專利名稱：鑄態(tài)貝氏體高強(qiáng)度灰口鑄鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合金材料領(lǐng)域。
灰口鑄鐵廣泛用于機(jī)械、汽車、工程領(lǐng)域，現(xiàn)有灰口鑄鐵鑄態(tài)組織為鐵素體或珠光體，或兩者之混合+片狀石墨，其生產(chǎn)簡便，工藝成品率高、成本低，具有一系列優(yōu)良的鑄造性能和較高的機(jī)械性能，但由于片狀石墨的存在，使其機(jī)械性能(特別是強(qiáng)度性能)受限;目前多用孕育法及合金化來使之組織細(xì)化(較高彌散度的球光體或索氏體+細(xì)片狀石墨)來提高強(qiáng)度性能，但其金屬基體沒有發(fā)生根本性變化，其性能只能到一定限度(σb＝200～400N/mm2，σw＝450～600N/mm2);采用等溫淬火工藝可改變其金屬基體結(jié)構(gòu)，獲得具有貝氏體組織的金屬基體組織，使其性能大幅度提高，但該法耗能、耗時(shí)、勞動強(qiáng)度大，蠕墨鑄鐵和球墨鑄鐵雖有良好的機(jī)械(強(qiáng)度)性能，但其蠕化、球化過程繁雜，特別是蠕化的技術(shù)要求很高，質(zhì)量很難穩(wěn)定。
經(jīng)檢索世界專利，沒有發(fā)現(xiàn)有鑄態(tài)下具有貝氏體基體組織的灰口鑄鐵報(bào)道。
本發(fā)明的目的是選用適當(dāng)?shù)暮辖鸹驮杏椒ǎ淖兤浠瘜W(xué)成分，在細(xì)化石墨的同時(shí)，不需繁雜的熱處理過程，在鑄態(tài)下獲得具有貝氏體組織的灰口鑄鐵，使其各項(xiàng)性能大幅度提高，同時(shí)又保持普通灰口鐵的優(yōu)良性能，并兼有蠕墨和球墨鑄鐵的某些優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容是鑄態(tài)貝氏體高強(qiáng)度灰口鑄鐵，鑄態(tài)組織由金屬基體和細(xì)片狀石墨、碳化物組成，其特殊之處在于其金屬基體為貝氏體和少量殘余奧氏體，碳化物為少量弧立的島狀碳化物;其化學(xué)配比為C3.0～3.3%，Si1.9～2.4%，Mn0.5～0.9%，S＜0.1%，P＜0.1%，Cr0.2～0.8%，Mo0.2～0.8%，Ni0.5～1.0%，RE微量，Ca微量，余量為Fe。
本發(fā)明的鑄態(tài)貝氏體高強(qiáng)度灰口鑄鐵的鑄造方法的特點(diǎn)在于鑄造工藝過程及參數(shù)為原料入爐→鐵水基本化清時(shí)加入合金→過熱到1480～1500℃鐵水出爐并進(jìn)行第一次孕育→1400～1430℃干模澆注并進(jìn)行第二次孕育。
本發(fā)明采用多次孕育和合金化處理，改變了化學(xué)成份和組織結(jié)構(gòu)，獲得鑄態(tài)貝氏體的灰口鑄鐵，由于貝氏體的較高的綜合機(jī)械性能，使得鑄態(tài)貝氏體鑄鐵的主要性能指標(biāo)大幅度提高(σb＝402N/mm2，σw＝804N/mm2，HRC＝27)，超過新國標(biāo)的最高牌號HT350灰鑄鐵性能，同時(shí)又保持了普通灰口鑄鐵的主要性能、兼有蠕墨鑄鐵和球墨鑄鐵的某些優(yōu)點(diǎn)，具有高強(qiáng)度和優(yōu)良的耐磨、耐熱、耐蝕性能，省去了繁雜的熱處理、蠕化、球化過程，因而具有性能好、省工、省時(shí)、節(jié)約能源、工藝簡單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
附圖
為本發(fā)明鑄態(tài)金相圖。
下面說明本發(fā)明的一個實(shí)施例采用100KW、10kg可控硅中頻電爐。
用料為易門生鐵、本溪生鐵、碳鋼廢料、75硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、金屬鎳、稀土、硅鈣合金。
工藝過程及參數(shù)為原料入爐→鐵水基本化清時(shí)加入合金→過熱到1480～1500℃鐵水出爐并進(jìn)行第一次孕育→1400～1430℃干模澆注并進(jìn)行第二次孕育。
化學(xué)配比為C3.0～3.3%，Si1.9～2.4%，Mn0.5～0.9%，S＜0.1%，P＜0.1%，Cr0.2～0.8%，Ni0.5～1.0%，Mo0.2～0.8%，RE微量，Ca微量，余量為Fe。
力學(xué)性能測量采用φ30mm抗彎試樣，在云南省下關(guān)汽車修理四廠、云南內(nèi)燃機(jī)廠、云南省輕機(jī)廠測試，結(jié)果為σb＝402.73N/mm2，σw＝804.29N/mm2，HRC＝27。
金相分析采用XJG-05型大型臥式金相顯微鏡，從金相照片(附圖)上，可清晰辨認(rèn)其鑄態(tài)組織為貝氏體+少量殘余奧氏體+少量弧立島狀碳化物+細(xì)片狀石墨。
權(quán)利要求
1.一種鑄態(tài)貝氏體高強(qiáng)度灰口鑄鐵，鑄態(tài)組織由金屬基體和細(xì)片狀石墨、碳化物組成，其特征在于其金屬基體為貝氏體和少量殘余奧氏體，碳化物為少量弧立島狀碳化物，其化學(xué)配比為C3.0～3.3%，Si1.9～2.4%，S＜0.1%，P＜0.1%，Cr0.2～0.8%，Mo0.2～0.8%，Ni0.5～1.0%，Mn0.5～0.9%，RE微量，Ca微量，余量為Fe。
2.一種權(quán)利要求1所述鑄態(tài)貝氏體高強(qiáng)度灰口鑄鐵的鑄造方法，其特征在于鑄造工藝過程及參數(shù)為原料入爐→鐵水基本化清時(shí)加入合金→過熱到1480～1500℃鐵水出爐并進(jìn)行第一次孕育→1400～1430℃干模澆注并進(jìn)行第二次孕育。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鑄態(tài)貝氏體高強(qiáng)度鑄鐵及其鑄造方法，屬合金材料領(lǐng)域。
文檔編號C21C1/08GK1033844SQ8810717
公開日1989年7月12日 申請日期1988年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月11日
發(fā)明者舒信福 申請人:云南工學(xué)院