[发明专利]一种高强度、高韧性铸态球墨铸铁及其生产方法

说明书

本发明属于铸造技术和新材料领域，涉及一种高强度、高韧性铸态球墨铸铁及其生产方法；所述铸态球墨铸铁的抗拉强度不低于800MPa，延伸率不低于5％，故定义为QT800‑5；所述铸态球墨铸铁QT800‑5包括C、Si、P、Mn、Cr、Sn、Cu、S、Mg、RE、其他微量元素以及余量的Fe；其生产方法则是通过原料精配，成份优化，熔炼、球化、孕育技术的创新与管理水平提升生产的该材料，抗拉强度和延伸率得到了双向提高。本发明不需要热处理，不加入Ni、Mo等贵金属，在铸态下可满足抗拉强度Rm≥800MPa、延伸率A≥5％的要求。与GB1348标准牌号QT800‑2相比，相同抗拉强度下最低延伸率提高了150％；与QT550‑5相比相同延伸率下最低抗拉强度提高了45％。适用于对力学性能要求较高的汽车、工程机械等球墨铸铁件。

技术领域

本发明属于铸造技术和新材料领域，涉及一种高强度、高韧性铸态球墨铸铁及其生产方法。

背景技术

球墨铸铁特别是高强度高韧性球墨铸铁在工程机械、汽车零件领域中的应用越来越广泛，很多铸钢件产品逐渐由高强韧球墨铸铁所替代。对于一些汽车安全件如桥壳、转向节、行星轮壳、差壳、轮毂、法兰轴等，是主要的承载受力件，要求零件具有较高的强度，同时具有较好的延伸性。

球墨铸铁的性能特征一般是：抗拉强度较高时，则延伸率较低；反之抗拉强度较低时，则延伸率较高。如GB1348规定的最低牌号QT350-22,其最低抗拉强度350MPa，最低延伸率22％；而QT700-2,最低抗拉强度700MPa，最低延伸率只有2％；再高的牌号QT800-2,其铸态性能已经不易达到；更高的牌号则是通过热处理获得的。

发明内容

本发明针对上述的问题，提供了一种高强度、高韧性铸态球墨铸铁及其生产方法。

一种高强度、高韧性铸态球墨铸铁，所述铸态球墨铸铁的抗拉强度不低于800MPa，延伸率不低于5％，故定义为QT800-5；所述铸态球墨铸铁QT800-5具体包括以下组分：

且满足CE＝C+1/3(Si+P)＝4.3％～4.6％，

AF＝Mn+2.4Cu+3.2Cr+20Sn＝1.7％-2.2％；

所述其他微量元素为Ti、Pb、Te、Bi、Sb、As、Al，其总和≤0.07％。

一种生产高强度、高韧性铸态球墨铸铁的方法，具体包括以下步骤：

第一部分，材料的选取

1)炉料选取高纯生铁、中-低碳废钢以及相同材质回炉料；

2)要求外购原材料干净无锈，回炉料进行抛光清理；

3)熔炼用增碳剂为经高温石墨化处理的优质晶体增碳剂；

第二部分，电炉熔炼

4)将上述高纯生铁、废钢及回炉料加入到电炉内熔炼，熔炼温度为1530℃～1550℃；

5)根据原铁液成分的规定范围，对电炉内的铁液进行各组分含量调整；

6)1520℃～1530℃下高温静置8～10分钟，扒清渣；