[发明专利]一种全铁素体球墨铸铁及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种球墨铸铁及其生产方法，特别涉及一种铁素体球墨铸铁及其生产方法，属于金属冶炼技术领域。

背景技术

球墨铸铁通过球化和孕育处理、石墨形态呈球状的铸铁，其有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度，按照形态不同，球墨铸铁中的包含：一、铁素体具有体心立方晶格，是碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，即α-Fe和以它为基础的固溶体，以符号F表示 ；二、珠光体，是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物，也称片装珠光体。用符号P表示，含碳量为ωc＝0.77％。其力学性能介于铁素体与渗碳体之间，决定于珠光体片层间距，即一层铁素体与一层渗碳体厚度和的平均值；三、渗碳体，铁与碳形成的金属化合物，其化学式为Fe3C，渗碳体的含碳量为ωc＝6.69％，熔点为1227℃。其晶格为复杂的正交晶格，硬度很高HBW＝800，塑性、韧性几乎为零，脆性很大。 在铁碳合金中有不同形态的渗碳体，其数量、形态与分布对铁碳合金的性能有直接影响，现在的球墨铸铁是按照Fe-C-Si三元合金系统相图稳定凝固时，约2-3%的w(Si)促进尽石墨的析出，球铁的金相组织表现有铁素体和珠光体两种基本类型，同时球铁的力学性能表现为1、全铁素体以至于材料低强度和高延伸率；抗拉强度 180—280MPa；延伸率 30--50%；硬度50—80HB；2、铁素体和珠光体的中间态，以至于有适宜的强度和延伸率；3、全珠光体以至于高强度和低的延伸率，珠光体的性能表现为：抗拉强度770MPa；硬度210HB以上，延伸率=20%~35%，而现在的工艺技术要获得约700Mpa的机械强度需要金相获得较高比例的珠光体含量甚至是全珠光体，但同时延伸率大大下降，同时硬度增加，给后续机械加工带来困难和成本上升，同时目前工艺技术若获得了全铁素体金相组织，延伸率显著提升，硬度降低，便于机械加工，但是强度较低，一般≤450Mpa，满足不了相应的需要，生产应用实践中需要一种具有铁素体的基体组织，即具有高的延伸率和低的表面硬度，又具备良好的球墨铸铁的力学性能，以满足相应工程和加工的需要。 

发明内容

本发明为提供一种全铁素体球墨铸铁及其生产方法。

一种全铁素体球墨铸铁，所述的全铁素体球墨铸铁具有特性：抗拉强度 600MPa-700MPa，延伸率15%-20%， 硬度150HB-210HB，所述的球墨铸铁的成份具有含量：C：3.6-3.9%  ，Si：3.5-4.45%，Mn≤0.2%  ，P≤0.035%，S≤0.02%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.02-0.05%，余量为Fe，或具有含量：C：3.6-3.9%  ，Si：3.3-4.15%，Mo：0.1-0.3%，Mn≤0.2%  ，P≤0.035%，S≤0.02%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.02-0.05%，余量为Fe。一种全铁素体球墨铸铁的生产方法：所述的全铁素体球墨铸铁具有特性：抗拉强度 600MPa-700MPa，延伸率15%-20%， 硬度150HB-210HB，所述的球墨铸铁的成份具有含量：C：3.6-3.9%  ，Si：3.5-4.45%，Mn≤0.2%  ，P≤0.035%，S≤0.02%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.02-0.05%，余量为Fe，或具有含量：C：3.6-3.9%  ，Si：3.3-4.15%，Mo：0.1-0.3%，Mn≤0.2%  ，P≤0.035%，S≤0.02%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.02-0.05%，余量为Fe，包括配料、熔炼，：包括以下步骤：

（a）炉料选配：采用高纯生铁和低Mn低P低S废钢、增碳剂为炉料，所述的炉料中Mn≤0.2%；P≤0.03%；S≤0.015%，Ti≤0.015%，微量杂质总含量≤0.1%；

（b）熔炼：采用中频感应电炉熔炼得原铁水，出炉温度1460-1510℃；

（c）选用QRMg8RE3做球化剂，加入量1.3-1.6%，选用75Si-Fe做底硅孕育剂，加入量1.3-1.6%，在出炉温度下球化、孕育，得球化后的铁水；

（d）倒包孕育：选用75Si-Fe做倒包孕育剂，加入量0.8-1.2%；

（e）浮硅孕育：选用75Si-Fe做浮硅孕育，加入量0.4-0.6%，在倒包后后加在铁液表面；

(f)浇包漏斗随流孕育：选用75Si-Fe做孕育剂,加入量0.1-0.15%；