[发明专利]一种高强度高韧性钢铁及其铸造工艺

权利要求书

1.一种高强度高韧性钢铁，其特征在于：包括如下组成部分：碳0.8-1.6％、硅0.5-1.0％、锰0.7-1.6％、铬3.2-5.0％、钼0.12-0.18％、钨0.3-0.48％、钒0.4-0.6％、镍2.4-4.0％、铝0.08-0.12％、钛0.8-1.2％、硼0.002-0.005％、氮0.2-0.6％、磷≤0.045％和硫≤0.04％，剩余量主要为铁以及其他无法消除的残余；

所述锰、铬、钼、钨、钒、镍、钛、硼和氮等主要以二氧化锰、二氧化铬、硫化钼、三氧化二钒磷、氧化镍、二氧化钛、天然硼砂和二氧化氮的形式作为原料，所述硅、碳、磷和硫等无需刻意添加，为钢铁生产原材料的内部残留。

2.根据权利要求1所述的一种高强度高韧性钢铁的铸造工艺，其特征在于：包括如下步骤：

A)铸造使用的为砂型模具，砂型模具包括上模具和下模具，上模具和下模具之间形成浇筑砂芯，上模具包括竖浇道和横浇道，竖浇道与横浇道相连通并呈九十度分布，横浇道与浇筑砂芯连通，竖浇道的顶部贯穿上模具并连通有铁水汇聚凹槽；铁水汇聚凹槽内腔的底部镶嵌有铁质过滤网板；

B)开启感应工频电炉，将生铁加入感应工频电炉内，进行高温熔化处理，熔化后的铁水继续升温至1550-1600℃并控制时间0.5-1小时，在此过程中对铁水顶部析出的废渣进行扒出；

C)将硅、锰、铬、钼、钨、钒、镍、钛、硼和氮等主要辅助元素以二氧化锰、二氧化铬、硫化钼、三氧化二钒磷、氧化镍、二氧化钛、天然硼砂和二氧化氮逐一加入铁水内，在此过程中利用搅拌装置对铁水进行匀速搅拌处理，搅拌时间为3min，搅拌速率60/min，如此重复3-5次，每次间隔10min，间隔过程中对铁水顶部析出的残渣进行扒出；

D)向铁水中加入少量铝丝脱氧，利用搅拌装置进行匀速搅拌处理，时间为3min，混合结束后对铁水进行取样检验，若含氧量达到标准，则停止脱氧，不合格继续加入适量的铝丝；

E)浇筑之前将铁水的温度升高至1580-1620℃，铁水浇入铁水汇聚凹槽内，依次通过竖浇道和横浇道进入浇筑砂芯，浇筑完成后使其冷却至室温，开启模具；

F)开模后得到钢铁，对其表面进行去渣处理，然后放置于回火炉中进行回火，温度控制在400-500℃，保温6-8h，再降至室温，最后取出钢铁。

3.根据权利要求2所述的一种高强度高韧性钢铁，其特征在于：所述步骤E)开启模具时，首先对模具进行冷水喷淋，再进行开模作业。

4.根据权利要求2所述的一种高强度高韧性钢铁，其特征在于：所述步骤A)竖浇道内腔的底部开设有弧形凹槽，横浇道位于弧形凹槽的顶部，铁质过滤网板经耐高温处理。

5.根据权利要求2所述的一种高强度高韧性钢铁，其特征在于：所述步骤F)对取出的钢铁进行探伤检测，并取下其中一部分进行强度和韧性检测，取样作业随机选取三个点。