[发明专利]高镍奥氏体球墨铸铁的高温处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于球墨铸铁热处理领域，具体涉及高镍奥氏体球墨铸铁的高温处理工艺。

背景技术

高镍奥氏体球墨铸铁因为含有大量的合金元素，如Cr、Mn等合金元素，在基体中形成较多的化合物。为了改善高镍奥氏体球墨铸铁的塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向，细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷，传统的方法是将高镍奥氏体球墨铸铁加热到950～1050℃，保温一段时间后（根据铸件大小而定），出炉后在静止空气中冷却。对经该工艺处理后的高镍奥氏体球墨铸铁进行显微组织分析可以看出，铸铁基体中会析出大量的化合物，且分布不均匀，从而影响了材料性能的进一步提升。

发明内容

本发明的目的是解决现有工艺处理后的铸铁基体中析出大量分布不均匀的化合物，提供一种改善高镍奥氏体球墨铸铁显微组织以提高材料强度的高温处理工艺。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案：

一种高镍奥氏体球墨铸铁的高温处理工艺，该工艺是先将高镍奥氏体球墨铸铁加热到950～1050℃，保温处理后，于炉外在流动空气中以700～800℃/小时的速度冷却至室温。

进一步，高镍奥氏体球墨铸铁的升温速度≤180℃/小时。

更进一步，高镍奥氏体球墨铸铁的升温速度为100～180℃/小时。

进一步，保温时间为0.5～8小时。

有益效果：

采用本发明的工艺，析出的球状石墨分布更为均匀，化合物主要扩散在铸铁基体内，界面上化合物的析出明显减少，改善了高镍奥氏体球墨铸铁的显微组织，与传统的在静止空气中冷却相比，材料的抗拉强度提高了15%，屈服强度提高了30%，延伸率提高了12%，使高镍奥氏体球墨铸铁具有更高的强度性能和塑性，基体上的化合物分布更加均匀，提升了材料加工性能。

附图说明

图1 铸件采用不同冷却速度后，放大100倍的显微组织照片；

图2 铸件采用不同冷却速度后，放大500倍的显微组织照片；

其中，A为析出的化合物，B为球状石墨。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

为保证高镍奥氏体球墨铸铁铸件的受热均匀，在升温阶段，主要保证温度要以均匀的速度上升，且升温速度要不高于180℃/小时。但升温速度太慢会导致升温所需时间太长，因此，优选的升温速度为100～180℃/小时。

高镍奥氏体球墨铸铁铸件温度升至950～1050℃，在该温度下保持一段时间，保温时间根据铸件的大小、厚度调节，可以按铸件最大厚度×（0.5～1小时/厘米）确定保温所需时间。一般铸件的保温时间在0.5～8小时即可。

铸件经950～1050℃保温处理出炉后，直接暴露在空气中，采用风机对其吹气，保持空气的快速流动，确保铸件的温度以每小时700～800℃速度降至室温。

实施例1

将高镍奥氏体球墨铸铁铸件装入料框，送入炉中，以150℃/小时速度升温到1000℃，保温4小时后，出炉，用风机直接对铸件进行吹气，使用铸件以800℃/小时的速度冷却至300℃以下，处理后的铸件显微组织照片见图1（II）和图2（II），铸件的抗拉强度630MPa、屈服强度360MPa、延伸率28%。

对比实验：与上述步骤不同的在于，出炉后，铸件是在静止的空气中自然冷却至室温，冷却后铸件的显微组织照片见图1（I）和图2（I），铸件的抗拉强度550MPa、屈服强度280MPa、延伸率25%。

实施例2

将高镍奥氏体球墨铸铁铸件装入料框，送入炉中，以100℃/小时速度升温到950℃，保温6小时后，出炉，用风机直接对铸件进行吹气，使用铸件以750℃/小时的速度冷却至室温，铸件的抗拉强度600MPa、屈服强度340MPa、延伸率26%。

对比实验：与上述步骤不同的在于，出炉后，铸件是在静止的空气中自然冷却至室温，铸件的抗拉强度530MPa、屈服强度260MPa、延伸率23%。

实施例3

将高镍奥氏体球墨铸铁铸件装入料框，送入炉中，以180℃/小时速度升温到1050℃，保温4小时后，出炉，用风机直接对铸件进行吹气，使用铸件以700℃/小时的速度冷却至室温，铸件的抗拉强度580MPa、屈服强度320MPa、延伸率23%。

对比实验：与上述步骤不同的在于，出炉后，铸件是在静止的空气中自然冷却至室温，铸件的抗拉强度500MPa、屈服强度240MPa、延伸率20%。