CN114411049B - 一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁及其制备方法与应用 - Google Patents

一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁及其制备方法与应用，包含以下重量百分比的元素：2.6％～3.2％的硅、3％～3.4％的碳、0.3％～0.5％的锰、0.1％～0.2％的铜、0.008％～0.017％的锡、0.04％～0.06％的镁、铝和钛的总含量≤0.035％、硫≤0.02％、磷≤0.03％，其余为铁。在球墨铸铁的制备过程中通过对熔融铁水的定时采样分析，根据测试结果对各元素含量进行调控，制备得到热、机械性能优异的球墨铸铁；通过上述配方及制备方法制备得到的铁素体球墨铸铁，300℃的热传导率≥40W/(K.m)，20～400℃的线性膨胀系数≤11μm(m.K)，780℃的抗拉强度≥75MPa、屈服强度≥40MPa，满足爆发压力为20～24Mpa内燃机活塞铸件的性能需求。

Description

一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及铸铁冶金技术领域，具体涉及一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁及其制备方法与应用。
背景技术
在内燃机技术领域，传统的内燃机活塞通常采用铝材质来制造，随着活塞所承受的爆发压力提高到20MPa以上，铝质活塞由于性能低而不满足使用要求，主机厂纷纷要求开发锻钢活塞，但锻钢活塞制造成本很高。球墨铸铁的成本和性能介于铝和锻钢之间，采用球墨铸铁制造活塞，必须使之适应在高温下工作，即较小的热膨胀系数、较高的导热性和机械性能。但是现有的球墨铸铁通常是适应低温环境的低温铁素体球墨铸铁，其最高性能仅满足QT400-18AL指标；或者是适用于常温工作的珠光体球墨铸铁，其常温性能虽然高达QT900-5指标，但热膨胀系数大、导热性差；另外现有技术中通常会在球墨铸铁中加入贵重金属以增强球墨铸铁的整体使用性能，但会大大增加生产成本。例如专利CN106011609B公开了一种中硅钼铌球墨铸铁材料，通过加入钼元素使共晶团花细化，强化铁素体基体以提高铸件强度，此外，通过添加铌元素以提高铸件的高温强度，制备得到的球墨铸铁在780度的高温条件下，其抗拉强度达到71-74Mpa，上述球墨铸铁材料中包含钼、铌、钒等稀有金属以提高铸铁在高温下的机械强度，大大增加了生产成本，且为使各成分充分熔炼，制备工艺复杂且耗能大，不适于工业化生产。
因此，目前亟需研发一种低成本、在常温或高温环境下具有良好机械性能的铁素体球墨铸铁。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本、导热性好、高温下保持高机械强度的铁素体球墨铸铁。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
本发明第一方面提供了一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁，按重量百分比计，所述球墨铸铁包含以下元素：2.6％～3.2％的硅、3％～3.4％的碳、0.3％～0.5％的锰、0.1％～0.2％的铜、0.008％～0.017％的锡、0.04％～0.06％的镁、铝和钛的总含量≤0.035％、硫≤0.02％，其余为铁；各元素重量百分数之和等于100％。
硅是一种促进石墨球化元素，其固溶于铁素体晶格中与铁原子通过共价键形成含硅铁素体，可有效能提高球墨铸铁的抗拉强度，但硅含量的增加会提高球墨铸铁的韧脆性转变温度，降低铸铁的冲击任性；本发明提供的一种球墨铸铁中硅含量优选为2.6％～3.2％。
进一步地，所述球墨铸铁中碳的含量优选为(4.2％-硅的含量/3)。
碳是球墨铸铁的基本元素之一，有助于石墨化，碳含量的增加有助于提高铸铁凝固时的石墨化膨胀，进而提高铁水的自补缩能力，但碳含量过高，会引起石墨漂浮；经试验验证，当碳含量在4.2％时，铁水的流动性最佳，缩松缩孔缺陷少，但由于硅在铸铁中的石墨化作用相当于碳的1/3，因此优选碳含量为(4.2％-硅的含量/3)。
锰可降低共析转变温度，从而稳定并细化珠光体，可提高球墨铸铁的强度、硬度，此外，锰可与铁水中的硫结合形成MnS进入炉渣被清除，从而起到一定的脱硫作用，但铁素体球墨铸铁中的锰含量每增加0.1％，其脆性转变温度会提高10-12度，会增加缩松倾向。因此，将锰含量优选控制在0.3％～0.5％。
铜能促进珠光体的生成并强化铁素体，在铁液凝固过程中铜固溶于铁素体中，提高铁素体的硬度，但过量的铜会促进珠光体大量析出。因此，铜含量优选为0.1％～0.2％。
进一步地，所述球墨铸铁中锡的含量优选为(0.3％-铜的含量)/12。
锡在铁液凝固过程中易偏聚于石墨球周围，减少碳向石墨球的扩散，从而细化石墨，但过量的锡会促进珠光体大量析出，其作用约为铜的十二分之一，优选的，锡含量为(0.3％-铜含量)/12。通过综合控制铜和锡的含量，可减少珠光体析出，获得铁素体基体的情况下，提高球墨铸铁性能。
镁元素主要起球化作用，但同时会阻碍石墨化。含镁量低则石墨球不圆整，含镁量高则极易出现大量渗碳体。优选的，将镁含量控制在0.04％～0.06％。
不可避免的有害元素的含量控制：球墨铸铁中磷、硫、铝、钛的含量的控制。
磷在铸铁中易形成磷共晶，降低铸铁的强度和韧性，尤其是含磷量超过0.06％时，塑性、韧性急剧下降。优选的，将磷含量控制在0.03％以下。
硫是反球化元素，其在球墨铸铁中会降低球化率，影响铸铁性能。虽然加入球化剂可降低硫的有害作用，但硫含量高使夹杂物增多，不利于球墨铸铁性能。优选的，将硫含量控制在0.02％以下。
铝和钛：铝易引起铸铁的气孔缺陷，一般在球墨铸铁中铝含量在0.05％～0.2％时气孔缺陷最严重；钛在铸铁中也存在和铝类似的影响，其共同作用则使产生气孔缺陷的可能性近似线性增加，因此本发明控制铁水中铝和钛总含量≤0.035％，减少薄壁件气孔，消除组织中的硬质点，提高加工性。
本发明第二方面提供了第一方面所述的铁素体球墨铸铁的制备方法，包括将废钢、复合剂及增碳剂的混合物升温熔化得到铁水，温度升高至1180～1220℃，再加入锰铁、铜、锡合金元素，进行升温、扒渣处理；其中，对铁水进行实时采样分析，通过测定结果对铁水中各元素含量进行调控。
进一步地，根据测定结果将硅、铜的含量控制在优选范围内；通过硅含量计算并确定碳含量，根据计算值对铁水中碳含量进行调控，通过铁水中的铜含量计算并确定碳含量，根据计算值对铁水中锡含量进行调控。
进一步地，所述废钢为碳素钢，具体选自45#碳素钢、Q235#碳素钢、20#碳素钢中的一种或多种。
采用碳素钢为铁源，可减少生铁遗传性，提高铁水的纯净度。
进一步地，所述复合剂优选为碳化硅。
进一步地，所述增碳剂优选为石墨化增碳剂或石墨焦高温煅烧增碳剂，更优选为石墨化增碳剂。所述石墨化增碳剂是采用石油焦在石墨化冶炼炉中经过3000℃左右的温度下生产得到，其硫含量低(一般为0.03～0.06％)、吸收率高(一般为90～95％)。较之石墨焦高温煅烧增碳剂，使用石墨化增碳剂有利于降低铁水中的硫含量。
进一步地，所述升温、扒渣处理具体为：升温至1400～1440℃进行第一次扒渣，继续升温至1500～1540℃保温3～5min，再降低20～40℃进行第二次扒渣。
第一次扒渣处理后，将温度继续升高并静置一段时间，有利于铁水中硫化物、硫氧化物等残渣的上浮，进行二次扒渣以去除铁水中残渣，从而避免氧化回硫，造成石墨球化不良等问题。
进一步地，所述制备方法还包括球化处理、浇筑成型以及退火处理过程。
进一步地，所述球化处理过程具体为：向第二次扒渣处理后的铁水中加入球化剂、复合剂进行球化处理。
进一步地，所述球化处理的时间为60～90s，球化处理后铁水的温度控制在1380～1400℃。
进一步地，所述球化剂为锰镁系无稀土球化剂。
含稀土的球化剂处理后的球铁石墨球圆整度较差，易出现开花状石墨，生成的硫化稀土密度(5.01g/cm3)、氧化稀土密度(7.13g/cm3)与铁水的密度(6.6～7.4g/cm3)相当，不易浮出铁水表面而在铸件内部形成夹杂，影响铸件韧性。而直接去除球化剂中的稀土会导致镁的剧烈反应，球化不稳定。基于锰在铸铁中与氧和硫的亲和力都比较大的特点，配制锰镁系无稀土球化剂，减少硫、氧的危害，强化镁的球化作用。锰在铁水中和硫反应生成的硫化锰(3.99g/cm3)、与氧反应生成氧化锰(4.8g/cm3)，均小于铁水的密度，易于浮出铁水表面而转入炉渣中被去除。
进一步地，所述浇筑成型过程具体为：对球化处理后的铁水进行扒渣处理，将处理后的铁水注入铸型中得到铸态毛坯。
进一步地，所述退火处理过程具体为：将铸态毛胚以80～100℃/h的速率升温至890～910℃，进行保温处理2～3h。
进一步地，所述制备方法中各原料的质量份数配比优选为：100份的废钢、2.7～3.6份的复合剂、1.5～2.0份的增碳剂、0.4～0.7份的锰铁、0.1～0.2份的铜、0.008～0.017份的锡。
本发明第三方面提供了一种第一方面所述的一种铁素体球墨铸铁在内燃机活塞制备材料方面的应用。
进一步地，所述内燃机活塞的爆发压力不高于24Mpa。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明通过精确调控铁水中各元素的含量以及对铁水中硅、碳含量以及铜、锡含量的协同调控，提高了材料性能及其工艺的可控性，制备得到一种在高温下具有优异机械性能、高热传导率的铁素体球墨铸铁；此外，本发明制备的球墨铸铁中无需添加钼、铌、钒等稀有金属，大大降低了生产成本，适用于工业化量产。
2.本发明制备的一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁在780℃时抗拉强度不低于70MPa、屈服强度不低于40Mpa，满足爆发压力为20～24MPa内燃机活塞的抗拉强度、屈服强度的要求，可作为制造上述内燃机活塞的良好材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
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“及/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。
实施例1
本实施例提供了一种铁素体球墨铸铁，主要由以下重量百分比的元素组成：2.6％的硅、3.33％的碳、0.3％的锰、0.1％的铜、0.017％的锡、0.04％的镁、铝和钛总含量不超过0.035％、硫含量不超过0.02％、磷含量不超过0.03％；余量为铁，各元素重量百分数之和等于100％。
本实施例提供了一种铁素体球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
S1、熔融处理：将100份45#钢边角料、2.6份碳化硅以及2.0份石墨化增碳剂加入至电炉中升温熔化得到铁水，温度达到1200℃后，向其中加入0.4份锰铁、0.1份铜和0.017份锡合金元素，控制铁水中各成分的配比；继续升温至1420℃后进行第一次扒渣；在继续升温至1520℃，高温静置3min，降温至1480℃时进行第二次扒渣，然后向转运包内定量输出铁水；其中定时对铁水进行采样分析，根据检测结果控制预设的铁水配比；
S2、球化处理：将S1中的转运包转至球化工位，将铁水倒入密封球化浇注保内进行球化处理，即向铁水中加入0.8份锰镁系无稀土球化剂进行球化处理；同时加入碳化硅0.1份进行强化孕育，球化时间为60s；球化后进行测温，温度控制在1380℃～1400℃；
S3、浇注成型：将S2中球化处理完成后的铁水再次进行扒渣，然后覆盖保温材料周转至浇注工位，将铁水注入铸型中形成铸态毛坯；
S4、退火处理：将S3中得到的铸态毛坯进行退火处理，保温温度为900℃，保温时间2h，炉冷后得到球墨铸铁铸件；对铸件的铁素体含量进行检测，其中铁素体含量为90％。
实施例2
本实施例中提供了一种铁素体球墨铸铁，主要由以下组分组成：2.6％的硅、3.33％的碳、0.5％的锰、0.2％的铜、0.008％的锡、0.06％的镁、铝和钛总含量不超过0.035％、硫含量不超过0.02％、磷含量不超过0.03％，余量为铁，各元素重量百分数之和等于100％。
本实施例提供了一种铁素体球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
S1、熔融处理：将100份45#钢边角料、2.6份碳化硅以及2.0份石墨化增碳剂加入至电炉中升温熔化得到铁水，温度达到1200℃后，向其中加入0.7份锰铁、0.2份铜和0.008份锡合金元素，控制铁水中各成分的配比；继续升温至1420℃后进行第一次扒渣；在继续升温至1520℃，高温静置3min，降温至1480℃时进行第二次扒渣，然后向转运包内定量输出铁水；其中定时对铁水进行采样分析，根据检测结果控制预设的铁水配比；
S2、球化处理：将S1中的转运包转至球化工位，将铁水倒入密封球化浇注保内进行球化处理，即向铁水中加入0.8份锰镁系无稀土球化剂进行球化处理；同时加入碳化硅0.1份进行强化孕育，球化时间为70s；球化后进行测温，温度控制在1380℃～1400℃；
S3、浇注成型：将S2中球化处理完成后的铁水再次进行扒渣，然后覆盖保温材料周转至浇注工位，将铁水注入铸型中形成铸态毛坯；
S4、退火处理：将S3中得到的铸态毛坯进行退火处理，保温温度为890℃，保温时间3h，炉冷后得到球墨铸铁铸件；对铸件的铁素体含量进行检测，其中铁素体含量为95％。
实施例3
本实施例中提供了一种铁素体球墨铸铁，主要由以下重量百分比的元素组成：3.2％的硅、3.13％的碳、0.3％的锰、0.1％的铜、0.017％的锡、0.055％的镁、铝和钛总含量不超过0.035％、硫含量不超过0.02％、磷含量不超过0.03％，余量为铁，各元素重量百分数之和等于100％。
本实施例提供了一种铁素体球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
S1、熔融处理：将100份Q235#钢边角料、3.4份碳化硅以及1.5份石墨化增碳剂加入至电炉中升温熔化得到铁水，温度达到1200℃后，向其中加入0.4份锰铁、0.1份铜和0.017份锡合金元素，控制铁水中各成分的配比；继续升温至1420℃后进行第一次扒渣；在继续升温至1520℃，高温静置3min，降温至1480℃时进行第二次扒渣，然后向转运包内定量输出铁水；其中定时对铁水进行采样分析，根据检测结果控制预设的铁水配比；
S2、球化处理：将S1中的转运包转至球化工位，将铁水倒入密封球化浇注保内进行球化处理，即向铁水中加入0.8份锰镁系无稀土球化剂进行球化处理；同时加入碳化硅0.1份进行强化孕育，球化时间为90s；球化后进行测温，温度控制在1380℃～1400℃；
S3、浇注成型：将S2中球化处理完成后的铁水再次进行扒渣，然后覆盖保温材料周转至浇注工位，将铁水注入铸型中形成铸态毛坯；
S4、退火处理：将S3中得到的铸态毛坯进行退火处理，保温温度为910℃，保温时间2.5h，炉冷后得到球墨铸铁铸件；对铸件的铁素体含量进行检测，其中铁素体含量为95％。
实施例4
本实施例中提供了一种铁素体球墨铸铁，主要由以下重量百分比的元素组成：3.2％的硅、3.13％的碳、0.5％的锰、0.2％的铜、0.008％的锡、0.06％的镁、铝和钛总含量不超过0.035％、硫含量不超过0.02％、磷含量不超过0.03％，余量为铁，各元素重量百分数之和等于100％。
本实施例提供了一种铁素体球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
S1、熔融处理：将100份20#钢边角料、3.4份碳化硅以及1.5份石墨化增碳剂加入至电炉中升温熔化得到铁水，温度达到1200℃后，向其中加入0.7份锰铁、0.2份铜和0.008份锡合金元素，控制铁水中各成分的配比；继续升温至1420℃后进行第一次扒渣；在继续升温至1520℃，高温静置3min，降温至1480℃时进行第二次扒渣，然后向转运包内定量输出铁水；其中定时对铁水进行采样分析，根据检测结果控制预设的铁水配比；
S2、球化处理：将S1中的转运包转至球化工位，将铁水倒入密封球化浇注保内进行球化处理，即向铁水中加入0.8份锰镁系无稀土球化剂进行球化处理；同时加入碳化硅0.1份进行强化孕育，球化时间为90s；球化后进行测温，温度控制在1380℃～1400℃；
S3、浇注成型：将S2中球化处理完成后的铁水再次进行扒渣，然后覆盖保温材料周转至浇注工位，将铁水注入铸型中形成铸态毛坯；
S4、退火处理：将S3中得到的铸态毛坯进行退火处理，保温温度为900℃，保温时间3h，炉冷后得到球墨铸铁铸件；对铸件的铁素体含量进行检测，其中铁素体含量为95％。
对比例1
本对比例中提供了一种铁素体球墨铸铁，主要由以下重量百分比的元素组成：2.4％的硅、3.6％的碳、0.4％的锰、0.04％的镁、硫含量不超过0.03％、磷含量不超过0.03％，余量为铁，各元素重量百分数之和等于100％。
本对比例按现有常规技术生产铁素体球墨铸铁，即以生铁、少量废钢及回炉料为原料，然后进行球化处理并浇注为毛坯。需要说明的是，本对比例与实施例的主要区别在于：本对比例以生铁及回炉料为原料，不进行合金化处理，而实施例以45#钢或Q235#钢等碳素结构钢的边角料为原料，避免了生铁的遗传性危害。
本对比例的碳含量和硅含量只要在其确定的范围内即不再调整，而实施例的硅含量当落在其确定的范围内后，则碳含量根据实测的硅含量按照(4.2％-硅含量/3)进行调整。进行上述调整的原因是由于采用废钢为原料，而废钢可能是45#钢、Q235#钢等碳素钢边角料或其混合料，每炉废钢碳硅含量差异较大，如果按现有工艺把每炉铁水的碳含量和硅含量分别控制在工艺范围内时，则实际的碳当量差异很大。基于同样原因，实施例的合金化过程也是实时通过铜和锡的联动控制，进行精确调控的。
本对比例提供了一种铁素体球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
S1、熔融处理：将生铁、废钢以及回炉料以质量比5:2:3加入至电炉内进行熔化，熔化过程中加入硅铁及锰铁，控制铁水中各成分的配比为碳含量3.6％，硅含量1.6％，锰含量0.4％；继续升温至1500℃，高温静置4min，降温至1400℃时进行二次扒渣，然后向转运包内定量输出铁水；其中定时对铁水进行采样分析，根据检测结果控制预设的铁水配比。
S2、球化处理：将S1中的转运包转至球化工位，将铁水倒入密封球化浇注保内进行球化处理，即向铁水中加入球化剂进行球化处理，同时加入硅铁进行增硅，控制铁水中的硅含量达到2.4％；
S3、浇注成型：将S2中球化处理完成后的铁水再次进行扒渣，然后覆盖保温材料周转至浇注工位，将铁水注入铸型中形成铸态毛坯；
S4、退火处理：将S3中得到的铸态毛坯进行退火处理，保温温度为900℃，保温时间2h，炉冷后得到球墨铸铁铸件；对铸件的铁素体含量进行检测，其中铁素体含量为95％。
对比例2
本对比例中提供了一种铁素体球墨铸铁，主要由以下组分组成：2.7％的硅、3.2％的碳、0.6％的锰、0.07％的镁、硫含量不超过0.03％、磷含量不超过0.03％，；余量为铁，各元素含量重量百分数之和等于100％。
本对比例按现有常规技术生产铁素体球墨铸铁，即以生铁、少量废钢及回炉料为原料，然后进行球化处理并浇注为毛坯。与上述对比例1相同的，此处不再赘述。
本对比例提供了一种铁素体球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
S1、熔融处理：将生铁、废钢以及回炉料以质量比4:3:3加入至电炉内进行熔化，熔化过程中加入硅铁及锰铁，控制铁水中各成分的配比为碳含量3.2％，硅含量2.3％，锰含量0.6％；继续升温至1500℃，高温静置4min，降温至1400℃时进行二次扒渣，然后向转运包内定量输出铁水；其中定时对铁水进行采样分析，根据检测结果控制预设的铁水配比。
S2、球化处理：将S1中的转运包转至球化工位，将铁水倒入密封球化浇注保内进行球化处理，即向铁水中加入球化剂进行球化处理，同时加入硅铁进行增硅，控制铁水中的硅含量达到2.7％；
S3、浇注成型：将S2中球化处理完成后的铁水再次进行扒渣，然后覆盖保温材料周转至浇注工位，将铁水注入铸型中形成铸态毛坯；
S4、退火处理：将S3中得到的铸态毛坯进行退火处理，保温温度为900℃，保温时间3h，炉冷后得到球墨铸铁铸件；对铸件的铁素体含量进行检测，其中铁素体含量为90％。
性能研究
将上述实施例1-4以及对比例1、2中制备得到的铁素体球墨铸铁进行热性能以及机械性能进行测试，测试项目及标准如下：
热传导率：按照GB/T3651-2008《金属高温导热系数测量方法》检测；
线性膨胀系数：按照GB-T4339-2008《金属材料热膨胀特征参数的测定》检测；
高温抗拉强度和屈服强度：按照GB/T4338-2006《金属材料高温拉伸试验方法》检测。测试结果如下表1所示：
表1实施例1-4及对比1、2的热性能、机械性能的测试结果
Figure BDA0003442862950000121
由表1中的测试结果可知，通过在制备过程中联动控制碳、硅含量，以及铜、锡含量，制备得到的一种铁素体球墨铸铁，较之未调控的对比例1、2，热性能及机械性能均有明显提升，表现出高热传导率、低膨胀系数，以及在780℃高温下仍具有高抗拉强度(≥75MPa)和屈服强度(≥40MPa)，适用于爆发压力20MPa～24MPa内燃机活塞的性能需求(780℃时抗拉强度不低于70MPa、屈服强度不低于35MPa)。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁，其特征在于，按重量百分比计，所述球墨铸铁包含以下元素：2.6％~3.2％的硅、3％~3.4％的碳、0.3％~0.5％的锰、0.1％~0.2％的铜、0 .008％~0 .017％的锡、0 .04％~0 .06％的镁、铝和钛的总含量≤0 .035％、硫≤0.02％、磷≤0.03％，其余为铁；各元素重量百分数之和等于100％；所述球墨铸铁中碳的含量为(4.2％-硅的含量/3)，所述球墨铸铁中锡的含量为(0.3％-铜的含量)/12。
2.权利要求1所述的一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将废钢、复合剂及增碳剂的混合物升温熔化得到铁水，温度升高至1180~1220℃，再加入锰铁、铜、锡合金元素，进行升温、扒渣处理；其中，对铁水进行实时采样分析，通过测定结果对铁水中各元素含量进行调控。
3.根据权利要求2所述一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述废钢为碳素钢，具体选自45#碳素钢、Q235#碳素钢、20#碳素钢中的一种或多种；所述复合剂为碳化硅；所述增碳剂为石墨化增碳剂或石墨焦高温煅烧增碳剂。
4.根据权利要求2所述的一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述升温、扒渣处理具体为：升温至1400~1440℃进行第一次扒渣，继续升温至1500~1540℃保温3~5min，再降低20~40℃进行第二次扒渣。
5.根据权利要求2所述的一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括球化处理、浇铸 成型以及退火处理过程。
6.根据权利要求5所述的一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述球化处理过程具体为：向第二次扒渣处理后的铁水中加入球化剂、复合剂进行球化处理；所述浇铸 成型过程具体为：对球化处理后的铁水进行扒渣处理，将处理后的铁水注入铸型中得到铸态毛坯；所述退火处理过程具体为：将铸态毛胚以80~100℃/h的速率升温至890~910℃，进行保温处理2~3 h。
7.根据权利要求6所述的一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述球化剂为锰镁系无稀土球化剂；所述球化处理的时间为60~90s，球化处理后铁水的温度控制在1380~1400℃。
8.权利要求1所述的铁素体球墨铸铁在内燃机活塞制备材料方面的应用。
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