CN112410655B - 高导热高韧性球墨铸铁及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高导热高韧性球墨铸铁，由Fe元素、C元素、Si元素以及其他元素组成，所述其他元素包括Mn、P、S、Mg中的多种或全部，以重量百分比计，所述球墨铸铁中各元素的含量为：C≥3.9％；Si≤1.5％；其他元素≤0.3％；余量为Fe。本发明还涉及所述球墨铸铁的制备方法。本发明所制备的球墨铸铁，其性能在20℃～300℃的导热系数为40W/m K～45W/m K，在400℃～500℃的导热系数为35W/m K～40W/m K，伸长率≥25％，抗拉强度≥300MPa。本发明进一步涉及一种制成品，由所述的球墨铸铁制成。

Description

高导热高韧性球墨铸铁及其制备方法

本申请要求于2020年11月11日提交中国专利局、申请号为2020112517989发明名称为“高导热高韧性球墨铸铁及其制备方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，特别是涉及一种高导热高韧性球墨铸铁及其制备方法。

背景技术

铸铁是以Fe、C、Si为主要元素的多元共晶型合金。铸铁由于具有良好的物理和力学性能、优异的铸造性能及低廉的成本等优点，是目前用量最多的铸造金属材料。其中，球墨铸铁是指铁液凝固时碳以石墨形式呈球状形态析出的铸铁。由于球状石墨减小了应力集中和对基体的割裂作用，所以球墨铸铁的力学性能明显优于其他类型铸铁，抗拉强度甚至高于普通碳钢。球墨铸铁正是基于其优异的力学性能和低廉的成本，已广泛用于受力复杂，强度、韧性、耐磨性、疲劳强度要求较高的结构零部件。近年来，球墨铸铁已发展为仅次于灰铸铁、应用十分广泛的铸铁材料。

灰铸铁的导热系数一般为40W/m K～55W/m K，球墨铸铁尽管具有十分优异的力学性能，但其室温导热系数一般往往只有20W/m K～35W/m K，其导热系数远低于灰铸铁的导热系数。因此，对于那些需要经受热循环载荷的产品，如发动机的缸体、缸盖及在较高温度下使用的模具等产品，球墨铸铁的抗热机械疲劳性能反而不如灰铸铁。低的导热系数限制了球墨铸铁在高温场合的应用。近年来，随着发动机的爆压和功率密度不断提高，作为缸体和缸盖材质的灰铸铁材料已经从最初的HT200上升至HT300。进一步通过合金化的方式提升灰铸铁的抗拉强度已非常困难，并且导热性能还会大幅度降低，同时失去灰铸铁的成本优势。另外，由于片状石墨会割裂基体，灰铸铁的延伸率极低，其在承受热载荷时容易在片状石墨周围萌生热裂纹，从而降低产品的使用寿命。因此，提高球墨铸铁的导热系数以发展为适用于现代发动机缸体、缸盖和高温使用的模具等耐热产品的材质成为亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种同时兼具高导热和高韧性的球墨铸铁。

本发明提供一种高导热高韧性球墨铸铁，由Fe元素、C元素、Si元素以及其他元素组成，所述其他元素包括Mn、P、S、Mg中的多种或全部，以重量百分比计，所述球墨铸铁中各元素的含量为：C≥3.9％；Si≤1.5％；其他元素≤0.3％；余量为Fe。

在其中一个实施例中，所述球墨铸铁中C元素含量为3.9％～4.1％。

在其中一个实施例中，所述球墨铸铁中Si元素的含量为0.8％～1.5％。

在其中一个实施例中，所述球墨铸铁中所述其他元素包括Mn、P、S和Mg，所述其他元素的含量为：Mn：0.04％～0.25％，P：0.01％～0.03％，S：0.005％～0.02％，Mg：0.04％～0.06％。

在其中一个实施例中，所述球墨铸铁在20℃～300℃的导热系数为40W/m K～45W/m K，在400℃～500℃时导热系数为35W/m K～40W/m K，伸长率≥25％，抗拉强度≥300MPa。

本发明提供一种所述的高导热高韧性球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：

将优质生铁和低锰碳钢混合进行熔炼，形成铁水；

将所述铁水进行球化、孕育和浇注处理，所述孕育包括一次孕育和随流孕育。

在其中一个实施例中，所述优质生铁包括Fe、C、Si、P、S、Mn，以重量百分比计，其中，P元素含量小于等于0.04％，S元素含量小于等于0.03％，Mn含量小于等于0.1％；所述低锰碳钢包括Fe、C、Si、Mn，以重量百分比计，其中，所述Mn元素含量小于等于0.5％。

在其中一个实施例中，所述原料还包括硅铁。

在其中一个实施例中，进行所述球化处理之前还包括将铁水进行过热处理，所述过热温度为1520℃～1580℃。

本发明提供一种制成品，由所述的球墨铸铁制成。

在其中一个实施例中，所述制品为发动机缸体、缸盖或耐热模具。

合金元素的加入可以提高球墨铸铁的力学性能，但同时也会显著降低球墨铸铁的导热系数。因此，现有技术中球墨铸铁的导热系数仅有20W/m K～35W/m K。本发明发明人打破传统的球墨铸铁设计思路，首次采用高碳低硅、低合金元素组成的球墨铸铁，不仅能够提高球墨铸铁的导热系数，还能够保持球墨铸铁良好的力学性能。本发明实施例提供的球墨铸铁，通过控制球墨铸铁中碳的百分含量大于等于3.9％，硅的百分含量小于等于1.5％，其他元素含量小于等于0.3％，使得球墨铸铁的导热系数在20℃～300℃能够达到40W/m K～45W/m K，并且高温400℃～500℃时导热系数还可以维持在35W/m K～40W/m K，伸长率达到25％以上，抗拉强度达到300MPa及以上，兼具高塑性和高导热性，因此，其具有良好的抗热机械疲劳性能，能够满足发动机缸体、缸盖等汽车零部件，以及需在高温下工作的模具等零件的要求。

附图说明

图1为实施例1制备的球墨铸铁试棒的金相组织图；

图2为实施例2制备的球墨铸铁试棒的金相组织图；

图3为实施例3制备的球墨铸铁试棒的金相组织图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外，所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如，因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何数值，例如，1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。

本发明所述“优质生铁”是指含碳量大于2％的铁碳合金，并含少量Si、Mn、S、P等元素，其中P元素含量小于等于0.04％，S元素含量小于等于0.03％，Mn含量小于等于0.1％。

本发明所述“工业纯铁”是碳钢的一种，化学成分主要是铁，含量在99.50％～99.90％，含碳量在0.04％以下，其他元素愈少愈好。本发明所述“低锰碳钢”是指Mn含量小于等于0.5％的碳钢。

本发明所述“铸型”是指铸造时用以浇入熔化的金属以形成一定形状铸件的模子。

本发明所述“优质碳钢”是指杂质元素含量较低的碳钢，杂质元素为除Fe和C以外的元素，其中，要求Mn含量小于等于0.5％、其他杂质元素总含量小于等于0.3％。

本发明实例提供一种球墨铸铁，由Fe元素、C元素、Si元素以及其他元素组成，所述其他元素包括Mn、P、S、Mg中的多种或全部，以重量百分比计，所述球墨铸铁中各元素的含量为：C≥3.9％；Si≤1.5％；其他元素≤0.3％；余量为Fe。

合金元素的加入可以提高球墨铸铁的抗拉强度，但同时也会降低球墨铸铁的导热系数和延伸率。因此，现有技术中球墨铸铁的导热系数仅有20W/m K～35W/m K。本发明发明人打破传统的球墨铸铁设计思路，首次采用高碳低硅、低合金元素组成的球墨铸铁，不仅能够提高球墨铸铁的导热系数，还能够保持球墨铸铁良好的力学性能。本发明实施例提供的球墨铸铁，通过控制球墨铸铁中碳的百分含量大于等于3.9％，硅的百分含量小于等于1.5％，其他元素含量小于等于0.3％，使得球墨铸铁的导热系数在20℃～300℃能够达到40W/m K～45W/m K，并且高温400℃～500℃时导热系数还可以维持在35W/m K～40W/m K，伸长率达到25％以上，抗拉强度达到300MPa及以上，兼具高塑性和高导热性，因此，其具有良好的抗热机械疲劳性能，能够满足发动机缸体、缸盖等汽车零部件，以及需在高温下工作的模具等零件的要求。

在一实施例中，所述球墨铸铁中C元素含量为3.9％～4.1％之间的任意值，例如还可以为3.95％、3.97％、3.99％、4.0％、4.01％、4.02％、4.03％、4.04％、4.05％、4.06％、4.07％、4.08％、4.09％。

在一实施例中，所述球墨铸铁中Si元素的含量为0.8％～1.5％之间的任意值，例如还可以为0.85％、0.90％、0.95％、0.99％、1％、1.1％、1.15％、1.18％、1.2％、1.25％、1.28％、1.3％、1.31％、1.32％、1.33％、1.35％、1.38％、1.4％、1.43％、1.45％、1.47％、1.49％。

在一实施例中，所述球墨铸铁中所述其他元素包括Mn、P、S和Mg。

Mn的含量可以为0.04％～0.25％之间的任意值，例如还可以为0.043％、0.045％、0.048％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.15％、0.18％、0.2％、0.22％。

P的含量可以为0.01％～0.03％之间的任意值，例如还可以为0.01％、0.019％、0.02％、0.022％、0.024％、0.026％、0.028％。

S的含量可以为0.005％～0.02％之间的任意值，例如还可以为0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.012％、0.014％、0.015％、0.016％、0.018％。

Mg的含量可以为0.04％～0.06％之间的任意值，例如还可以为0.043％、0.045％、0.047％、0.049％、0.05％、0.052％、0.054％、0.056％、0.058％。

在一实施例中，所述球墨铸铁的导热系数在20℃～300℃的导热系数为40W/m K～45W/m K，在400℃～500℃的导热系数为35W/m K～40W/m K，伸长率≥25％，抗拉强度≥300MPa。

本发明还提供一种上述球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：

S1，将优质生铁和低锰碳钢混合进行熔炼，形成铁水；以及

S2，将所述铁水进行球化、孕育和浇注处理，所述孕育包括一次孕育和随流孕育。

由于上述球墨铸铁中Si含量非常低，容易出现白口和碳化物。而本发明实施例提供的球墨铸铁的制备方法，采用一次孕育和随流孕育结合两次孕育方式，可以防止球墨铸铁产生白口和碳化物，同时防止由于孕育衰退导致球墨铸铁的石墨数量过少、石墨形状产生畸变。

在一优选实施例中，所述优质生铁包括Fe、C、Si、P、S、Mn，以重量百分比计，其中，P元素含量小于等于0.04％，S元素含量小于等于0.03％，Mn含量小于等于0.1％；所述低锰碳钢包括Fe、C、Si、Mn，以重量百分比计，其中，Mn含量小于等于0.5％。

所述低锰碳钢可以为工业纯铁或优质碳钢，优选为工业纯铁。

所述生铁优选为寿光生铁或华强生铁。

在一优选实施例中，所述原料还包括硅铁。所述硅铁的选择可以根据所需要的球墨铸铁中硅的含量进行选择，以增加所述球墨铸铁中Si的含量。优选地，所述硅铁中Si元素含量大于等于70％。

原料中所述生铁、低锰碳钢和硅铁的质量比可以根据实际需要进行调整，以使铁水中C≥3.9％，Si≤1.5％为目的。

在一些实施例中，步骤S1中，原料中还可以进一步加入增碳剂。优选地，所述增碳剂的C元素含量大于99％。所述增碳剂的用量可以根据熔炼过程中的烧损情况而定，熔炼时间越长，烧损越严重，需要的增碳剂的量越多。

为确保所述铁水成分合格，在所述步骤S2之前，还包括炉前检测：

炉内取原铁水激冷成分样，碳含量采用高频红外碳硫分析仪检测，其他成分采用直读光谱仪检测，若化学成分达不到所需的要求，需调整原铁水化学成分，直到达到要求为止。

所述原铁水激冷成分样可以包括碳硫分析的薄片样和光谱分析的纽扣样。

步骤S1中，各原料熔炼为铁水后，还可以将铁水进行过热处理。铁水过热温度可以为1520℃～1580℃之间的任意值，例如还可以为1525℃、1530℃、1535℃、1540℃、1545℃、1550℃、1555℃、1560℃、1565℃、1570℃、1575℃。

铁水过热5分钟～8分钟后，进行出铁。铁水出铁温度可以为1510℃～1570℃之间的任意值，例如还可以为1520℃、1525℃、1530℃、1535℃、1540℃、1545℃、1550℃、1555℃、1560℃、1565℃。

所述球化步骤所用球化剂无特别限定，可以包括但不限于镁硅系合金球化剂、稀土镁硅系合金球化剂、钙系合金球化剂、镍镁系合金球化剂、纯镁球化剂、稀土合金球化剂。

所述球化处理采用冲入法，采用的处理包为堤坝式浇包。优选的，所述球化过程中还可以在球化剂和孕育剂上覆盖小钢片防止球化剂反应剧烈，保证球化效果。

所述一次孕育和所述随流孕育步骤所用孕育剂可以为本领域任意常见的孕育剂。优选地，所述一次孕育步骤所用孕育剂为低钡粒状孕育剂，所述随流孕育步骤所用孕育剂为硫氧粉状孕育剂。

在一优选实施例中，所述浇注时所用铸型为缓冷铸型，缓冷铸型可以使球墨铸铁基体全部为铁素体。所述缓冷铸型包括但不限于，干砂型铸型、预热铸型、覆盖砂型铸型。

进一步地，当铸件为中大型铸件时，可采用普通湿砂型铸造。当铸件为薄壁或小型铸件时，可采用干砂型、预热铸型，或采用覆砂型，起到保温效果，防止由于冷却速度过快而形成珠光体。

在一实施例中，所述一次孕育和所述球化处理同时进行，所述随流孕育和所述浇注同时进行。

本发明实施例进一步提供一种制成品，由所述的球墨铸铁制成。

在一些实施例中，所述制品为需经受热循环载荷的产品。所述制品可以为汽车零件或模具。在一优选实施例中，所述制品为发动机缸体、缸盖或耐热模具。

以下为具体实施例。旨在对本发明做进一步的详细说明，以帮助本领域技术及研究人员进一步理解本发明，有关技术条件等并不构成对本发明的任何限制。在本发明权利要求范围内所做的任何形式的修改，均在本发明权利要求的保护范围之内。以下百分数均为重量百分含量。以下实施例中用到的试剂以及仪器如下：

稀土镁球化剂：埃肯5928球化剂；低钡粒状孕育剂：BS-1A孕育剂；粉状随流孕育剂：硫氧粉状孕育剂(S-O孕育剂)；熔炼电炉为KGPS-400/2.5J。

铸型准备：由于以下实施例中使用的铸型为棒状试样用铸型，铸型较小，将呋喃树脂砂覆盖在砂型周围。一方面，可以固定砂型，防止浇注过程中铁水冲开砂型；另一方面起到保温效果，防止由于冷却速度过快而形成珠光体。

以下实施例所用寿光生铁、工业纯铁、增碳剂、硅碳、球化剂、孕育剂的具体成分如表1和表2所示。

表1

表2

注：RE为主要成分为Ce元素的混合稀土元素；另外，由于球化剂和孕育剂的用量很少，其中含有的重量百分比在2％及以下的元素例如Ba、Ca、RE、Al等元素在最终产品球磨铸铁中的含量极少，几乎没有，并且对其性质完全没有影响，可忽略不计。

实施例1

配料：原料包括寿光生铁、工业纯铁和增碳剂，其具体成分如表1所示。球化剂和孕育剂用量也见表3。

(1)熔炼：将原料寿光生铁和工业纯铁在300kg电炉中进行熔炼，形成铁水，铁水在炉中过热至1530℃。

(2)炉前检测：炉内取原铁水激冷成分样(包括碳硫分析的薄片样和光谱分析的纽扣样)，碳含量采用高频红外碳硫分析仪检测，其他成分采用直读光谱仪检测。若化学成分达不到所需的要求，调整原铁水化学成分，直到达到要求为止。

(3)球化和一次孕育处理：铁水过热5分钟后出铁，出铁温度控制在1510℃左右，将铁水倾倒至50kg浇包(堤坝式浇包)中，采用堤坝式包底冲入法进行球化处理和一次孕育处理。依次将稀土镁球化剂、低钡粒状孕育剂(一次孕育剂)放入浇包包底一侧，上面再覆盖一层小钢片。钢片的作用主要是防止球化剂反应剧烈，保证球化效果。然后往另一侧冲入铁水，球化处理完后取成分样。

(6)随流孕育和浇注。待温度降至1340℃进行浇注，浇注时同时以漏斗形式加入粉状随流孕育剂(随流孕育剂)。每包铁水浇3个试棒，其中试棒的尺寸为Φ30×185mm。打箱后取试棒中部，用直读光谱仪检测样品最终的Si含量。

实施例2

配料：原料包括寿光生铁、工业纯铁、硅铁和增碳剂，其具体成分如表1所示。球化剂和孕育剂用量也见表3。

(1)熔炼：将原料寿光生铁、工业纯铁、硅铁在300kg电炉中进行熔炼，形成铁水，铁水在炉中过热至1520℃。

(2)炉前检测：炉内取原铁水激冷成分样(包括碳硫分析的薄片样和光谱分析的纽扣样)，碳含量采用高频红外碳硫分析仪检测，其他成分采用直读光谱仪检测。若化学成分达不到所需的要求，调整原铁水化学成分，直到达到要求为止。

(3)球化和一次孕育处理：铁水过热5分钟后出铁，出铁温度控制在1510℃左右，将铁水倾倒至50kg浇包(堤坝式浇包)中，采用堤坝式包底冲入法进行球化处理和一次孕育处理。依次将稀土镁球化剂、低钡粒状孕育剂(一次孕育剂)放入浇包包底一侧，上面再覆盖一层小钢片。钢片的作用主要是防止球化剂反应剧烈，保证球化效果。然后往另一侧冲入铁水，球化处理完后取成分样。

(4)随流孕育和浇注。待温度降至1370℃进行浇注，浇注时同时以漏斗形式加入粉状随流孕育剂(随流孕育剂)。每包铁水浇3个试棒，其中试棒的尺寸为Φ30×185mm。打箱后取试棒中部，用直读光谱仪检测样品最终的Si含量。

实施例3

配料：原料包括寿光生铁、工业纯铁、硅铁和增碳剂，其具体成分如表1所示。球化剂和孕育剂用量也见表3。

(1)熔炼：将原料寿光生铁、工业纯铁、硅铁在300kg电炉中进行熔炼，形成铁水，铁水在炉中过热至1520℃。

(2)炉前检测：炉内取原铁水激冷成分样(包括碳硫分析的薄片样和光谱分析的纽扣样)，碳含量采用高频红外碳硫分析仪检测，其他成分采用直读光谱仪检测。若化学成分达不到所需的要求，调整原铁水化学成分，直到达到要求为止。

(3)球化和一次孕育处理：铁水过热5分钟后出铁，出铁温度控制在1530℃左右，将铁水倾倒至50kg浇包(堤坝式浇包)中，采用堤坝式包底冲入法进行球化处理和一次孕育处理。依次将稀土镁球化剂、低钡粒状孕育剂(一次孕育剂)放入浇包包底一侧，上面再覆盖一层小钢片。钢片的作用主要是防止球化剂反应剧烈，保证球化效果。然后往另一侧冲入铁水，球化处理完后取成分样。

(4)随流孕育和浇注。待温度降至1370℃进行浇注，浇注时同时以漏斗形式加入粉状随流孕育剂(随流孕育剂)。每包铁水浇3个试棒，其中试棒的尺寸为Φ30×185mm。打箱后取试棒中部，用直读光谱仪检测样品最终的Si含量。

表3

实施例1～3制备的球墨铸铁试棒的实际成分如表4所示：

表4

注：CE为碳当量。

组织表征与分析测试

将实施例1～3中制备的三根试棒进行测试分析，分别对每个实施例中的第一根和第二根试棒进行车削加工，每根试棒切成两个部分，一部分用于力学性能拉伸测试，另一部分用于组织表征。

拉伸性能测试的设备采用UTM5305电子万能试验机，拉伸速度为5mm/min。断后计算拉伸试棒的抗拉强度和延伸率，再取两根棒的平均值作为最终的数据。

金相试样依次采用600#和1500#的砂纸进行磨样，然后使用金相专用抛光剂进行抛光，在抛光状态下用光学显微镜观察石墨形态、大小和分布情况。然后采用4％硝酸酒精溶液进行腐蚀，在腐蚀的状态下观察球墨铸铁的基体组织。

用激光导热仪LFA500对第三根试棒进行相应的导热性能测试，测量球墨铸铁在27℃、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃下的热扩散系数和比热，试样尺寸为Φ12.7×2mm。实验前试样要喷碳处理，为了防止试样在高温下氧化，实验环境为真空状态。测量时用Inconel 600做标样，最后计算出导热系数。每次测试5个点，系统自动剔除拟合较差的坏点，然后对剩余的点取平均值。

(1)金相观察

实施例1制备的试棒的显微组织如图1所示，石墨球化良好，基体为铁素体。实施例2制备的试棒的显微组织如图2所示，石墨球化良好，基体为铁素体。实施例3制备的试棒的显微组织如图3所示，石墨球化良好，基体为铁素体。

(2)力学性能拉伸测试

表5

力学性能如表5所示，实施例1制备的试棒抗拉强度为300MPa，延伸率为26.6％。实施例2制备的试棒抗拉强度为313MPa，延伸率为26.0％。实施例3制备的试棒抗拉强度为334MPa，延伸率为25.6％。

(3)导热系数测试

表6样品在27℃～500℃的导热系数(W/m K)

导热系数如表6所示：实施例1制备的试棒室温导热系数为42.8W/m K，500℃下还能保持到35.9W/m K。实施例2制备的试棒室温导热系数为41.3W/m K，500℃下还能保持到35.2W/m K。实施例3制备的试棒室温导热系数为40W/m K，500℃下还能保持到35.7W/m K。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种高导热高韧性球墨铸铁，其特征在于，由Fe元素、C元素、Si元素以及其他元素组成，所述其他元素包括Mn、P、S、Mg中的多种或全部，以重量百分比计，所述球墨铸铁中各元素的含量为：

3.9%≤C≤4.1%；

0.8%≤Si≤1.4%；

其他元素≤0.3%；

余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的高导热高韧性球墨铸铁，其特征在于，所述球墨铸铁中所述其他元素包括Mn、P、S和Mg，所述其他元素的含量为：

Mn：0.04%~0.25%；

P：0.01%~0.03%；

S：0.005%~0.02%；

Mg：0.04%~0.06%。

3. 根据权利要求1~2任一项所述的高导热高韧性球墨铸铁，其特征在于，所述球墨铸铁在20℃~300℃的导热系数为40W/m K~45W/m K，在400℃~500℃的导热系数为35W/m K~40W/m K，伸长率≥25%，抗拉强度≥300MPa。

4.一种如权利要求1~3任一项所述的高导热高韧性球墨铸铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将原料优质生铁和低锰碳钢混合进行熔炼，形成铁水；

将所述铁水进行球化、孕育和浇注处理，所述孕育包括一次孕育和随流孕育。

5. 根据权利要求4所述的高导热高韧性球墨铸铁的制备方法，其特征在于，以重量百分比计，所述优质生铁包括Fe、C、Si 、P、S、Mn，以重量百分比计，其中，P元素含量小于等于0.04%，S元素含量小于等于0.03%，Mn元素含量小于等于0.1%；所述低锰碳钢包括Fe、C、Si、Mn，以重量百分比计，其中， Mn元素含量小于等于0.5%。

6.根据权利要求4所述的球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述原料还包括硅铁。

7.一种制成品，其特征在于，由权利要求1~3任一项所述的球墨铸铁制成。

8.根据权利要求7所述的制成品，其特征在于，所述制品为发动机缸体、缸盖或热循环条件下使用的模具。

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