[发明专利]一种低温球墨铸铁材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及铁道或风电技术领域，尤其涉及一种低温球墨铸铁材料及其制备方法和应用。本发明通过调整合金各组分的种类和用量，在保证所述低温球墨铸铁材料具有较高的机械强度的同时，还具有较好的低温抗冲击性能。根据实施例的记载，本发明所述低温球墨铸铁材料的抗拉强度418～431MPa，屈服强度268～276MPa，延伸率21.4～24.5％，在‑20℃下的冲击吸收功14.3～15.1J，具有较好的机械强度和低温冲击性能。

技术领域

本发明涉及铁道或风电铸件技术领域，尤其涉及一种低温球墨铸铁材料及其制备方法和应用。

背景技术

球墨铸铁是经过球化和孕育处理得到的具有球状石墨的铸铁材料，具有优良的力学性能、加工性能、耐磨性能、吸震性能和生产成本较低等优点，它的综合性能类似于钢，也正是因为其优异的性能，使其成功地用于铁道或风电铸件中。但现有的球墨铸铁的低温抗冲击性能较差，其在低温承受动载荷的铸钢件中的应用受到一定的制约。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温球墨铸铁材料及其制备方法和应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种低温球墨铸铁材料，按质量百分比计，包括以下合金元素：C3.50～3.80％，Si 2.05～2.15％，Mn≤0.20％，S≤0.015％，P≤0.028％，Cr≤0.023％，Ni0.77～0.83％，Mg 0.38～0.54％，Re 0.005～0.009％、Ti≤0.018％以及余量的铁和不可避免的杂质。

本发明还提供了上述技术方案所述的低温球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：

将具有上述元素配比的合金液依次进行球化处理、孕育处理和浇铸，得到具有上述元素配比的铸锭；

将所述具有上述元素配比的铸锭进行热处理，得到所述低温球墨铸铁材料。

优选的，所述球化处理采用的球化剂为ELmag5800；

所述球化剂的粒度为3～20mm。

优选的，所述球化剂的质量为所述合金液质量的1.0％～1.2％。

优选的，所述孕育处理采用的孕育剂的质量为所述合金液质量的1.1％～1.2％。

优选的，所述孕育剂，按质量百分比计，包括以下元素：

Si 74％～78％，Ba 2～3％，Al 0.8～1.5％和Ca 0.5～1.0％和余量的铁。

优选的，所述球化处理和孕育处理在球化包中进行；所述球化包的包底为凹坑状；所述凹坑状的高度与直径比≥1.8；

所述球化剂置于球化包的凹坑内。

优选的，所述合金液质量的0.25％的孕育剂覆盖在所述球化剂的表面；在所述孕育剂上表面覆盖钢片；

所述合金液质量0.15％的孕育剂置于所述合金液倒入球化包的包底直冲处；

剩余的孕育剂置于出铁槽漏斗中以随流孕育剂的加入形式，加入所述合金液中。

优选的，所述热处理的过程为：先将所述具有上述元素配比的铸锭由80～120℃/min的升温速率升至640～660℃，保温0.5～1.5h后，以80～120℃/min的升温速率继续升温至870～890℃，保温2～4h，冷却。

本发明还提供了上述技术方案所述的低温球墨铸铁材料或由上述技术方案所述的制备方法制备得到的低温球墨铸铁材料在制备铁道用铸钢件中的应用。