一種高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及球墨鑄鐵材料領(lǐng)域，具體是一種高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]球墨鑄鐵是20世紀(jì)五十年代發(fā)展起來的一種高強(qiáng)度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優(yōu)異的性能，已成功地用于鑄造一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵已迅速發(fā)展為僅次于灰鑄鐵的、應(yīng)用十分廣泛的鑄鐵材料。所謂“以鐵代鋼”，主要指球墨鑄鐵。隨著時代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)越來越先進(jìn)，對一些基礎(chǔ)行業(yè)和材料也逐步提出了新的更高的要求，例如軌道交通業(yè)、風(fēng)電行業(yè)都對球墨鑄鐵的性能提出了更高的要求?，F(xiàn)有的球墨鑄鐵的性能已逐漸無法滿足日益提高的市場需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種尚強(qiáng)度尚初性的球墨鑄鐵材料及其制備方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料，按照重量百分比的原料組成如下:C 2.95-3.12%、Si 1.8-2.2% ^ Mn 0.6_0.9%、Ρ <0.05%^S <0.03%^Cr 0.9_1.3%、Μο 1.5-2.0% ^ Mg 0.15-0.21%、Ce 0.02-0.04%、Ni 3.2-3.6%^Sn 0.06-0.10%^Nb 0.04-0.06%，余量為Fe。
[0005]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:按照重量百分比的原料組成如下:C2.98-3.10%,Si1.9-2.1%^Μη 0.7-0.8%、Ρ < 0.04%^S < 0.02%^Cr 0.95_1.2%、Μο 1.7-1.9%、Mg 0.16-0.19%、Ce 0.03-0.04%、Ni 3.3-3.5%^Sn 0.07-0.08%、Nb 0.05-0.06%，余量為Fe。
[0006]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:按照重量百分比的原料組成如下:C3.05%,Si1.98%^Mn 0.75%、Ρ 0.02%、S 0.01%、Cr 1.1%、Μο 1.8%、Mg 0.17%、Ce 0.04%^Ni 3.4%、Sn0.07%、Nb 0.06%^Fe 87.55%。
[0007]所述尚強(qiáng)度尚初性的球墨鑄鐵材料的制備方法，步驟如下:
1)按照配比稱取各原料，加熱熔融后獲得鐵液，鐵液的出爐溫度為1520-1530°C;
2)以包內(nèi)沖入法加入鐵液質(zhì)量1.2-1.4%的鎳鎂合金球化劑，對鐵液進(jìn)行球化處理，球化溫度為1410-1430°C;
3)以隨流孕育的方式加入鐵液質(zhì)量0.2-0.3%的硅鐵孕育劑，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；
4)球化、孕育處理完畢后，扒渣2-3次，保證鐵液溫度在1370-1390°C澆鑄完畢，鑄件保溫10-15小時后開箱清理打磨；
5)將打磨后的鑄件升溫至960-980°C，保溫2-3h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至200°C以下，再升溫至650-700°C進(jìn)行回火處理，保溫l_2h，出爐空冷至室溫，獲得高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是: 本發(fā)明制備的球墨鑄鐵材料抗拉強(qiáng)度為483-520Mpa，屈服強(qiáng)度為325-358Mpa，伸長率為14.6-16.8%，表面硬度為167-175HBW，力學(xué)性能表現(xiàn)優(yōu)異，能夠滿足市場對于球墨鑄鐵材料日益提高的性能需求。本發(fā)明制備方法工藝簡單、容易實(shí)現(xiàn)，有利于大范圍推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0010]實(shí)施例1
一種高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料，按照重量百分比的原料組成如下:C 2.95%、Si1.8%、Μη 0.6%、Ρ 0.01%、S 0.01%、Cr 0.9%^Mo 1.5%、Mg 0.15%、Ce 0.02%、Ni 3.2%、Sn0.06%^Nb 0.04%^Fe 88.76%。
[0011]本實(shí)施例中所述尚強(qiáng)度尚初性的球墨鑄鐵材料的制備方法，步驟如下:
1)按照配比稱取各原料，加熱熔融后獲得鐵液，鐵液的出爐溫度為1520°c;
2)以包內(nèi)沖入法加入鐵液質(zhì)量1.2%的鎳鎂合金球化劑，對鐵液進(jìn)行球化處理，球化溫度為 1410°C;
3)以隨流孕育的方式加入鐵液質(zhì)量0.2%的硅鐵孕育劑，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；
4)球化、孕育處理完畢后，扒渣2次，保證鐵液溫度在1370°C澆鑄完畢，鑄件保溫10小時后開箱清理打磨；
5)將打磨后的鑄件升溫至960°C，保溫2h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至180°C，再升溫至650°C進(jìn)行回火處理，保溫lh，出爐空冷至室溫，獲得高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料。
[0012]實(shí)施例2
一種高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料，按照重量百分比的原料組成如下:C 3.12%、Si2.2%、Μη 0.9%、Ρ 0.05%、S 0.03%^Cr 1.3%、Μο 2.0%^Mg 0.21%、Ce 0.04%^Ni 3.6%、Sn0.10%、Nb 0.06%、Fe 86.39%。
[0013]本實(shí)施例中所述尚強(qiáng)度尚初性的球墨鑄鐵材料的制備方法，步驟如下:
1)按照配比稱取各原料，加熱熔融后獲得鐵液，鐵液的出爐溫度為1530°c;
2)以包內(nèi)沖入法加入鐵液質(zhì)量1.4%的鎳鎂合金球化劑，對鐵液進(jìn)行球化處理，球化溫度為 1430 °C;
3)以隨流孕育的方式加入鐵液質(zhì)量0.3%的硅鐵孕育劑，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；
4)球化、孕育處理完畢后，扒渣3次，保證鐵液溫度在13900C澆鑄完畢，鑄件保溫15小時后開箱清理打磨；
5)將打磨后的鑄件升溫至980°C，保溫3h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至195°C，再升溫至700°C進(jìn)行回火處理，保溫2h，出爐空冷至室溫，獲得高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料。
[0014]實(shí)施例3
一種高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料，按照重量百分比的原料組成如下:C 3.05%、Si1.98%^Mn 0.75%、P 0.02%、S 0.01%、Cr 1.1%、Μο 1.8%、Mg 0.17%、Ce 0.04%^Ni 3.4%、Sn0.07%、Nb 0.06%^Fe 87.55%。
[0015]本實(shí)施例中所述尚強(qiáng)度尚初性的球墨鑄鐵材料的制備方法，步驟如下:
1)按照配比稱取各原料，加熱熔融后獲得鐵液，鐵液的出爐溫度為1525°c;
2)以包內(nèi)沖入法加入鐵液質(zhì)量1.3%的鎳鎂合金球化劑，對鐵液進(jìn)行球化處理，球化溫度為 1420 °C;
3)以隨流孕育的方式加入鐵液質(zhì)量0.25%的硅鐵孕育劑，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；
4)球化、孕育處理完畢后，扒渣3次，保證鐵液溫度在13800C澆鑄完畢，鑄件保溫12小時后開箱清理打磨；
5)將打磨后的鑄件升溫至970°C，保溫2.5h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至185°C，再升溫至670°C進(jìn)行回火處理，保溫1.5h，出爐空冷至室溫，獲得高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料。
[0016]實(shí)施例4
一種高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料，按照重量百分比的原料組成如下:C 3.12%、Si1.8%、Μη 0.8%、Ρ 0.02%、S 0.03%^Cr 1.3%、Μο 1.5%、Mg 0.18%、Ce 0.04%^Ni 3.4%、Sn
0.09%^Nb 0.06%^Fe 87.66%。
[0017]本實(shí)施例中所述尚強(qiáng)度尚初性的球墨鑄鐵材料的制備方法，步驟如下:
1)按照配比稱取各原料，加熱熔融后獲得鐵液，鐵液的出爐溫度為1520°c;
2)以包內(nèi)沖入法加入鐵液質(zhì)量1.4%的鎳鎂合金球化劑，對鐵液進(jìn)行球化處理，球化溫度為 1420 °C;
3)以隨流孕育的方式加入鐵液質(zhì)量0.2%的硅鐵孕育劑，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；
4 )球化、孕育處理完畢后，扒渣2次，保證鐵液溫度在1390°C澆鑄完畢，鑄件保溫14小時后開箱清理打磨；
5)將打磨后的鑄件升溫至970°C，保溫3h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至150°C，再升溫至660°C進(jìn)行回火處理，保溫lh，出爐空冷至室溫，獲得高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料。
[0018]實(shí)施例5
一種高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料，按照重量百分比的原料組成如下:C 3.1%,Si1.9%、Μη 0.9%、Ρ 0.03%、S 0.01%、Cr 1.3%、Μο 1.5%、Mg 0.18%、Ce 0.03%、Ni 3.6%、Sn
0.10%、Nb 0.05%、Fe 87.3%。
[0019]本實(shí)施例中所述尚強(qiáng)度尚初性的球墨鑄鐵材料的制備方法，步驟如下:
1)按照配比稱取各原料，加熱熔融后獲得鐵液，鐵液的出爐溫度為1530°c;
2)以包內(nèi)沖入法加入鐵液質(zhì)量1.4%的鎳鎂合金球化劑，對鐵液進(jìn)行球化處理，球化溫度為 1420 °C;
3)以隨流孕育的方式加入鐵液質(zhì)量0.2%的硅鐵孕育劑，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；
4)球化、孕育處理完畢后，扒渣2次，保證鐵液溫度在13800C澆鑄完畢，鑄件保溫12小時后開箱清理打磨；
5)將打磨后的鑄件升溫至980°C，保溫3h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至170°C，再升溫至690°C進(jìn)行回火處理，保溫2h，出爐空冷至室溫，獲得高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料。
[0020]本發(fā)明制備的球墨鑄鐵材料制成試棒，進(jìn)行性能試驗(yàn)，其抗拉強(qiáng)度為483_520Mpa，屈服強(qiáng)度為325-358Mpa，伸長率為14.6-16.8%，表面硬度為167-175HBW。
[0021]本發(fā)明制備的球墨鑄鐵材料的力學(xué)性能優(yōu)異，能夠滿足市場對于球墨鑄鐵材料日益提高的性能需求。本發(fā)明制備方法工藝簡單、容易實(shí)現(xiàn)，有利于大范圍推廣。
[0022]上面對本發(fā)明的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料，其特征在于，按照重量百分比的原料組成如下:C 2.95-3.12%^ Si 1.8-2.2% ^ Mn 0.6_0.9%、P <0.05%^S <0.03%^Cr 0.9-1.3%、Μο 1.5-2.0%^Mg 0.15-0.21%、Ce 0.02_0.04%、Ni 3.2-3.6%^Sn 0.06-0.10%^Nb 0.04-0.06%，余量為Fe。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料，其特征在于，按照重量百分比的原料組成如下:C 2.98-3.10%^Si 1.9_2.1%、Μη 0.7_0.8%、Ρ < 0.04%^S < 0.02%^Cr0.95-1.2%、Μο 1.7-1.9%、Mg 0.16-0.19%、Ce 0.03-0.04%、Ni 3.3-3.5%、Sn 0.07-0.08%、Nb 0.05-0.06%，余量為Fe。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料，其特征在于，按照重量百分比的原料組成如下:C 3.05%、Si 1.98% ^ Mn 0.75%、Ρ 0.02%、S 0.01%、Cr I.l%、Mo 1.8%、Mg0.17%、Ce 0.04%^Ni 3.4%、Sn 0.07%、Nb 0.06%^Fe 87.55%。4.一種如權(quán)利要求1-3任一所述的高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料的制備方法，其特征在于，步驟如下: 1)按照配比稱取各原料，加熱熔融后獲得鐵液，鐵液的出爐溫度為1520-1530°C; 2)以包內(nèi)沖入法加入鐵液質(zhì)量1.2-1.4%的鎳鎂合金球化劑，對鐵液進(jìn)行球化處理，球化溫度為1410-1430°C; 3)以隨流孕育的方式加入鐵液質(zhì)量0.2-0.3%的硅鐵孕育劑，對鐵液進(jìn)行孕育化處理； 4)球化、孕育處理完畢后，扒渣2-3次，保證鐵液溫度在1370-1390°C澆鑄完畢，鑄件保溫10-15小時后開箱清理打磨； 5)將打磨后的鑄件升溫至960-980°C，保溫2-3h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至200°C以下，再升溫至650-700°C進(jìn)行回火處理，保溫l_2h，出爐空冷至室溫，獲得高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料，按照重量百分比的原料組成如下：C 2.95?3.12%、Si 1.8?2.2%、Mn 0.6?0.9%、P ≤0.05%、S ≤0.03%、Cr 0.9?1.3%、Mo 1.5?2.0%、Mg 0.15?0.21%、Ce 0.02?0.04%、Ni 3.2?3.6%、Sn 0.06?0.10%、Nb 0.04?0.06%，余量為Fe。本發(fā)明還提供了所述高強(qiáng)度高韌性的球墨鑄鐵材料的制備方法。本發(fā)明制備的球墨鑄鐵材料抗拉強(qiáng)度為483?520Mpa，屈服強(qiáng)度為325?358Mpa，伸長率為14.6?16.8%，表面硬度為167?175HBW，力學(xué)性能表現(xiàn)優(yōu)異，能夠滿足市場對于球墨鑄鐵材料日益提高的性能需求，另外，本發(fā)明制備方法工藝簡單、容易實(shí)現(xiàn)，有利于大范圍推廣。
【IPC分類】C22C37/10, C22C33/10
【公開號】CN105714184
【申請?zhí)枴緾N201610221173
【發(fā)明人】陳雪琴
【申請人】陳雪琴