[发明专利]一种固溶强化铁素体蠕墨铸铁及其生产方法

说明书

本发明公开了一种固溶强化铁素体蠕墨铸铁及其生产方法，其基体组织包含质量百分比大于80％的铁素体，并使用硅(Si)元素对铁素体进行固溶强化，其中各组分所占的质量百分比为：碳(C)：2.9‑3.5％，硅(Si)：3.0‑4.8％，锰(Mn)：0.0001‑0.3％，磷(P)：0.0001‑0.07％，铜(Cu)：0.0001‑0.2％，铬(Cr)：0.0001‑0.1％，钼(Mo)：0.0001‑0.1％，锡(Sn)：0.0001‑0.02％，硫(S)：0.007‑0.020％，镁(Mg)：0.008‑0.030％，稀土(RE)：0.010‑0.040％，余量为铁(Fe)以及不可避免的微量元素；其中碳当量需保持在4.2‑4.6％，所述碳当量＝碳的质量百分比+(硅的质量百分比/3)；所述固溶强化铁素体蠕墨铸铁的生产方法包括配料和熔化、蠕化和孕育处理以及冷却和开箱，本发明有效地提高蠕墨铸铁的力学性能和机械加工性能，同时降低蠕墨铸铁的生产成本。

技术领域

本发明属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种蠕墨铸铁及其生产方法，特别涉及一种硅固溶强化铁素体蠕墨铸铁及其生产方法。

背景技术

蠕虫状石墨铸铁简称蠕墨铸铁，其石墨形态呈蠕虫状，其内的碳元素主要以蠕虫状石墨形态析出。蠕墨铸铁的基体组织包括铁素体和珠光体：铁素体是碳溶解在α-Fe中的间隙固溶体，铸铁中铁素体以片状、块状、针状和网状存在，珠光体是铸铁中的一种由铁素体薄层和渗碳体薄层构成的层状组织。在石墨形态相同的情况下蠕墨铸铁的抗拉强度随珠光体含量增高而增高，因此在现有技术中要提高蠕墨铸铁的强度一般是靠提高珠光体含量来实现。正如现行国家标准《GB/T 26655-2011蠕墨铸铁件》中规定的那样，蠕墨铸铁牌号从RuT300、RuT350、RuT400、RuT450、RuT500逐步提升时，其基体组织由全铁素体、铁素体+珠光体、珠光体+铁素体、珠光体变化。这种靠提高珠光体含量来提升强度的方法存在的缺点是：提高珠光体含量要添加Cu、Mo、Sn、Ni等促进珠光体形成的合金元素，从而造成生产成本增加；同时随着珠光体含量增高，铸件硬度也增高，又由于铸件各部分冷却速度不一样导致珠光体含量不一样，从而导致铸件各部位的硬度差也随之增大，造成机加工困难、增加机加工成本同时也降低加工精度。

现有技术中没有对硅固溶强化技术在蠕墨铸铁上的应用进行研究和阐述。并且目前现有技术中所公开的高硅钼蠕墨铸铁的生产方法加有较高含量且价格较贵的Mo，造成其生产成本太高，限制了其在普通场合的应用。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固溶强化铁素体蠕墨铸铁及其生产方法，该蠕墨铸铁的力学性能和机械加工性能得到提高，其生产方法的成本同时也能降低。

为实现上述目的，本发明提供了一种固溶强化铁素体蠕墨铸铁，其基体组织包含质量百分比大于80％的铁素体，并使用硅(Si)元素对铁素体进行固溶强化，其中铁素体含量通过国家标准GB/T1954-2008进行测定。

上述固溶强化铁素体蠕墨铸铁在另一种实施方式中，其中各组分所占的质量百分比为：碳(C)：2.9-3.5％，硅(Si)：3.0-4.8％，锰(Mn)：0.0001-0.3％，磷(P)：0.0001-0.07％，铜(Cu)：0.0001-0.2％，铬(Cr)：0.0001-0.1％，钼(Mo)：0.0001-0.1％，锡(Sn)：0.0001-0.02％，硫(S)：0.007-0.020％，镁(Mg)：0.008-0.030％，稀土(RE)：0.010-0.040％，余量为铁(Fe)以及不可避免的微量元素；其中碳当量需保持在4.2-4.6％，所述碳当量＝碳的质量百分比+(硅的质量百分比/3)。