CN114561523A - 一种控制球墨铸铁显微缩松方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制球墨铸铁显微缩松方法，将铸态球墨铸铁加热至二次石墨化温度范围，利用二次石墨化产生的体积膨胀，促使铁素体发生塑性变形，挤压凝固时产生的显微缩松，从而达到减小或消除显微缩的目的，为超低温高韧性球墨铸铁提供技术保障。本发明的方法工艺简单，操作方便，容易实现，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少30％以上。

Description

一种控制球墨铸铁显微缩松方法
技术领域
本发明涉及金属材料制备技术领域，更具体的说是涉及一种控制球墨铸铁显微缩松方法。
背景技术
随着球墨铸铁在风力发电、轨道交通、核电、大型船舶等领域用量的不断增多，对球墨铸铁的力学性能的要求越来越高，特别是低温冲击韧性的要求更高。为此，人们对低温高韧性球墨铸铁展开了深入研究，主要工作都集中在强化石墨球的形态，镍与硅合金化两个方面，也有人对球墨铸铁中的夹杂物、磷含量以及热处理工艺影响进行研究。众多的研究结果为球墨铸铁在-40℃具有12J的冲击功奠定了坚实的基础。
研究显微缩松对铁素体球墨铸铁低温韧性影响时发现铁素体基球墨铸铁在球化率大于98％、石墨球数量大于810个/mm2条件下，显微缩松转变成影响球墨铸铁超低温冲击韧性的关键因素之一。显微缩松越少、尺寸越小，低温冲击功越高。当显微缩松长度小于3.7μm时，铁素体基球墨铸铁在-70℃时，冲击功仍然能够达到12J.cm-2以上。
球墨铸铁凝固过程中，包围石墨球的奥氏体圈之间容易形成显微缩松，这种显微缩松常常带有尖角，对球墨铸铁低温断裂时裂纹的萌生将起到促进的作用。采用刚性铸型改变冒口颈直径的办法，利用铁水石墨化膨胀促使奥氏体发生塑性变形，从而挤压显微缩松，可减小或消除显微缩。然而，刚性铸型对于铸件铸造无法普遍使用，所以这种减小或消除显微缩在铸件生产中难以实现。
因此，如何提供一种便于实现且有效控制球墨铸铁显微缩松的方法是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种新型控制球墨铸铁显微缩松方法，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少30％以上。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种控制球墨铸铁显微缩松方法，包括以下步骤：
(1)将铸态球墨铸铁加热至880-920℃，透热后空冷，得到具有珠光体和铁素体基体组织的球墨铸铁；
(2)将步骤(1)得到的球墨铸铁加热至720-740℃，保温4-6h，待温度降低到600℃时空冷。
优选的，所述具有珠光体和铁素体基体组织的球墨铸铁中珠光体和铁素体的质量比为(65-99)：(1-35)。
优选的，所述球墨铸铁中C3.71wt％，Si2.2wt％，Mn≤0.15wt％，P≤0.025wt％，S≤0.02wt％，Mg0.03～0.045wt％，RE＜0.01wt％。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种控制球墨铸铁显微缩松方法，具有如下有益效果：
本发明基于显微缩松对铁素体球墨铸铁低温冲击功影响规律，提出一种新型控制球墨铸铁显微缩松方法，利用二次石墨化产生的体积膨胀，促使铁素体发生塑性变形，挤压凝固时产生的显微缩松，从而达到减小或消除显微缩的目的，为超低温高韧性球墨铸铁提供技术保障。本发明的方法工艺简单，操作方便，容易实现，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少30％以上。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例对本发明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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中所述的铸态球墨铸铁中C3.71wt％，Si2.2wt％，Mn≤
0.15wt％，P≤0.025wt％，S≤0.02wt％，Mg0.03～0.045wt％，RE＜0.01wt％。
实施例1
(1)将铸态球墨铸铁加热至920℃，透热后空冷，得到68.9％珠光体+31.1％铁素体基体组织的球墨铸铁；
(2)将正火后的球墨铸铁加热到720℃，保温4h，待温度降低到600℃时空冷，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少31.7％。
实施例2
(1)将铸态球墨铸铁加热至900℃，透热后空冷，得到82.3％珠光体+17.7％铁素体基体组织的球墨铸铁；
(2)将正火后的球墨铸铁加热到730℃，保温4h，待温度降低到600℃时空冷，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少34.2％。
实施例3
(1)将铸态球墨铸铁加热至880℃，透热后空冷，得到94.9％珠光体+4.1％铁素体基体组织的球墨铸铁；
(2)将正火后的球墨铸铁加热到740℃，保温4h，待温度降低到600℃时空冷，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少41.3％。
实施例4
(1)将铸态球墨铸铁加热至920℃，透热后空冷，得到74.2％珠光体+25.8％铁素体基体组织的球墨铸铁；
(2)将正火后的球墨铸铁加热到720℃，保温5h，待温度降低到600℃时空冷，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少31.9％。
实施例5
(1)将铸态球墨铸铁加热至900℃，透热后空冷，得到83.6％珠光体+16.4％铁素体基体组织的球墨铸铁；
(2)将正火后的球墨铸铁加热到730℃，保温5h，待温度降低到600℃时空冷，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少34.6％。
实施例6
(1)将铸态球墨铸铁加热至880℃，透热后空冷，得到96.7％珠光体+3.3％铁素体基体组织的球墨铸铁；
(2)将正火后的球墨铸铁加热到740℃，保温5h，待温度降低到600℃时空冷，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少42.0％。
实施例7
(1)将铸态球墨铸铁加热至920℃，透热后空冷，得到81.2％珠光体+19.8％铁素体基体组织的球墨铸铁；
(2)将正火后的球墨铸铁加热到720℃，保温6h，待温度降低到600℃时空冷，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少33.2％。
实施例8
(1)将铸态球墨铸铁加热至900℃，透热后空冷，得到91.9％珠光体+8.1％铁素体基体组织的球墨铸铁；
(2)将正火后的球墨铸铁加热到730℃，保温6h，待温度降低到600℃时空冷，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少38.4％。
实施例9
(1)将铸态球墨铸铁加热至880℃，透热后空冷，得到98.6％珠光体+1.4％铁素体基体组织的球墨铸铁；
(2)将正火后的球墨铸铁加热到740℃，保温6h，待温度降低到600℃时空冷，占铸件壁厚1/3的中心区域内显微缩松面积减少42.1％。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种控制球墨铸铁显微缩松方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铸态球墨铸铁加热至880-920℃，透热后空冷，得到具有珠光体和铁素体基体组织的球墨铸铁；
(2)将步骤(1)得到的球墨铸铁加热至720-740℃，保温4-6h，待温度降低到600℃时空冷。
2.根据权利要求1所述的一种控制球墨铸铁显微缩松方法，其特征在于，所述具有珠光体和铁素体基体组织的球墨铸铁中珠光体和铁素体的质量比为(65-99)：(1-35)。
3.根据权利要求1所述的一种控制球墨铸铁显微缩松方法，其特征在于，所述球墨铸铁中C3.71wt％，Si2.2wt％，Mn≤0.15wt％，P≤0.025wt％，S≤0.02wt％，Mg0.03～0.045wt％，RE＜0.01wt％。
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