CN115323258A - 灰铸铁及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种灰铸铁及其制备方法和应用，按质量百分数计，灰铸铁包括以下组分：C 3.1wt％～3.6wt％、Si 1.8wt％～2.3wt％、Mn 0.5wt％～0.8wt％、S 0.04wt％～0.12wt％、Cr 0.15wt％～0.3wt％、Cu 0.2wt％～0.6wt％、Sn 0.03wt％～0.06wt％、Nb 0.05wt％～0.25wt％、Sr 0.02wt％～0.035wt％，P≤0.05wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。通过将C、Si、Mn、S、Cr、Cu、Sn、Nb、Sr与Fe按特定比例，且控制P的添加量，各组分之间协同作用，有效提高灰铸铁的力学性能和耐热性能。

Description

灰铸铁及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及铸铁技术领域，特别涉及一种灰铸铁及其制备方法和应用。
背景技术
随着发动机排放的要求日益严格，发动机热负荷的的要求逐渐提高，发动机缸盖承受的机械应力和热应力逐渐加大，从而对缸盖用材的强度和耐热性要求逐渐提高。
灰铸铁是发动机缸盖常用材料，灰铸铁中的碳主要以片状石墨形式存在，具有良好的吸震和减震性能。然而，传统的灰铸铁无法同时兼具高强度和高导热性能。
因此，提供一种兼具高强度和高导热性能的灰铸铁具有重要意义。
发明内容
基于此，本发明提供了一种在室温和高温条件下抗拉强度均较高，且热导率较高的灰铸铁及其制备方法和应用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下。
一种灰铸铁，按质量百分数计，包括以下组分：
C 3.1wt％～3.6wt％、Si 1.8wt％～2.3wt％、Mn 0.5wt％～0.8wt％、S 0.04wt％～0.12wt％、Cr 0.15wt％～0.3wt％、Cu 0.2wt％～0.6wt％、Sn 0.03wt％～0.06wt％、Nb0.05wt％～0.25wt％、Sr 0.02wt％～0.035wt％，P≤0.05wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
在其中一些实施例中，灰铸铁中，按质量百分数计，包括以下组分：
C 3.3wt％～3.6wt％、Si 2.0wt％～2.3wt％、Mn 0.5wt％～0.8wt％、S 0.07wt％～0.12wt％、Cr 0.15wt％～0.25wt％、Cu 0.2wt％～0.4wt％、Sn 0.04wt％～0.06wt％、Nb0.15wt％～0.25wt％、Sr 0.02wt％～0.03wt％，P≤0.05wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
在其中一些实施例中，灰铸铁中，按质量百分数计，包括以下组分：
C 3.4wt％～3.5wt％、Si 2.1wt％～2.2wt％、Mn 0.6wt％～0.7wt％、S 0.08wt％～0.10wt％、Cr 0.18wt％～0.22wt％、Cu 0.2wt％～0.3wt％、Sn 0.04wt％～0.05wt％、Nb0.15wt％～0.20wt％、Sr 0.02wt％～0.03wt％，P≤0.05wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
在其中一些实施例中，灰铸铁中，Si与C的质量比为(0.52～0.70):1。
在其中一些实施例中，灰铸铁中，所述灰铸铁包括MnS相。
相应地，本发明提供了一种灰铸铁的制备方法，包括以下步骤：
按照上述的灰铸铁的组分提供各原料，将各原料混合后，依次进行熔炼、孕育处理及浇注，得到灰铸铁。
在其中一些实施例中，灰铸铁的制备方法中，所述熔炼步骤中，熔炼成铁水后于1520℃～1530℃保温10min～20min。
在其中一些实施例中，灰铸铁的制备方法中，所述孕育处理采用的孕育剂为SiFe孕育剂。
在其中一些实施例中，灰铸铁的制备方法中，所述浇注步骤中包括加入随流孕育剂，所述随流孕育剂为SrSiFe孕育剂。
本发明提供了上述的灰铸铁在制备灰铸铁制品中的应用。
本发明提供了一种灰铸铁制品，其材质包含上述的灰铸铁。
与现有技术相比较，本发明的灰铸铁具有如下有益效果：
上述灰铸铁，一部分S与Mn形成MnS相，可作为石墨形核的核心，促进石墨析出，另一部分S可改善灰铸铁的切削性能；Sr可有效促进石墨形核，且可抑制一次渗碳体的形成，减少白口倾向；特定比例的C和Si可进一步促进石墨析出；Cu和Sn可以促进珠光体的生成，且Cu还可提高稳定共晶温度，从而促进石墨的生成；Cr可抑制铁素体形核，促进和细化珠光体；Nb可细化共晶团与珠光体组织；通过将C、Si、Mn、S、Cr、Cu、Sn、Nb、Sr与Fe按特定比例，且控制P的添加量，各组分之间协同作用，有效提高灰铸铁的在室温以及高温条件下的力学性能，且有效提高灰铸铁的导电性能，从而有效提高灰铸铁的耐热性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。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方式。应当理解，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
本发明一实施方式提供了一种灰铸铁，按质量百分数计，包括以下组分：
C 3.1wt％～3.6wt％、Si 1.8wt％～2.3wt％、Mn 0.5wt％～0.8wt％、S 0.04wt％～0.12wt％、Cr 0.15wt％～0.3wt％、Cu 0.2wt％～0.6wt％、Sn 0.03wt％～0.06wt％、Nb0.05wt％～0.25wt％、Sr 0.02wt％～0.035wt％，P≤0.05wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
一部分S与Mn形成MnS相，可作为石墨形核的核心，促进石墨析出，另一部分S可改善灰铸铁的切削性能；Sr可有效促进石墨形核，且可抑制一次渗碳体的形成，减少白口倾向；特定比例的C和Si可进一步促进石墨析出；Cu和Sn可以促进珠光体的生成，且Cu还可提高稳定共晶温度，从而促进石墨的生成；Cr可抑制铁素体形核，促进和细化珠光体；Nb可细化共晶团与珠光体组织。通过将C、Si、Mn、S、Cr、Cu、Sn、Nb、Sr与Fe按特定比例，且控制P的添加量，各组分之间协同作用，有效提高灰铸铁的在室温以及高温条件下的力学性能，且有效提高灰铸铁的导电性能，从而有效提高灰铸铁的耐热性能。
可以理解，C的质量百分数包括但不限于3.1wt％、3.18wt％、3.2wt％、3.24wt％、3.3wt％、3.32wt％、3.4wt％、3.48wt％、3.5wt％、3.55wt％、3.6wt％；Si的质量百分数包括但不限于1.8wt％、1.85wt％、1.92wt％、2.0wt％、2.03wt％、2.07wt％、2.1wt％、2.16wt％、2.2wt％、2.3wt％；Mn的质量百分数包括但不限于0.5wt％、0.52wt％、0.6wt％、0.634wt％、0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.8wt％；S的质量百分数包括但不限于0.04wt％、0.048wt％、0.05wt％、0.069wt％、0.07wt％、0.086wt％、0.091wt％、0.10wt％、0.116wt％、0.12wt％；Cr的质量百分数包括但不限于0.16wt％、0.18wt％、0.2wt％、0.22wt％、0.25wt％、0.28wt％、0.3wt％；Cu的质量百分数包括但不限于0.2wt％、0.23wt％、0.25wt％、0.28wt％、0.31wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.52wt％、0.6wt％；Sn的质量百分数包括但不限于0.03wt％、0.032wt％、0.038wt％、0.041wt％、0.046wt％、0.05wt％、0.054wt％、0.06wt％；Nb的质量百分数包括但不限于0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.10wt％、0.11wt％、0.12wt％、0.15wt％、0.18wt％、0.2wt％、0.22wt％、0.25wt％；Sr的质量百分数包括但不限于0.02wt％、0.021wt％、0.023wt％、0.026wt％、0.028wt％、0.031wt％、0.035wt％。
在其中一些示例中，灰铸铁中，按质量百分数计，包括以下组分：
C 3.18wt％～3.6wt％、Si 1.85wt％～2.3wt％、Mn 0.5wt％～0.7wt％、S0.06wt％～0.12wt％、Cr 0.15wt％～0.28wt％、Cu 0.2wt％～0.54wt％、Sn0.032wt％～0.06wt％、Nb 0.1wt％～0.25wt％、Sr 0.02wt％～0.03wt％，P≤0.05wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
在其中一些示例中，灰铸铁中，Si与C的质量比为(0.52～0.70):1。
可以理解，Si与C的质量比包括但不限于0.52:1、0.53:1、0.55:1、0.58:1、0.60:1、0.62:1、0.63:1、0.65:1、0.66:1、0.68:1、0.7:1。
通过控制Si与C的质量比，可进一步促进石墨析出以及铁液良好的工艺性能。
在其中一些示例中，灰铸铁中，按质量百分数计，包括以下组分：
C 3.3wt％～3.6wt％、Si 2.0wt％～2.3wt％、Mn 0.5wt％～0.8wt％、S 0.07wt％～0.12wt％、Cr 0.15wt％～0.25wt％、Cu 0.2wt％～0.4wt％、Sn 0.04wt％～0.06wt％、Nb0.15wt％～0.25wt％、Sr 0.02wt％～0.03wt％，P≤0.05wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
在其中一些示例中，灰铸铁中，按质量百分数计，包括以下组分：
C 3.4wt％～3.5wt％、Si 2.1wt％～2.2wt％、Mn 0.6wt％～0.7wt％、S 0.08wt％～0.10wt％、Cr 0.18wt％～0.22wt％、Cu 0.2wt％～0.3wt％、Sn 0.04wt％～0.05wt％、Nb0.15wt％～0.20wt％、Sr 0.02wt％～0.03wt％，P≤0.05wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
在其中一些较优的示例中，灰铸铁中，按质量百分数计，包括以下组分：
C 3.48wt％、Si 2.16wt％、Mn 0.64wt％、S 0.091wt％、Cr 0.20wt％、Cu0.25wt％、Sn 0.046wt％、Nb 0.15wt％、Sr 0.023wt％、P 0.03wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
在其中一些示例中，灰铸铁中，灰铸铁包括MnS相。
研究发现，Cr可抑制铁素体形核，促进和细化珠光体，但过量的Cr会产生大量碳化物，增加切削难度；Sn在凝固过程中，在奥氏体中形成偏析，阻碍奥氏体中的C向石墨中扩散，使珠光体含量增加，但Sn过量会导致铸铁脆化，降低材料力学性能；P在铸铁中以二元或三元磷共晶存在于晶界，P含量过多，会降低灰铸铁的致密性，铸件冷裂倾向增加。上述灰铸铁通过将C、Si、Mn、S、Cr、Cu、Sn、Nb、Sr与Fe按特定比例，且控制P的添加量，各组分之间协同作用，有效提高灰铸铁的力学性能和耐热性能。
本发明一实施方式提供了一种灰铸铁的制备方法，包括以下步骤：
按照上述的灰铸铁的组分提供各原料，将各原料混合后，依次进行熔炼、孕育处理及浇注，得到灰铸铁。
在其中一些示例中，灰铸铁的制备方法中的熔炼步骤中，熔炼成铁水后于1520℃～1530℃保温10min～20min。
可以理解，熔炼步骤中，铁水保温的温度包括但不限于1520℃、1521℃、1522℃、1523℃、1524℃、1525℃、1526℃、1527℃、1528℃、1529℃、1530℃；保温的时间包括但不限于10min、11min、12min、13min、15min、16min、17min、18min、20min。
在其中一些示例中，灰铸铁的制备方法中的熔炼步骤中，将生铁、废钢、回炉料、锰铁、铬铁、纯铜、纯锡、铌铁进行熔炼。
可以理解，可根据炉内铁液成分化验结果调整化学成分。
在其中一些示例中，灰铸铁的制备方法中的孕育处理步骤中，孕育处理采用的孕育剂为SiFe孕育剂。进一步地，孕育剂为75SiFe孕育剂。
在其中一些示例中，灰铸铁的制备方法中的孕育处理步骤中，孕育剂的粒度为5mm～15mm。
可以理解，孕育剂的粒度包括但不限于5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、15mm。
在其中一些示例中，灰铸铁的制备方法中的孕育处理步骤中，孕育剂的质量为铁水质量的0.2％～0.4％；可选地，孕育剂的质量为铁水质量的0.3％。
在其中一些示例中，灰铸铁的制备方法中的孕育处理步骤中，铁水出炉温度为1500℃～1520℃。
可以理解，孕育处理步骤中，铁水出炉温度包括但不限于1500℃、1505℃、1508℃、1510℃、1512℃、1515℃、1517℃、1518℃、1519℃、1520℃。
在其中一些具体的示例中，灰铸铁的制备方法中的孕育处理步骤中，在包底部加入孕育剂后，再将铁水倒入浇包内进行孕育处理，铁水出炉温度控制在1500～1520℃。
在其中一些示例中，灰铸铁的制备方法中的浇注步骤中，浇注的温度为1400～1420℃。
可以理解，浇注的温度包括但不限于1400℃、1405℃、1408℃、1410℃、1412℃、1415℃、1417℃、1418℃、1419℃、1520℃。
在其中一些示例中，灰铸铁的制备方法中的浇注步骤中，造型型砂为呋喃树脂砂。
在其中一些示例中，灰铸铁的制备方法中，浇注步骤中包括加入随流孕育剂，随流孕育剂为SrSiFe孕育剂。
本发明一实施方式提供了上述灰铸铁在制备灰铸铁制品中的应用。本发明另一实施方式提供了一种灰铸铁制品，其材质包含上述的灰铸铁。
上述灰铸铁用于制备灰铸铁制品，可赋予灰铸铁制品较好的力学性能和耐热性能。
在其中一些实施例中，灰铸铁制品包括但不限于机床、剪床、压力机、自动车床、发动机；进一步地，发动机包括但不限于发动机的缸盖、曲轴、缸体、缸套。
在其中一些实施例中，灰铸铁制品的材质可为上述的灰铸铁，即采用上述的灰铸铁直接制备灰铸铁制品。在另一些实施例中，灰铸铁制品的材质除了包含上述的灰铸铁，还可包括其他材料。
具体实施例
以下按照本发明的灰铸铁及其制备方法和应用举例，可理解，本发明的灰铸铁及其制备方法和应用并不局限于下述实施例。
实施例1
各元素及比例：C 3.48wt％、Si 2.16wt％、Mn 0.64wt％、S 0.091wt％、Cr0.20wt％、Cu 0.25wt％、Sn 0.046wt％、Nb 0.15wt％、Sr 0.023wt％、P 0.03wt％，其余为Fe及不可避免的杂质；
(1)合金熔炼：将生铁、废钢、回炉料、锰铁、铬铁、纯铜、纯锡、铌铁在中频炉内熔炼，根据炉内铁液成分化验结果调整至上述化学成分的比例，当铁水温度达到1520℃～1530℃后，保温静置15min；
(2)孕育处理：在包底部加入铁水重量0.3％的75SiFe孕育剂，孕育剂粒度为5mm～15mm，然后将铁水倒入浇包内进行孕育处理，铁水出炉温度控制在1500℃～1520℃；
(3)浇注：将孕育处理后的铁水在温度1400℃～1420℃时浇注，造型型砂为呋喃树脂砂，在浇注的同时进行随流孕育，孕育剂采用SrSiFe孕育剂，加入量为Sr的0.023wt％。
实施例2
各元素及比例：C 3.55wt％、Si 1.85wt％、Mn 0.52wt％、S 0.048wt％、Cr0.16wt％、Cu 0.52wt％、Sn 0.054wt％、Nb 0.22wt％、Sr 0.028wt％、P 0.04wt％，其余为Fe及不可避免的杂质；
(1)合金熔炼：将生铁、废钢、回炉料、锰铁、铬铁、纯铜、纯锡、铌铁在中频炉内熔炼，根据炉内铁液成分化验结果调整至上述化学成分的比例，当铁水温度达到1520℃～1530℃后，保温静置18min；
(2)孕育处理：在包底部加入铁水重量0.3％的75SiFe孕育剂，孕育剂粒度为5mm～15mm，然后将铁水倒入浇包内进行孕育处理，铁水出炉温度控制在1500℃～1520℃；
(3)浇注：将孕育处理后的铁水在温度1400℃～1420℃时浇注，造型型砂为呋喃树脂砂，在浇注的同时进行随流孕育，孕育剂采用SrSiFe孕育剂，加入量为Sr的0.028wt％。
实施例3
各元素及比例：C 3.18wt％、Si 2.07wt％、Mn 0.65wt％、S 0.069wt％、Cr0.28wt％、Cu 0.23wt％、Sn 0.038wt％、Nb 0.18wt％、Sr 0.021wt％、P 0.04wt％，其余为Fe及不可避免的杂质；
(1)合金熔炼：将生铁、废钢、回炉料、锰铁、铬铁、纯铜、纯锡、铌铁在中频炉内熔炼，根据炉内铁液成分化验结果调整至上述化学成分的比例，当铁水温度达到1520℃～1530℃后，保温静置15min；
(2)孕育处理：在包底部加入铁水重量0.3％的75SiFe孕育剂，孕育剂粒度为5mm～15mm，然后将铁水倒入浇包内进行孕育处理，铁水出炉温度控制在1500℃～1520℃；
(3)浇注：将孕育处理后的铁水在温度1400℃～1420℃时浇注，造型型砂为呋喃树脂砂，在浇注的同时进行随流孕育，孕育剂采用SrSiFe孕育剂，加入量为Sr的0.021wt％。
实施例4
各元素及比例：C 3.24wt％、Si 2.03wt％、Mn 0.73wt％、S 0.086wt％、Cr0.25wt％、Cu 0.31wt％、Sn 0.041wt％、Nb 0.06wt％、Sr 0.031wt％、P 0.03wt％，其余为Fe及不可避免的杂质；
(1)合金熔炼：将生铁、废钢、回炉料、锰铁、铬铁、纯铜、纯锡、铌铁在中频炉内熔炼，根据炉内铁液成分化验结果调整至上述化学成分的比例，当铁水温度达到1520℃～1530℃后，保温静置12min；
(2)孕育处理：在包底部加入铁水重量0.3％的75SiFe孕育剂，孕育剂粒度为5mm～15mm，然后将铁水倒入浇包内进行孕育处理，铁水出炉温度控制在1500℃～1520℃；
(3)浇注：将孕育处理后的铁水在温度1400℃～1420℃时浇注，造型型砂为呋喃树脂砂，在浇注的同时进行随流孕育，孕育剂采用SrSiFe孕育剂，加入量为Sr的0.031wt％。
实施例5
各元素及比例：C 3.32wt％、Si 1.92wt％、Mn 0.63wt％、S 0.116wt％、Cr0.18wt％、Cu 0.45wt％、Sn 0.032wt％、Nb 0.11wt％、Sr 0.026wt％、P 0.04wt％，其余为Fe及不可避免的杂质；
(1)合金熔炼：将生铁、废钢、回炉料、锰铁、铬铁、纯铜、纯锡、铌铁在中频炉内熔炼，根据炉内铁液成分化验结果调整至上述化学成分的比例，当铁水温度达到1520℃～1530℃后，保温静置15min；
(2)孕育处理：在包底部加入铁水重量0.3％的75SiFe孕育剂，孕育剂粒度为5mm～15mm，然后将铁水倒入浇包内进行孕育处理，铁水出炉温度控制在1500℃～1520℃；
(3)浇注：将孕育处理后的铁水在温度1400℃～1420℃时浇注，造型型砂为呋喃树脂砂，在浇注的同时进行随流孕育，孕育剂采用SrSiFe孕育剂，加入量为Sr的0.023wt％。
对比例1
制备方法与实施例1相同，仅包含的元素和比例不同，具体如下：
C 3.64wt％、Si 1.62wt％、Mn 0.63wt％、S 0.076wt％、Cr 0.23wt％、Cu0.32wt％、Sn 0.043wt％、Nb 0.30wt％、Sr 0.038wt％、P 0.03wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
对比例2
制备方法与实施例1相同，仅包含的元素和比例不同，具体如下：
C 3.05wt％、Si 2.4wt％、Mn 0.58wt％、S 0.086wt％、Cr 0.27wt％、Cu0.24wt％、Sn 0.048wt％、Nb 0.02wt％、Sr 0.040wt％、P 0.03wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
对比例3
制备方法与实施例1相同，仅包含的元素和比例不同，具体如下：
C 3.31wt％、Si 2.1wt％、Mn 0.56wt％、S 0.076wt％、Cr 0.25wt％、Cu0.24wt％、Sn 0.050wt％、Nb 0.02wt％、Sr 0.016wt％、P 0.03wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
对比例4
制备方法与实施例1相同，仅包含的元素和比例不同，具体如下：
C 3.50wt％、Si 1.9wt％、Mn 0.56wt％、S 0.070wt％、Cr 0.23wt％、Cu0.25wt％、Sn 0.040wt％、Sr 0.026wt％、P 0.03wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
对比例5
制备方法与实施例1相同，仅包含的元素和比例不同，具体如下：
C 3.30wt％、Si 2.1wt％、Mn 0.57wt％、S 0.066wt％、Cr 0.26wt％、Cu0.23wt％、Sn 0.050wt％、Nb 0.30wt％、Sr 0.017wt％、P 0.03wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
对比例6
制备方法与实施例1相同，仅包含的元素和比例不同，具体如下：
C 3.44wt％、Si 2.25wt％、Mn 0.66wt％、S 0.091wt％、Cr 0.21wt％、Cu0.25wt％、Sn 0.046wt％、Nb 0.16wt％、P 0.03wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。
各实施例和对比例灰铸铁中元素种类和份数如表1所示。
表1
组别 C Si Mn S Cr Cu Sn Nb Sr P Si:C
实施例1 3.48 2.16 0.64 0.091 0.20 0.25 0.046 0.15 0.023 0.03 0.62:1
实施例2 3.55 1.85 0.52 0.048 0.16 0.52 0.054 0.22 0.028 0.04 0.52:1
实施例3 3.18 2.07 0.65 0.069 0.28 0.23 0.038 0.18 0.021 0.04 0.65:1
实施例4 3.24 2.03 0.73 0.086 0.25 0.31 0.041 0.06 0.031 0.03 0.63:1
实施例5 3.32 1.92 0.63 0.116 0.18 0.45 0.032 0.11 0.026 0.04 0.58:1
对比例1 3.64 1.62 0.63 0.076 0.23 0.32 0.043 0.30 0.038 0.03 0.45:1
对比例2 3.05 2.4 0.58 0.086 0.27 0.24 0.048 0.02 0.040 0.03 0.79:1
对比例3 3.31 2.1 0.56 0.076 0.25 0.24 0.050 0.02 0.016 0.03 0.63:1
对比例4 3.5 1.9 0.56 0.07 0.23 0.25 0.04 / 0.026 0.03 0.54:1
对比例5 3.3 2.1 0.57 0.066 0.26 0.23 0.05 0.3 0.017 0.03 0.64:1
对比例6 3.44 2.25 0.66 0.091 0.21 0.25 0.046 0.16 / 0.03 0.65:1
将各实施例和对比例制得的灰铸铁分别测试25℃和400℃的抗拉强度、。以及测热导率，结果如表2所示。
表2
Figure BDA0003811496220000131
Figure BDA0003811496220000141
从表2可知，相比对比例，实施例制得的灰铸铁的抗拉强度较优，尤其在高温400℃下的抗拉强度，明显优于对比例；且热导率较高，表明实施例制得的灰铸铁的耐热性能较好；而对比例1和对比例2中的Si、C、Nb和Sr的比例发生变化，对比例3和对比例5中的Nb和Sr的比例发生变化，对比例4缺少Nb元素，对比例6缺少Sr元素，抗拉强度出现不同程度的下降，尤其是对比例5，在室温下的抗拉强度较高，但在高温400℃下的抗拉强度明显降低，即耐热性能明显降低。
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，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。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。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种灰铸铁，其特征在于，按质量百分数计，包括以下组分：
C 3.1wt％～3.6wt％、Si 1.8wt％～2.3wt％、Mn 0.5wt％～0.8wt％、S 0.04wt％～0.12wt％、Cr 0.15wt％～0.3wt％、Cu 0.2wt％～0.6wt％、Sn 0.03wt％～0.06wt％、Nb0.05wt％～0.25wt％、Sr 0.02wt％～0.035wt％，P≤0.05wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的灰铸铁，其特征在于，按质量百分数计，包括以下组分：
C 3.18wt％～3.6wt％、Si 1.85wt％～2.3wt％、Mn 0.5wt％～0.7wt％、S0.06wt％～0.12wt％、Cr 0.15wt％～0.28wt％、Cu 0.2wt％～0.54wt％、Sn0.032wt％～0.06wt％、Nb0.1wt％～0.25wt％、Sr 0.02wt％～0.03wt％，P≤0.05wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的灰铸铁，其特征在于，按质量百分数计，包括以下组分：
C 3.3wt％～3.6wt％、Si 2.0wt％～2.3wt％、Mn 0.5wt％～0.8wt％、S 0.07wt％～0.12wt％、Cr 0.15wt％～0.25wt％、Cu 0.2wt％～0.4wt％、Sn 0.04wt％～0.06wt％、Nb0.15wt％～0.25wt％、Sr 0.02wt％～0.03wt％，P≤0.05wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的灰铸铁，其特征在于，Si与C的质量比为(0.52～0.70):1。
5.一种灰铸铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照权利要求1～4任一项所述的灰铸铁的组分提供各原料，将各原料混合后，依次进行熔炼、孕育处理及浇注，得到灰铸铁。
6.如权利要求5所述的灰铸铁的制备方法，其特征在于，所述熔炼步骤中，熔炼成铁水后于1520℃～1530℃保温10min～20min。
7.如权利要求5所述的灰铸铁的制备方法，其特征在于，所述孕育处理采用的孕育剂为SiFe孕育剂。
8.如权利要求5～7任一项所述的灰铸铁的制备方法，其特征在于，所述浇注步骤中包括加入随流孕育剂，所述随流孕育剂为SrSiFe孕育剂。
9.如权利要求1～4任一项所述的灰铸铁在制备灰铸铁制品中的应用。
10.一种灰铸铁制品，其特征在于，其材质包含如权利要求1～4任一项所述的灰铸铁。
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