[发明专利]高强韧性铬球铁

说明书

本发明提出了高强韧性铬球铁，最终化学成分按质量百分比为：C为3.4～4.0%，Si为1.7～2.8%，Mn为0.2—0.6%，P0.07%，S0.025%，Cr为0.4～0.6%，Ce为0.015～0.04%，Mg为0.03～0.06%，其余是Fe；通过以下步骤获得高强韧性铬球铁材料：（1）铁水熔炼；（2）球化处理；（3）快速测定球化处理后铁水的实际碳当量，以碳当量为4‑4.06%的范围来计算孕育剂的加入量，所述孕育剂为75％硅铁；（4）随流孕育及浇注，冷却后翻砂出件，制得高强韧性铬球铁材料的铸件。本发明选配合理的化学成分，把Cr的加入量提高到0.4～0.6%，球化处理后调整碳当量，以获得高含量的珠光体，通过随流孕育及浇注过程，最终得到高力学性能的铸态球铁，铸态球铁的常规力学性能就能达国家标准牌号QT600‑3~QT900‑2的性能要求。

技术领域

本发明属于球墨铸铁材料领域，尤其是高强韧性铬合金球墨铸铁，简称高强韧性铬球铁。

背景技术

国外制造高强度球铁时，都加入一些贵金属，如铜、镍、钼、锡等，生产成本是很高的。早在上世纪的50年代，美国和前苏联都曾研究过加铬合金的球铁曾试图应用于汽车和拖拉零件的生产，但都未能解决其存在的不良问题而归于失败。随后各国许多重量级专家和权威著作，均认定球铁的合金化元素只能是铜、镍、钼、锡等贵金属，而铬是球铁有害元素，应严格控制，不得加入，我国的专家和权威著作也有相似的结论。

经过多年的研究和生产实践证明，加入铬元素的新品种球墨铸铁，不但生产成本显著较低，且其疲劳性能超群，铸造工艺性甚佳。前阶段数十年的时间里，这种材料在铸态条件下，牌号为QT600-3，QT700-2的铬球铁，已应用于生产各种铸件，特别是应用于大马力曲轴时，可取代高强度合金钢，曲轴本体安全系数及耐久性能，显著超过高合钢曲轴有巨大的经济效益。

发明内容

本发明提出高强韧性铬球铁，具备好的强度和韧性，不需经过任何热处理，铸态的常规力学性能就能达国家标准牌号QT600-3~QT800-2的性能要求。

高强韧性铬球铁，其特征在于：最终化学成分按质量百分比为：C为3.4～4.0%，Si为1.7～2.8%， Mn为0.2—0.6%，P0.07%，S 0.025%， Cr为0.4～0.6%，Ce为0.015～0.04%，Mg为0.03～0.06%，其余是Fe；并通过以下步骤获得高强韧性铬球铁材料：

（1）铁水熔炼：炉料选用球生铁和废钢，按质量百分比配比为：球墨铸铁用生铁Q10为55-75%，废钢为25-45%；并加入铬铁，控制铁水中的Cr含量为0.4～0.6%；并保证球化处理前铁水化学成分；

（2）球化处理：球化剂为FeSiMg5RE1，粒度为10-30mm，加入量为处理铁水重量的1.0 %～1.5%，球化处理温度控制在1480-1540℃，保证铁水化学成分；

（3）快速测定球化处理后铁水的实际碳当量，以碳当量为4-4.06%的范围来计算孕育剂的加入量，所述孕育剂为75％硅铁；

（4）随流孕育及浇注：控制浇注温度1320—1450℃，采用随流孕育工艺在砂型浇注时加入孕育剂75％硅铁，75％硅铁的粒度为0.2-0.6毫米；冷却后翻砂出件，制得高强韧性铬球铁材料的铸件。