[发明专利]-40℃低温高强高韧球墨铸铁及其制备方法和铁路机车零部件

权利要求书

1.一种-40℃低温高强高韧球墨铸铁，其特征在于，各组分及其相对于所述球墨铸铁总重的重量百分比为：C 3.6%～3.9%，Si 1.9%～2.1%，Mn＜0.2%，P＜0.03%，S 0.003%～0.012%，Cu 0.35%～0. 5%，Ni 1.1%～1.5%，RE ≤0.03%，Mg 0.025%～0.05%，余量为铁和不可避免的杂质；

所述-40℃低温高强高韧球墨铸铁按照以下步骤制备：

①炉料配制：按球墨铸铁的化学成分称取所需量的生铁、废钢、增碳剂、纯铜、纯镍、硅铁；

②熔炼：先将步骤①称取的废钢与增碳剂加入中频炉内，然后加入生铁、纯镍板，待全部炉料熔清后撒除渣剂进行铁水扒渣；当熔炼温度达到1530～1560℃时进行高温静置、除渣，待铁水温度降低到1500～1530℃时再加入纯铜及硅铁，然后待出炉球化；

③球化及孕育处理：先将步骤②铁水总重量的1.0%～1.5%的球化剂加入铁水包内的球化包坑内捣实压平，再在上面加入铁水总重量的0.3%～0.5%的包底孕育剂，在包底孕育剂上加入铁水总重量的0.4%～1.0 %的硅钢片进行覆盖；

然后将步骤②中频炉内的铁水分两次出铁，先出部分铁水直接冲入铁水包，然后用包盖将铁水包盖住进行球化和包底孕育，待包内球化反应结束后拿开包盖，将包内孕育剂加入铁水包内，包内孕育剂的加入量为铁水总重量的0.5%～0.7 %，然后出完剩下的铁水；出完铁水后，对包内铁水进行搅拌、扒渣，当铁水温度达到1380℃～1420℃时进行浇注；

④浇注和保温处理：将步骤③球化及孕育处理后的铁水浇注到铸型中，浇注过程中在铁水流上方加入铁水总重量的0.1%～0.2%的随流孕育剂进行浇注随流孕育，浇注结束后，待铸型自然冷却至温度≤300℃，开箱落砂清理，得到-40℃低温高强高韧球墨铸铁。

2.根据权利要求1所述的-40℃低温高强高韧球墨铸铁，其特征在于：相对于所述球墨铸铁总重，C的重量百分比为3.7%～3.8%。

3.根据权利要求1所述的-40℃低温高强高韧球墨铸铁，其特征在于：相对于所述球墨铸铁总重，Si的重量百分比为1.98%～2.08%。

4.根据权利要求1所述的-40℃低温高强高韧球墨铸铁，其特征在于：相对于所述球墨铸铁总重，S的重量百分比为0.003%～0.010%。

5.根据权利要求1所述的-40℃低温高强高韧球墨铸铁，其特征在于：相对于所述球墨铸铁总重，Cu的重量百分比为0.40%～0. 46%。

6.根据权利要求1所述的-40℃低温高强高韧球墨铸铁，其特征在于：相对于所述球墨铸铁总重，Ni的重量百分比为1.3%～1.5%。

7.根据权利要求1至6之一所述的-40℃低温高强高韧球墨铸铁，其特征在于：球墨铸铁为铸态，基体金相组织由珠光体+铁素体组成，其中铁素体含量≤20%。

8.根据权利要求1至6之一所述的-40℃低温高强高韧球墨铸铁，其特征在于：球墨铸铁的基体金相组织中石墨形态为Ⅴ形石墨和Ⅵ形石墨的数量在石墨总量中的占比≥95%，Ⅵ形石墨的数量在石墨总量中的占比≥80%，石墨大小为6～8级。

9.根据权利要求1至6之一所述的-40℃低温高强高韧球墨铸铁，其特征在于：其抗拉强度Rm≥600Mpa，伸长率A≥7.5%，-40℃低温冲击功AKV≥4J。