2.23 0.32 0.023 0.01 0.73 0.043 0.008
实施例2 3.73 2.18 0.33 0.020 0.009 0.76 0.039 0.006
实施例3 3.69 2.23 0.30 0.021 0.010 0.74 0.041 0.008
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3生产的高强度低温高韧性球墨铸铁在-20℃的冲击性能为12J以上，延伸率达到18％以上，而抗拉强度和屈服强度则分别达到450Mpa和270Mpa，优于国家同类产品。
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46.1％，实施例1生产的高强度低温高韧性球墨铸铁回炉料35％，废钢18％，增碳剂0.4％；Ni 0.5％；
a.生铁成分百分含量的要求如下：
C Si Mn P S Ti
≥4.0 ≤0.4 ≤0.30 ≤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；
a.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
(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750℃，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：7级石墨颗粒真实平均直径＝0.0226mm,石墨球个数[个/平方毫米]＝245
球化率评定根据[GB/T9441-2009]3级:(球化率＝88.91％)；
珠光体评定根据[GB/T9441-2009]珠20。
经检测，在-20℃的冲击性能为12.66J，而抗拉强度和屈服强度则分别达到456.88Mpa和281.69Mpa，优于国家同类产品。
实施例5
本实施例中原料配料按照如下组成(重量百分含量)：生铁45％，实施例1生产的高强度低温高韧性球墨铸铁回炉料33.9％，废钢20％，增碳剂0.5％；Ni 0.6％；其他生产工艺同实施例4。
球墨铸铁金相石墨大小和评定[GB/T 9441-2009]，评定结果为：7级石墨颗粒真实平均直径＝0.0227mm,石墨球个数[个/平方毫米]＝241
球化率评定根据[GB/T9441-2009]3级:(球化率＝88.26％)；
珠光体评定根据[GB/T9441-2009]珠20。
经检测，在-20℃的冲击性能为12.66J，而抗拉强度和屈服强度则分别达到456.81Mpa和281.36Mpa，优于国家同类产品。
实施例6
本实施例中原料配料按照如下组成(重量百分含量)：生铁55％，实施例1生产的高强度低温高韧性球墨铸铁回炉料25％，废钢19％，增碳剂0.45％；Ni 0.55％；其他生产工艺同实施例4。
球墨铸铁金相石墨大小和评定[GB/T 9441-2009]，评定结果为：7级石墨颗粒真实平均直径＝0.0224mm,石墨球个数[个/平方毫米]＝242
球化率评定根据[GB/T9441-2009]3级:(球化率＝88.52％)；
珠光体评定根据[GB/T9441-2009]珠20。
经检测，在-20℃的冲击性能为12.5J，而抗拉强度和屈服强度则分别达到457.16Mpa和282.05Mpa，优于国家同类产品。
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 (10)

1.一种高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：
具体步骤是：
(1)冶炼铁水
将生铁、废钢、锰铁、硅铁、增碳剂和镍为原料，或将生铁、高强度低温高韧性球墨铸铁回炉料、废钢、增碳剂和镍为原料放入中频炉中，升温冶炼，冶炼过程中调整冶炼得到的铁水成分，使铁水中的C的质量含量为3.6％-3.8％、Si的质量含量为1.3％-1.4％、Mn的质量含量0.25％-0.35％、镍的质量含量0.7％-0.8％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；
(2)球化处理
向球化处理包内装入占铁水总质量1.0％-1.3％的埃肯5800球化剂、占铁水总质量0.4％的硅钙钡孕育剂、占铁水总质量1％的铁屑，在400℃-450℃保温1小时，冲入占步骤(1)中铁水总质量2/3的铁水后，加入占铁水总质量0.4％硅钙钡孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；
(3)浇注处理
铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后进行浇注；
(4)、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750℃，退火时间为3小时，退火处理后，进行炉冷至580℃，然后空冷，得到高强度低温高韧性球墨铸铁。
2.根据权利要求1所述的高强度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。
3.根据权利要求2所述的高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：所述碳素钢成分要求为C≤0.3wt％、Si≤0.2wt％、Mn≤0.3wt％、P≤0.02wt％、S≤0.015wt％。
4.根据权利要求1所述的高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：所述生铁成分要求为C≥4wt％、Si≤0.4wt％、Mn≤0.3wt％、P≤0.025wt％、S≤0.02wt％、Ti≤0.03wt％。
5.根据权利要求1所述的高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：铁水冶炼原料为生铁、废钢、锰铁、硅铁、增碳剂和镍时，按重量百分含量由以下成分组成：生铁70.2％-75.2％，废钢23％-28％，锰铁0.2％-0.3％，硅铁0.3％-0.35％，增碳剂0.4％-0.5％，镍0.7％-0.8％。
6.根据权利要求1所述的高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：铁水冶炼原料为生铁、高强度低温高韧性球墨铸铁回炉料、废钢、增碳剂和镍时，按重量百分含量由以下成分组成：生铁45％-55％，高强度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％；镍0.5％-0.6％。
7.根据权利要求1所述的高强度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和FeSi75-C。
8.根据权利要求1所述的高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：所述锰铁牌号按GB3795-87标准的高碳电炉锰铁。
9.根据权利要求1所述的高强度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％。
10.根据权利要求1所述的高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其特征是：浇注温度为1380℃-1440℃，整个浇注完成时间≤10min。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111187973A (zh) * 2020-03-02 2020-05-22 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
CN111910120A (zh) * 2020-08-10 2020-11-10 安徽恒升铸业有限公司 一种高韧性的球墨铸铁的制备方法
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
CN112410655A (zh) * 2020-11-11 2021-02-26 清华大学 高导热高韧性球墨铸铁及其制备方法
CN113084096A (zh) * 2021-04-12 2021-07-09 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
CN114657307A (zh) * 2022-04-18 2022-06-24 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

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103981434A (zh) * 2014-05-28 2014-08-13 河南理工大学 一种高强韧球墨铸铁的制备方法
CN105886692A (zh) * 2016-04-22 2016-08-24 锦州捷通铁路机械制造有限公司 -70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103981434A (zh) * 2014-05-28 2014-08-13 河南理工大学 一种高强韧球墨铸铁的制备方法
CN105886692A (zh) * 2016-04-22 2016-08-24 锦州捷通铁路机械制造有限公司 -70℃超低温高韧性球墨铸铁的生产工艺

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111187973A (zh) * 2020-03-02 2020-05-22 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
CN111910120A (zh) * 2020-08-10 2020-11-10 安徽恒升铸业有限公司 一种高韧性的球墨铸铁的制备方法
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
CN112410655A (zh) * 2020-11-11 2021-02-26 清华大学 高导热高韧性球墨铸铁及其制备方法
CN112410655B (zh) * 2020-11-11 2021-12-21 清华大学 高导热高韧性球墨铸铁及其制备方法
CN113084096A (zh) * 2021-04-12 2021-07-09 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
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
CN114657307A (zh) * 2022-04-18 2022-06-24 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

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